航空發(fā)動機行業(yè)分析研究

航空發(fā)動機行業(yè)分析研究1.航空發(fā)動機：國之重器，工業(yè)皇冠上的明珠1.1.什么是航空發(fā)動機？航空發(fā)動機被譽為“工業(yè)皇冠上的明珠”。航空發(fā)動機是飛機的一個核心部件，是為飛機提供飛行所需推力的熱力機械。航空發(fā)動機不僅是飛機的動力裝置，也是航空技術(shù)發(fā)展的重要推手。航空領(lǐng)域內(nèi)的重大革命性進展大多與航空動力技術(shù)的進步與突破相關(guān)。能否研制航空發(fā)動機成為衡量一個國家科技水平、軍事實力和綜合國力的重要標(biāo)準之一。航空發(fā)動機隨航空技術(shù)發(fā)展不斷升級，滿足不同飛行場景。從19世紀末、20世紀初活塞發(fā)動機的發(fā)明和應(yīng)用使得飛機成功上天；到20世紀40年代噴氣發(fā)動機的出現(xiàn)實現(xiàn)了飛機的超聲速飛行；再到大涵道比渦扇發(fā)動機的出現(xiàn)，大大降低了航空運輸成本，實現(xiàn)了過往難以想象的越洋飛行。航空發(fā)動機的發(fā)展歷經(jīng)百余年，在飛行技術(shù)進步的推動下，人類已發(fā)明出多種類的航空發(fā)動機，向著飛行速度更快、飛行耗油更低的方向不斷升級，滿足多種飛行場景。從目前航空發(fā)動機的分類來看，航空發(fā)動機可分為活塞式發(fā)動機和空氣噴氣式發(fā)動機兩大類?？諝鈬姎馐桨l(fā)動機是目前航空器上主要使用的發(fā)動機，其可進一步細分為渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機、渦輪軸發(fā)動機等。活塞式發(fā)動機：航空活塞式發(fā)動機是依靠活塞在氣缸中的往復(fù)運動使氣體工質(zhì)完成熱力循環(huán)，與一般汽車用的活塞式發(fā)動機在結(jié)構(gòu)與工作原理上基本相同?；钊桨l(fā)動機是出現(xiàn)最早的航空發(fā)動機，由于其提供動力有限等缺點，被噴氣發(fā)動機逐步替代。但活塞發(fā)動機仍在功率較小的小型發(fā)動機上具備一定的油耗低、結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜等優(yōu)勢，可適用于初級教練機、超輕型飛機、小型飛機等。渦輪螺旋槳發(fā)動機：渦輪螺旋槳發(fā)動機的工作原理是螺旋槳旋轉(zhuǎn)時把空氣向后排，以此產(chǎn)生向前的推力。渦輪螺旋槳發(fā)動機兼具重量輕、耗油功率低的優(yōu)點。但由于螺旋槳特性的限制，一般裝配的飛機飛行速度不超過800千米/小時。渦輪螺旋槳發(fā)動機目前在中小型運輸機和通用飛機上仍有廣泛應(yīng)用，而在大型客機和運輸機上，已經(jīng)被高涵道比渦扇發(fā)動機替代。渦輪軸發(fā)動機：在工作和構(gòu)造上，渦輪軸發(fā)動機同渦輪螺槳發(fā)動機根相近。它們都是由渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的原理演變而來，只不過后者將風(fēng)扇變成了螺旋槳，而前者將風(fēng)扇變成了直升機的旋翼。渦輪軸發(fā)動機主要用于直升機上。與活塞式發(fā)動機相比，渦輪軸發(fā)動機具有重量輕、體積小、功率大、振動小、易于啟動等優(yōu)點。20世紀50年代中期前，直升機發(fā)動機主要是活塞式發(fā)動機。到20世紀60年代后，新研制的直升機幾乎全部采用了渦輪軸發(fā)動機作為動力。渦輪噴氣發(fā)動機：渦輪噴氣發(fā)動機由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪、加力燃燒室、尾噴管、附件傳動裝置與附屬系統(tǒng)等組成。由于噴氣發(fā)動機各部件的工作，流過發(fā)動機的空氣流以很高的速度流出發(fā)動機，產(chǎn)生的反作用力即為發(fā)動機的推力。渦輪噴氣發(fā)動機克服了活塞式發(fā)動機的主要缺點，使飛機從亞聲速進入了超聲速飛行新時代。但是由于渦輪噴氣發(fā)動機在獲得推力時，大量仍具有一定熱量、動能的高溫燃氣高速排出發(fā)動機，導(dǎo)致渦輪噴氣發(fā)動機經(jīng)濟性差、耗油率高。