2022年航空發(fā)動機行業(yè)深度研究

1、2022年航空發(fā)動機行業(yè)深度研究航空發(fā)動機承研承制位列工業(yè)制造難度尖端，我國仍處于對標先進國家持續(xù)產(chǎn)業(yè)迭代進程航空發(fā)動機是為軍民用飛機提供動力的精密熱力機械航空發(fā)動機是一種高度復雜和精密的熱力機械，其作為動力裝置可直接影響飛行器的性能以及可靠性， 其基本原理是通過壓縮更多的空氣供更多的燃料燃燒發(fā)動機主要由進氣扇、壓氣機、燃燒室、渦輪、機 體等部分構(gòu)成發(fā)動機通過進氣、壓縮、燃燒、噴出產(chǎn)生動力；航空發(fā)動機中的核心部件為核心機，其是 完成空氣壓縮及燃燒的過程從而產(chǎn)生動力的重中之重。 航空發(fā)動機的產(chǎn)品分類較多，且具有一定軍民通用的屬性。目前主流的航空發(fā)動機可分為渦輪噴氣發(fā)動 機、渦輪風扇發(fā)動機、渦輪螺

2、旋槳發(fā)動機、渦輪軸發(fā)動機等，均具有軍民通用的屬性。航空發(fā)動機高可靠性要求牽引研制周期長，研發(fā)投入大航空發(fā)動機行業(yè)的產(chǎn)業(yè)壁壘較強：發(fā)動機的設(shè)計要求較高的使用效能以及極低的故障率，且其工作過程 極為復雜，因而整體研發(fā)生產(chǎn)的工藝要求較高，是一種典型的技術(shù)密集型產(chǎn)品，整體產(chǎn)業(yè)壁壘極強：研發(fā)周期長：航空發(fā)動機的研發(fā)周期包括基礎(chǔ)預研、工程驗證機研制和改進改型等多個階段，一般 比飛機研制長5年以上。據(jù)兩機動力控制報道，國外二代戰(zhàn)機研制周期為5-7年，發(fā)動機為7-8年；三 代戰(zhàn)機研制周期為6-10年，發(fā)動機為10-15年；四代戰(zhàn)機研制周期為10年，發(fā)動機為15-18年。 研發(fā)投入大：以世界先進航空發(fā)動機為例，

3、研發(fā)投入普遍高于十億美元。軍用航發(fā)方面，據(jù)統(tǒng)計分 析F135、F119和M88渦扇發(fā)動機研發(fā)費用依次約為67億美元、25億美元和18億美元；民用航發(fā)方 面，據(jù)統(tǒng)計分析GE90發(fā)動機研制經(jīng)費約為30億美元。推重比指引航發(fā)代際發(fā)展，我國當前較國際巨頭差距仍較大推重比正相關(guān)于渦輪前溫度，用來劃分不同發(fā)展階段的發(fā)動機的代際指標： 推重比為飛機發(fā)動機推力與發(fā)動機重力或飛機重力之比；表示飛機發(fā)動機或飛機單位重力所產(chǎn)生的 推力； 中美航空發(fā)動機綜合差距一代半，中美發(fā)動機相差較大：渦輪前溫度相差200K意味著相差一代，渦 輪前溫服全球平均每年提升10K，粗略估算可知中國發(fā)動機技術(shù)落后美國仍然較大。新機列裝和換

4、發(fā)及后市場牽引景氣持續(xù)提升，基于核心機衍生的軍轉(zhuǎn)民夯實長期增長空間軍機的集中列裝是航空發(fā)動機加速放量的第一驅(qū)動力新機牽引：航空發(fā)動機高價值主要體現(xiàn)在航空發(fā)動機的單體價值量大，在整機價值中占比高 。航空發(fā)動機單位重量的價值量遠高于其他工業(yè)品：根據(jù)日本通產(chǎn)省的統(tǒng)計，按照產(chǎn)品單位重量創(chuàng) 造的價值來計算，假設(shè)船舶單位重量創(chuàng)造價值為1，那么汽車為9、電視機為50、電子計算機為 300、噴氣式飛機為800；而航空發(fā)動機單位價值量為1400，是飛機價值量的1.75倍； 航空發(fā)動機單價占飛機出廠價比例平均值為23%：根據(jù)航空發(fā)動機的發(fā)展研究統(tǒng)計的美國和 歐洲12個型號戰(zhàn)斗機成本構(gòu)成數(shù)據(jù)，發(fā)動機占飛機出廠價格的