渦輪風(fēng)扇發(fā)動機：由壓氣機、燃燒室和高壓渦輪組成的核心機和由低壓渦輪及其所帶動的風(fēng)扇共同組成的發(fā)動機為渦輪風(fēng)扇發(fā)動機。渦扇發(fā)動機在渦噴發(fā)動機的基礎(chǔ)上，進一步利用高溫燃氣的能量驅(qū)動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動。渦輪風(fēng)扇發(fā)動機中，空氣在風(fēng)扇中增壓后，由風(fēng)扇出口流出時分為內(nèi)涵氣流和外涵氣流。外涵與內(nèi)涵空氣流量之比稱為涵道比。高涵道比渦扇發(fā)動機排氣速度、推進效率高，適用于大型遠程客機和運輸機；低涵道比渦扇發(fā)動機適用于戰(zhàn)斗機。核心機是航空發(fā)動機的關(guān)鍵部件。核心機是由壓氣機、燃燒室和渦輪組成的發(fā)動機核心部件。研制核心機可以縮短新機研制周期，發(fā)展在此核心機基礎(chǔ)上的各類航空發(fā)動機。在保持某核心機基本參數(shù)不變的條件下，可以通過改變風(fēng)扇、低壓壓氣機的級數(shù)和直徑，渦輪的冷卻和材料等改變發(fā)動機的主要循環(huán)參數(shù)，如增壓比、涵道比、渦輪前燃氣溫度等，則可發(fā)展一系列的發(fā)動機包括渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機、渦輪軸發(fā)動機以及地面/艦船用發(fā)動機。如通用電氣公司在F101核心機的基礎(chǔ)上發(fā)展了推力較小的F404發(fā)動機，用于F-5G；F-117選用不帶加力燃燒室的F404作為其發(fā)動機。1.2.航空發(fā)動機具有高技術(shù)壁壘、研制周期長、經(jīng)濟效益高等特點航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)具有高技術(shù)壁壘的特點。航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)的高技術(shù)壁壘主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1）對可靠性要求極為嚴苛：航空發(fā)動機是推動飛機飛行的動力，與地面、水面運輸工具動力裝置不同，航空發(fā)動機一旦出現(xiàn)問題，輕則致使無法完成飛行任務(wù)，重則導(dǎo)致機毀人亡的重大事故。2）發(fā)動機工作環(huán)境惡劣：發(fā)動機主要零部件的工作環(huán)境十分惡劣，常常處于高溫（最高可接近2000℃）、高壓（幾十個大氣壓）和高速轉(zhuǎn)動（最高可達幾萬轉(zhuǎn)/分鐘）的工作狀態(tài)。3）發(fā)動機結(jié)構(gòu)和技術(shù)情況復(fù)雜：與其他機械裝置相比，發(fā)動機結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，零件數(shù)目達數(shù)萬個。同時，航空發(fā)動機的研制是一項涉及空氣動力學(xué)、工程熱物理、傳熱傳質(zhì)、機械、強度、傳動、密封、電子、自動控制等多學(xué)科的復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)工程。航空發(fā)動機的復(fù)雜程度到了目前理論上仍無法給出詳盡而準確的描述，只能依靠試驗不斷反復(fù)完善。航空發(fā)動機的發(fā)展史就是一個設(shè)計、制造、試驗、修改、再制造、再試驗，不斷摸索和反復(fù)完善的過程。航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)具有研制周期長的特點。新型航空發(fā)動機全壽命可分為預(yù)先研究、工程研制和使用發(fā)展3大階段。每個階段又可細分為若干子階段,并設(shè)置相應(yīng)的審查點,以控制進入下一研制階段的風(fēng)險。1）預(yù)先研究：主要任務(wù)是為發(fā)展新型發(fā)動機提供技術(shù)儲備，降低研制風(fēng)險。具體可分為應(yīng)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和先期技術(shù)開發(fā)。2）工程研制：主要任務(wù)是根據(jù)主要作戰(zhàn)使用性能指標(biāo)，研制滿足需求的發(fā)動機產(chǎn)品。具體可分為工程驗證機研制和原型機研制，研制周期規(guī)劃為18年。3）使用發(fā)展：該階段是發(fā)動機全壽命研制工作的重要階段，發(fā)動機裝備使用后仍需持續(xù)解決使用中暴露的各種技術(shù)質(zhì)量問題，以提高發(fā)動機的使用可靠性。隨著新型發(fā)動機全壽命各研究和發(fā)展階段的逐步推進，大部分發(fā)動機潛在的故障隱患被排除，發(fā)動機技術(shù)成熟度不斷提高。一般來說，新型航空發(fā)動機的研制生命周期為30年。航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)具有經(jīng)濟效益高的特點。航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈條長，且航空發(fā)動機的制造需要大量的高端制造設(shè)備和精密加工技術(shù)，因此航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)的附加值極高，遠超其他產(chǎn)業(yè)。根據(jù)日本通產(chǎn)省2002年的統(tǒng)計報告，按照單位重量價值比計算，以輪船為基準1，則航空發(fā)動機為1400。此外，航空發(fā)動機是典型的高投入高回報產(chǎn)業(yè)，一旦有成熟的產(chǎn)品進入市場，將有望享受數(shù)十年的持續(xù)穩(wěn)定收益。1.3.航空發(fā)動機的格局1.3.1.全球航空發(fā)動機市場呈寡頭壟斷格局全球航空發(fā)動機市場呈現(xiàn)寡頭壟斷格局。航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)是國家的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，掌握其技術(shù)的發(fā)達國家也嚴格限制其核心技術(shù)向國外出讓或轉(zhuǎn)移。航空發(fā)動機技術(shù)本身的復(fù)雜性和高壁壘性，加上技術(shù)轉(zhuǎn)移的限制，目前世界上能自行設(shè)計研制飛機的國家有幾十家，而能夠獨立研制高性能航空發(fā)動機的國家只有美國、英國、法國、俄國、中國等少數(shù)幾個國家。其中，制造難度更大的商用航空發(fā)動機，其市場主要受美國、英國、法國的企業(yè)壟斷。目前GE通用電氣航空、PW普拉特·惠特尼、RR羅爾斯·羅伊斯、CFM國際公司、IAE國際航空發(fā)動機公司、EA發(fā)動機聯(lián)盟公司是商用航空市場的最主要參與者。從市場份額來看，根據(jù)《CommercialEngines》，從供給波音和空客公司的航空發(fā)動機市場結(jié)構(gòu)來看，CFM份額排名第一，且份額從2020年的39%提升至2021年的59%。從全球在役商用飛機發(fā)動機市場格局來看，2019年5月在役商用飛行器25354個，發(fā)動機52849個，其中CFM在發(fā)動機市場中占據(jù)份額最高為44%，GE次之為23%，羅羅和IAE份額均為12%左右。CFM在商用窄體飛機發(fā)動機市場占據(jù)絕對領(lǐng)先地位，份額達71%。在商用寬體飛機發(fā)動機領(lǐng)域中，主要是GE與羅羅雙寡頭的市場競爭格局，其中GE占據(jù)一半多的市場份額。在商用支線飛機發(fā)動機領(lǐng)域，GE為絕對龍頭，市場份額達到71%。1.3.2.中國航空發(fā)動機的發(fā)展歷程中國航空發(fā)動機的研制之路從最初的仿制、到改型再到如今可以獨立設(shè)計制造高性能航空發(fā)動機。中國是繼美國、英國、法國、俄國之后第五個能夠獨立研制發(fā)動機的國家。