5、平均值為23%。 當前我國軍機處于持續(xù)補短板加速列裝的階段，軍機的集中列裝同樣帶來大量發(fā)動機配套的需求。存量軍機整體服役周期內(nèi)將有多次發(fā)動機的換發(fā)需求換發(fā)后市場：航空發(fā)動機易耗品的屬性體現(xiàn)在飛機的全壽命周期內(nèi)有多次發(fā)動機換發(fā)需求 。 發(fā)動機熱端工作溫度較高，零部件具有更換需求。在整個發(fā)動機的運作過程中，承受溫度最高的部分就 是發(fā)動機的渦輪和燃燒室，航空發(fā)動機熱端的惡劣工作環(huán)境導致了發(fā)動機裝載后較大的維修和更換需求； 當前航空發(fā)動機工作壽命普遍小于飛機服役期限。據(jù)中國科技網(wǎng)報道，經(jīng)過簡單測算，俄制AL-31F發(fā)動 機的實際總壽命約為900小時，經(jīng)過大修延壽后的壽命為300小時。按照戰(zhàn)斗機年均約2

6、40300小時的 訓練和值班飛行時數(shù)來計算，通常每經(jīng)過4年時間就需要更換全新發(fā)動機。如果戰(zhàn)斗機的平均壽命可達到 20年之久，則每4年即需要更換一次全新發(fā)動機，共需換發(fā)5臺發(fā)動機，軍用戰(zhàn)機的發(fā)動機換發(fā)需求較大。民機航發(fā)的MRO維護維修市場或?qū)⒋笥谛聶C列裝市場維修后市場：根據(jù)GE的歷史復盤民用飛機的MRO（維護、修理和大修）市場遠超新機列裝市場且持續(xù)性更強。 根據(jù)GE公司的復盤，在民用航空的全生命周期收入中，后期的零部件維修維護業(yè)務的創(chuàng)收將遠高于新機市場， 且持續(xù)時間超過整體發(fā)動機收入周期的一半以上，是支撐民航發(fā)動機收入的主要來源。航發(fā)持續(xù)擴張型賽道下結(jié)構(gòu)性產(chǎn)業(yè)機會突出，聚焦和產(chǎn)業(yè)變革的非線性擴張

7、能力航發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈細分零部件壁壘較高形成一定專業(yè)化分工航發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈細分原材料和零部件的數(shù)量極多且均具有一定獨占性壁壘，專業(yè)化分工的趨勢較為明確。航空發(fā)動機產(chǎn) 業(yè)鏈上涉及的原材料和零部件種類繁多、工序復雜、專業(yè)性強，精度要求高，小批量、多品種、定制化特點明顯， 各個零部件的細分技術(shù)壁壘均較高，大而廣的產(chǎn)業(yè)鏈決定整體航發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈目前無法由單一企業(yè)進行全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋， 產(chǎn)業(yè)鏈專業(yè)化分工的格局較為明確。航發(fā)作為一個持續(xù)擴張型賽道下結(jié)構(gòu)性產(chǎn)業(yè)機會突出航發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈作為一個持續(xù)擴張型賽道，細分的結(jié)構(gòu)性產(chǎn)業(yè)機會均較為突出。伴隨著我國航空發(fā)動機受益“新機牽引、 后市場需求和軍轉(zhuǎn)民空間”的需求驅(qū)動，未來整體產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)性擴張

8、機會較為明確。而梳理當前我國航空發(fā)動機 產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)格局可知，當前的競爭格局較為清晰，在持續(xù)擴張的賽道下各大供應商均有望享受持續(xù)釋放的紅利。航空發(fā)動機的迭代伴隨著原材料和工藝的持續(xù)衍進所謂一代材料一代裝備，航空發(fā)動機的疊加伴隨著相應技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，其中原材料和相應的工藝是重中之重。復 盤美國的每一代發(fā)動機的先進原材料工藝和技術(shù)特點可知，每個年代先進發(fā)動機的迭代都伴隨著原材料和工藝技術(shù) 的持續(xù)衍進，因此我們認為在發(fā)動機當前這個擴張型的賽道中其和供應鏈變革的趨勢具備較好投資機會。萊特定律表明新機交付毛利率筑底后可回升，維修和民用市場高附加值確保后續(xù)盈利補償萊特定律：累積產(chǎn)量翻倍，單位成本下降固定百