中國航空發(fā)動機的研制之路具體可以分為以下三個階段：1）仿制：1956年，我國根據(jù)前蘇聯(lián)BK-1φ發(fā)動機的技術(shù)資料仿制出了國內(nèi)第一臺渦噴發(fā)動機——渦噴5發(fā)動機，用于國產(chǎn)殲-5戰(zhàn)斗機。此后，我國還根據(jù)前蘇聯(lián)提供的PⅡ-9B型發(fā)動機技術(shù)資料研制出渦噴6，根據(jù)前蘇聯(lián)提供的PⅡ-300發(fā)動機的技術(shù)資料研制出渦噴7等。2）部分自主設(shè)計：在航空發(fā)動機生產(chǎn)和研制領(lǐng)域積累了一定的經(jīng)驗后，我國開始從仿制向自主設(shè)計制造開始轉(zhuǎn)變，如1985年成功研制的渦噴13發(fā)動機，滿足了殲-8Ⅱ飛機的研制進度。3）完全自主設(shè)計：從1984年下達研制任務(wù)到2022年正式設(shè)計定型，“昆侖”發(fā)動機歷經(jīng)18年的時間?！袄觥卑l(fā)動機是我國第一種完全自行設(shè)計、研制的國產(chǎn)渦噴發(fā)動機，具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，其使用的技術(shù)、材料、工藝等完全立足于國內(nèi)。2005年12月，渦扇-10完成設(shè)計定型，我國具備自主設(shè)計高性能大推力渦扇發(fā)動機的能力。國內(nèi)軍用航空發(fā)動機仍與歐美先進國家存在一定差距，我國正加緊追趕。從性能和研制時間來看，裝配在F-15戰(zhàn)斗機的F100發(fā)動機于1974年服役，推重比8，是第三代發(fā)動機的代表產(chǎn)物；裝配在F-22戰(zhàn)斗機的F119發(fā)動機于2002年服役，推重比10，是第四代發(fā)動機的代表。我國渦扇10發(fā)動機推動比與F100相當(dāng)，于2010年服役，較F100服役時間晚36年；對標(biāo)F119性能的渦扇15發(fā)動機于2022年完成首飛，2023年開始量產(chǎn)。民用航空渦扇發(fā)動機處于研制階段，未來有望填補國內(nèi)空白。目前我國在民用航空渦扇發(fā)動機方面仍處于空白狀態(tài)，與成熟的歐美航空發(fā)動巨頭相比存在較大差距。我國國產(chǎn)民用航空渦扇發(fā)動機正處于加速研制中，2016年中國航發(fā)商發(fā)被認定為C919國產(chǎn)發(fā)動機供應(yīng)商，2017年CJ1000A核心機完成組裝，2018年5月點火啟動成功，核心轉(zhuǎn)速達到設(shè)計要求，2020年開始進入地面臺架測試階段。計劃裝配于C929大飛機的CJ2000發(fā)動機目前正處于研制階段。我國發(fā)動機研制從“飛機從屬”走向“飛發(fā)分離”。我國過去的發(fā)動機研制體系為“飛機從屬”，發(fā)動機的研制從屬于飛機，即“一廠一所一型號”。一個廠要研制一款飛機，才會有研究所去研發(fā)配套的發(fā)動機。但往往航空發(fā)動機的研制周期遠大于飛機研制周期，以型號帶預(yù)研，導(dǎo)致對先期技術(shù)驗證重視程度不夠，造成型號研制困難。同時，如果飛機項目下馬，發(fā)動機研制項目也會隨之停擺。2009年，中國航發(fā)商發(fā)成立，著手研制中國民用航空發(fā)動機。2016年，中國航空發(fā)動機集團正式成立，標(biāo)志著我國發(fā)動機研發(fā)體系正式轉(zhuǎn)變?yōu)椤帮w發(fā)分離”，發(fā)動機的研制獨立于飛機制造之外，具備更高的靈活性，對我國后續(xù)航空發(fā)動機的研制具有重要意義。軍民開放融合、產(chǎn)業(yè)鏈整合是發(fā)展趨勢。美國軍工產(chǎn)業(yè)模式是波音、洛馬、諾格等軍民兩用集團作為主制造商，雷神、霍爾韋爾、普惠、通用等集團提供分系統(tǒng)配套，原材料和零部件的供應(yīng)則由TI、ADI等數(shù)千家軍民兩用企業(yè)負責(zé)，形成開放協(xié)作、專業(yè)細分的金字塔型軍民融合生態(tài)圈。我國過去軍用民用是兩條線，研制分離，在“兩機專項”及中國航發(fā)成立之后，我國航空發(fā)動機的研制也將走向軍民融合。中國航發(fā)確定了“小核心、大協(xié)作、專業(yè)化、開放式”的發(fā)展模式，通過開放融合，打通航空發(fā)動機的產(chǎn)業(yè)鏈，有助于實現(xiàn)全行業(yè)的降本增效。2.中國航空發(fā)動機市場長坡厚雪2.1.軍用航發(fā)：軍機數(shù)量及代際結(jié)構(gòu)提升空間廣闊，新型號豐富產(chǎn)品線國際安全緊張局勢下，軍費投入持續(xù)增長。國防軍費投入是軍工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，我國2023年中央財政國防預(yù)算支出為1.55億元，同比增長7.1%，高于2023年國內(nèi)生產(chǎn)總值5.0%的增長目標(biāo)。當(dāng)前國際政治與安全形勢日趨復(fù)雜，中東地區(qū)地緣局勢緊張，俄羅斯與烏克蘭爆發(fā)武裝沖突，美國與中國摩擦事件頻發(fā)。在國際動蕩局勢下，中國為維護國家安全加強軍隊建設(shè)，軍費投入水平有望實現(xiàn)持續(xù)較高增長。我國軍機在數(shù)量及代際結(jié)構(gòu)上仍存在巨大空間亟待填補。根據(jù)Flightglobal發(fā)布的《Worldairforces2023》，截至2022年末，我國軍用飛機數(shù)量為3284架，位列全球第三，較美國的13300架仍存在較大差距。此外，我國軍機與美國相比還存在代際劣勢。以戰(zhàn)機為例，我國以J-7、J-8為代表的二代戰(zhàn)機占比為46%，以J-10、J-11/16為代表的三代戰(zhàn)機占比為52%，以J-20為代表的四代戰(zhàn)機占比僅2%；美國空軍無二代戰(zhàn)機，以F-15、F-16C為代表的三代戰(zhàn)機占比76%，以F-22、F-35為代表的四代戰(zhàn)機占比24%。從軍機數(shù)量和軍機代際結(jié)構(gòu)來看，我國軍機市場存在較大增量空間，新機列裝將有利帶動軍用航空發(fā)動機的新增需求。政策力度升級，推動軍用航空市場保持高景氣度?？哲娋邆涓咚贆C動性、快速戰(zhàn)略投送能力、強大精確打擊能力等特性，其在國家安全戰(zhàn)略中的地位持續(xù)上升，逐漸成為一國海陸空現(xiàn)代化防御體系的核心。國內(nèi)航空領(lǐng)域持續(xù)出臺利好政策文件，2015年中國國防白皮書《中國的軍事戰(zhàn)略》首次提出空軍按照空天一體、攻防兼?zhèn)涞膽?zhàn)略要求，實現(xiàn)“國土防空”向“攻防兼?zhèn)洹鞭D(zhuǎn)變。2018年11月，中國空軍公布了建設(shè)現(xiàn)代化空軍的“三步走戰(zhàn)略”，一是到2020年基本跨入戰(zhàn)略空軍門檻，二是2035年初步建成現(xiàn)代化戰(zhàn)略空軍，三是2050年全面建成現(xiàn)代化戰(zhàn)略空軍。預(yù)計未來軍費將持續(xù)向空軍投入，推動我國軍用航空制造業(yè)景氣度持續(xù)向好。軍用航空發(fā)動機新型號豐富產(chǎn)品線，帶來增量需求。我國目前已經(jīng)形成渦噴、渦扇、渦軸、渦槳等全譜系的軍用航空發(fā)動機研發(fā)和生產(chǎn)能力，廣泛裝配于各類軍機。一些新型號軍用航空發(fā)動機的研制與定型將進一步豐富產(chǎn)品體系，帶來增量需求。如運-20目前使用俄羅斯的D-30KP-2發(fā)動機，未來將替換成國產(chǎn)的渦扇20發(fā)動機。又如殲-20目前使用渦扇-10C發(fā)動機，未來將裝配性能更高的渦扇15發(fā)動機，對標(biāo)美國F119渦扇發(fā)動機。目前，渦扇15發(fā)動機已于2022年完成首飛，2023年開始量產(chǎn)，后續(xù)大批量裝配于殲-20將帶來增量需求。2.2.商用航發(fā)：國產(chǎn)商用航空發(fā)動機打開第二增長曲線中國航發(fā)商發(fā)總負責(zé)國產(chǎn)商用航空發(fā)動機的研制與生產(chǎn)。中國航發(fā)商發(fā)成立于2009年，被國家批準為大型客機發(fā)動機項目的責(zé)任主體和總承制單位。