9、分比動態(tài)規(guī)模效應又稱萊特定律，起源于飛機成本制造的研究。20世紀20年代西奧多-萊特在研究飛機生產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)，飛機 制造數(shù)量每累計增加一倍，制造成本就會實現(xiàn)固定百分比的持續(xù)下降。萊特定律學習曲線帶來的成本下降主要基于：人工熟練度的提升、生產(chǎn)工序的優(yōu)化和原材料的節(jié)約。 萊特定律提供了一個可量化的框架，用來預測可變成本下降與累積生產(chǎn)量的關(guān)系。萊特定律通過一個簡單的函數(shù)以及 獲取的早期生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)，即可預測未來生產(chǎn)量提升下的成本下降趨勢。型號交付早期的毛利率較低，產(chǎn)能爬坡后迎來拐點復盤特斯拉的交付歷史，在單型號（Model 3）放量初期，單車成本顯著高于平均售價，導致毛利率為負，前三季度 即使大幅度提價

10、也無法使毛利率轉(zhuǎn)正。當產(chǎn)能逐漸爬坡后，單車成本快速下降，毛利率迎來轉(zhuǎn)正拐點。中后期即使持 續(xù)降價，毛利率依然穩(wěn)步增長。航發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈制造可類比于軍機主機廠的客觀制造規(guī)律航空發(fā)動機的產(chǎn)業(yè)鏈專業(yè)化分工程度和供應商的角色與整體軍機制造的產(chǎn)業(yè)鏈較為相似。航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈復雜冗長， 原材料端主要為高溫合金類的供應商，中間加工環(huán)節(jié)有專業(yè)化環(huán)形鍛件廠，動控系統(tǒng)有專業(yè)的集成化供應商航發(fā)控制， 以及下游的主機廠航發(fā)動力，因此我們認為航發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈的制造可類比于軍機主機廠的制造規(guī)律，因此我們認為萊特定 律也可充分應用于航空發(fā)動機的制造過程中。航發(fā)新機交付早期階段盈利能力為全生命周期最低根據(jù)GE報告可知，單一型號的交付早期

11、其毛利率較低，一般為15%-20%，當步入新機批量交付的階段，毛利率 將顯著提升至30%-35%，且持續(xù)周期長達20年以上，而當存量新機交付到一定階段后，換發(fā)及維修的后市場的 規(guī)模逐步提升，毛利率將顯著高于新機的30%-35%達到40%的水平。航發(fā)終端主機廠龍頭航發(fā)動力產(chǎn)業(yè)拐點已至，核心資產(chǎn)從戰(zhàn)略價值邁入商業(yè)價值大勢所趨航發(fā)動力是幾乎囊括我國全譜系航空發(fā)動機的主機廠航發(fā)動力是幾乎囊括我國全譜系航空發(fā)動機的主機廠，資產(chǎn)稀缺性較強。公司是國內(nèi)大型航空發(fā)動機制造基地企業(yè)， 國內(nèi)唯一的生產(chǎn)制造渦噴、渦扇、渦軸、渦槳、活塞全種類軍用航空發(fā)動機的企業(yè)，具備渦噴、渦扇、渦軸、渦槳、 活塞全種類航空發(fā)動機生產(chǎn)

12、制造能力，是三代主戰(zhàn)機型發(fā)動機的國內(nèi)唯一供應商。下屬四大主機廠總裝專業(yè)化分工，零部件協(xié)同互補共筑國產(chǎn)發(fā)動機研制供應平臺。公司母公司為西航公司，下屬主要 子公司為沈陽黎明公司、株洲南方公司和貴陽黎陽動力三大公司，這四家主要子公司具備專業(yè)化分工的發(fā)動機總裝能 力以及相互協(xié)同的零部件制造供應能力，共同研制我國的全譜系軍用航空發(fā)動機。西航公司是我國大中型軍民用發(fā)動機的主要生產(chǎn)研制基地西航公司是我國大中型軍民用航空發(fā)動機研制生產(chǎn)重要基地，承擔了多個國家重點型號研制任務，與英國羅羅公 司、美國普惠公司等多家國際著名航空發(fā)動機制造企業(yè)建立了長期穩(wěn)固的戰(zhàn)略合作關(guān)系。大涵道比渦扇發(fā)動機即涵道比4以上的渦扇發(fā)動機，具有良好的軍民兩用性。大涵道比渦扇發(fā)動機具有推力大、 耗油率低、噪聲小、壽命長等特點，被廣泛用于大型軍民用運輸機以及加油機、預警機上。當前公司營收規(guī)模放量的子公司主要集中于黎明公司分子公司來看，黎明廠2021年實現(xiàn)營 業(yè)收入186.35億元，西航廠2021年實 現(xiàn)營收90