中國航發(fā)商發(fā)共規(guī)劃了三個產(chǎn)品系列：1）配套160座窄體客機C919的CJ1000發(fā)動機；2）配套280座寬體客機C929的CJ2000發(fā)動機；3）配套110-130座支線客機ARJ21的CJ500發(fā)動機。國產(chǎn)飛機研制已取得顯著成效。1）C919是我國按照國際民航規(guī)章自行研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機。2023年5月首架交付的C919圓滿完成首次商業(yè)載客飛行，隨后常態(tài)化執(zhí)飛滬蓉線。2023年9月10日，商飛公司透露C919訂單數(shù)已經(jīng)達到1061架。2023年9月28日，作為C919大型客機的全球首發(fā)用戶，中國東航再次與中國商飛在上海簽署購機協(xié)議，在2021年簽訂首批5架的基礎(chǔ)上，再增訂100架C919大型客機。2）ARJ21是我國按照國際標(biāo)準研制的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中短程渦扇支線飛機，于2008年11月成功首飛，與2016年6月正式投入航線運營。根據(jù)上海市科委，截至2022年末，ARJ共獲得訂單690架。3）C929目前仍處于研制階段。目前C919使用的是CFM國際公司的LEAP-1C發(fā)動機，ARJ21使用的是GE公司的CF34-10A發(fā)動機。隨著國內(nèi)民用飛機制造行業(yè)發(fā)展，出于自主創(chuàng)新的需求迫切，未來國產(chǎn)大飛機上的發(fā)動機將替換為國產(chǎn)商用航空發(fā)動機。產(chǎn)商用發(fā)動機正加速研制中。2017年CJ1000A核心機完成組裝，2018年5月點火啟動成功，核心轉(zhuǎn)速達到設(shè)計要求，2020年開始進入地面臺架測試階段。“長江”系列三個產(chǎn)品在技術(shù)上一脈相承，以CJ1000發(fā)動機的核心機為基準，通過相似放大和局部優(yōu)化發(fā)展出CJ2000的核心機,再匹配低壓部件并嵌入經(jīng)過驗證的新技術(shù)后形成CJ2000發(fā)動機，CJ500核心機則基于CJ1000核心機縮小改進而來。在此基礎(chǔ)上，能夠大大縮短研制周期。2020年7月，CJ-2000AX驗證機完成整機裝配。CJ500發(fā)動機正處于研制階段。國產(chǎn)商用發(fā)動機正加速研制，研制成功后將裝配于國產(chǎn)大飛機上，打開國內(nèi)商用航發(fā)市場第二增長曲線?！伴L江”系列發(fā)動機性能指標(biāo)表現(xiàn)較好?！伴L江”系列發(fā)動機是雙轉(zhuǎn)子、直接驅(qū)動大涵道比渦扇發(fā)動機,具有低油耗、低排放、低噪聲、高可靠性、低維護成本等特點。CJ1000發(fā)動機起飛推力約133kN,耗油率與國際最新一代窄體客機發(fā)動機相近。CJ2000發(fā)動機起飛推力約347kN，在CJ1000的技術(shù)特征基礎(chǔ)上，還嵌入了部分新一代核心部件關(guān)鍵設(shè)計和工藝技術(shù)。國產(chǎn)商用發(fā)動機有望受益于巨大的民機市場。據(jù)國際航空運輸協(xié)會統(tǒng)計，2023年上半年全球航空行業(yè)旅客周轉(zhuǎn)量同比+47.2%，恢復(fù)至疫情前水平的94.2%。根據(jù)《中國商飛公司市場預(yù)測年報（2022-2041）》，2022-2041年全球/中國航空行業(yè)旅客周轉(zhuǎn)量CAGR達到3.90%/5.61%，2041年全球/中國客機量將達到47531/10007架。航空市場需求持續(xù)恢復(fù)并呈現(xiàn)穩(wěn)健增長態(tài)勢。中型窄體客機未來二十年市場需求量最大。據(jù)中國商飛預(yù)測，中型窄體客機即C919國產(chǎn)大飛機對應(yīng)機型的2022-2041年全球預(yù)計交付量20587架，價值24161億美元，中國預(yù)計交付量4987架，其市場空間在九大細分賽道中最為廣闊。伴隨C919放量，以及其配套的CJ1000發(fā)動機成功裝配，預(yù)計將帶來可觀的市場空間。2.3.航空發(fā)動機售后市場價值量大，實戰(zhàn)化訓(xùn)練進一步增加維修需求航空發(fā)動機售后市場價值量不容小覷。為延長發(fā)動機使用壽命，保持發(fā)動機性能和保證飛行安全，需要對發(fā)動機零部件進行更換或維修，所有的更換及維修形成了一個巨大的航空發(fā)動機售后市場。從羅羅公司的民用、軍用航發(fā)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)來看，售后服務(wù)包括維修、服務(wù)等的收入占比均超過50%，2022年民用航發(fā)領(lǐng)域的售后服務(wù)營收占比更是達到66%，航空發(fā)動機的售后市場價值甚至高于航空發(fā)動機新機的采購價值。零備件航材、發(fā)動機和零部件修理費用占主要大頭。從航空發(fā)動機維修市場細分結(jié)構(gòu)來看，一半費用（51%）用于購置新的零備件航材，發(fā)動機大修（不含航材）和零部件修理占22%（其中零件修理費用占9%以上），航線維修占10%，租賃備發(fā)費占5%，外場更換周轉(zhuǎn)件占9%，發(fā)動機管理占3%。在修理的發(fā)動機零部件中，熱端部件的維修費用占比更高，達到70%以上。實戰(zhàn)化訓(xùn)練成為新常態(tài)，損耗加快使得維修需求增長。當(dāng)前國際形勢復(fù)雜，我國面臨中美摩擦等國際爭端，提升我國軍事實戰(zhàn)能力是迫切需求。2018年起，中國高層開始強調(diào)全軍應(yīng)加強實戰(zhàn)化的軍事訓(xùn)練，2018年中央軍委首次舉行全軍開訓(xùn)動員大會，到2022年已連續(xù)5年向全軍發(fā)布開訓(xùn)動員令。3.航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈拆分及梳理3.1.航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈總體情況我國航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)目前已形成覆蓋研發(fā)設(shè)計、加工制造、運營維修三大環(huán)節(jié)的科研生產(chǎn)體系。1）研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)分為基礎(chǔ)預(yù)研、子系統(tǒng)設(shè)計、整機集成設(shè)計等子環(huán)節(jié)，主要參與主體為中國航發(fā)系統(tǒng)內(nèi)單位、航空類高校及相關(guān)科研院所。2）加工制造環(huán)節(jié)涉及原材料、零部件、整機集成等子環(huán)節(jié)，主要參與主體為中國航發(fā)系統(tǒng)內(nèi)單位、系統(tǒng)外企業(yè)、科研院所。3）運營主體主要是軍隊，維修主體包括中國航發(fā)下屬維修企業(yè)和專業(yè)化維修企業(yè)。在推進軍民功能結(jié)合的背景下，“小核心、大協(xié)作，專業(yè)化、開放型”思路的科研體系建設(shè)逐步深入，吸引了眾多民營企業(yè)參與航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈。民營企業(yè)在細分領(lǐng)域精耕細作，實現(xiàn)了產(chǎn)品專精化與差異化，為航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了活力。航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈從上游到下游可分為原材料、零部件、分系統(tǒng)、整機總裝、后端維修五大環(huán)節(jié)。我國目前已基本建立了完整的航空發(fā)動機研制和生產(chǎn)體系，具備了渦槳、渦軸、渦噴、渦扇等多類發(fā)動機的系列研制生產(chǎn)能力。3.1.1.原材料航空發(fā)動機原材料是航空發(fā)動機性能的基石。航空發(fā)動機零部件的工作環(huán)境十分惡劣，常常處于高溫、高壓和高速轉(zhuǎn)動的工作狀態(tài)，因此對原材料和制作技術(shù)的要求非常苛刻。材料與工藝技術(shù)的更新升級推動了發(fā)動機的迭代升級：第一、二代航空發(fā)動機主要原材料均為金屬材料，第三代發(fā)動機開始使用復(fù)合材料，第四代發(fā)動機廣泛使用復(fù)合材料。航空材料性能水平?jīng)Q定了發(fā)動機的性能水平，即“一代材料、一代裝備”。鈦合金：鈦元素具備密度小、比強度高、耐高溫低溫、耐腐蝕等特性，是飛機和發(fā)動機的主要結(jié)構(gòu)材料之一。鈦合金材料在發(fā)動機上主要應(yīng)用于風(fēng)扇、壓氣機、葉片、鼓筒、機匣、軸等。生產(chǎn)鈦合金原材料的上市公司主要有寶鈦股份、西部超導(dǎo)和西部材料。高溫合金：高溫合金是航空發(fā)動機熱端部件的關(guān)鍵材料。高溫合金一般以鎳、鈷、鐵為基，在約600°C以上高溫環(huán)境下抗氧化或腐蝕，并在一定應(yīng)力作用下長期工作的合金。高溫合金自誕生以來從傳統(tǒng)的鑄造高溫合金和變形高溫合金，發(fā)展出粉末高溫合金、氧化物彌散強化合金、金屬間化合物等新型高溫合金。高溫合金母合金是制造航空航天發(fā)動機熱端部件的關(guān)鍵材料，發(fā)動機性能水平很大程度上取決于高溫合金材料的性能水平。在先進航空發(fā)動機中，高溫合金用量占發(fā)動機總重量40%-60%，主要用于四大熱端部件：燃燒室、導(dǎo)向器、渦輪葉片和渦輪盤，此外，還用于機匣、環(huán)件、加力燃燒室和尾噴口等部件。國內(nèi)生產(chǎn)高溫合金原材料的上市公司主要有撫順特鋼、鋼研高納、圖南股份、航材股份等。復(fù)合材料：從航空發(fā)動機所用材料的發(fā)展來看，金屬基復(fù)合材料、碳纖維復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料的使用占比持續(xù)提升。復(fù)合材料密度低、強度高的特性，很好地滿足了發(fā)動機向高推重比提升的需求，在航空領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。新一代商用發(fā)動機GE90上應(yīng)用碳纖維加強高韌性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料代替鈦合金制成了風(fēng)扇葉片；新一代LEAP-X、GEnx發(fā)動機風(fēng)扇葉片和風(fēng)扇機匣也使用了復(fù)合材料。國內(nèi)生產(chǎn)航空發(fā)動機用復(fù)合材料的上市公司主要有火炬電子、中航高科等。3.1.2.零部件——航空鍛造航空發(fā)動機鍛造產(chǎn)業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈中游，是航空制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鍛造企業(yè)使用鍛壓設(shè)備通過制作工藝將高溫合金、鈦合金、鋁合金等金屬材料加工成為力學(xué)性能優(yōu)良的金屬鍛件。環(huán)形件、盤件、軸等幾類鍛件是航空發(fā)動機的重要零部件，航空鍛件的質(zhì)量決定了發(fā)動機的性能水平。國內(nèi)有航空發(fā)動機鍛造業(yè)務(wù)的上市公司主要有中航重機、派克新材、航宇科技、三角防務(wù)、鋼研高納等。3.1.3.零部件——航空鑄造航空發(fā)動機鑄造用于制作結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜、成型難度高的航空零部件。航空發(fā)動機鑄造的原理是將熔融的液態(tài)金屬澆入到與產(chǎn)品零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中，經(jīng)冷卻凝固后，獲得具有一定形狀、尺寸和性能的零件或毛坯的工藝方法。航空鑄造技術(shù)可用于制作結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成型難度高零部件的，如航空發(fā)動機葉片、葉輪、噴嘴等零部件。隨著工藝技術(shù)進