国防军工行业深度分析：航空发动机，国之重器，国产化势在必行-20190314-安信证券-57页_6mb

航空发动机行业分析总结

核心内容

航空发动机是飞机的心脏，其发展水平体现了国家的工业基础、科技水平和综合国力，同时也是国家安全和大国地位的重要战略保障。目前，全球航空发动机产业主要由美、俄、英、法等少数国家主导，其中军用航空发动机市场被美国、俄罗斯和英国占据超过八成的份额。中国虽已建立相对完整的航空发动机研制生产体系，但与发达国家相比，仍存在技术短板，特别是在四代发动机领域。

主要观点

• 航空发动机具有研制周期长、技术难度大、投入高、风险大等特性。
• 我国航空发动机发展经历了“维护使用-测绘仿制-型号研制-开展预研”的过程，目前正处于快速自主化阶段。
• 航发集团的成立为我国航空发动机发展提供了重要支撑，两机专项（航空发动机与燃气轮机）为行业带来政策和资金红利。
• 军用航空发动机市场未来十年预计年均购置经费为50.9亿美元，市场空间广阔。
• 涡喷、涡扇、涡桨、涡轴和桨扇发动机各有其应用领域和特点，其中涡扇发动机是军民用飞机的主要动力。
• 航空发动机产业链复杂，涉及整机、原材料、零部件、叶片、动力控制系统等多个环节，其中高温合金、钛合金、陶瓷基复合材料等是关键技术材料。
• 航空发动机产业壁垒高、经济回报高，且军民通用性强，是典型的高科技、高附加值产业。

关键信息

1. 航空发动机分类及特点

类型	推力/功率	涵道比	是否加力	推重比/功重比	最大速度 (马赫)	巡航速度 (马赫)	耗油率	应用领域	特点
活塞发动机	<2000kw	/	/	<1.43	0.6	0.16~0.25	0.19~0.2	军民	低速度、低油耗
涡喷发动机	48~854kg	/	否	2.7~10.0	0.9	0.9	1.05~1.36	军用	高速度、高油耗
涡扇发动机	400~6000kg	0.7~6.2	否	3~5.6	0.9	0.9	0.3~0.7	军民	高速度、中等油耗
涡桨发动机	<4474kw	15~20	/	5~6	0.7	0.7	0.21~0.27	军民	中等速度、低油耗
涡轴发动机	<7457kw	/	/	5~10	0.2~0.37	0.2~0.37	0.3~0.36	军民	低速度、低油耗
桨扇发动机	10440kw	/	/	4.63	0.8~0.85	0.61~0.65	0.23	军用	中等速度、低油耗

2. 我国军用航空发动机发展

• 我国军用航空发动机已实现从测绘仿制向自主研制的转变，具备涡喷、涡扇、涡轴、涡桨等系列研制能力。
• 国产发动机已应用于歼击机、运输机、轰炸机等机型，但四代发动机仍存在技术短板。
• 未来随着军机换装列装提速，国产发动机市场将迎来快速发展。

3. 航空发动机产业格局

• 全球航空发动机市场由GE、R&R、PW等公司主导，形成寡头垄断格局。
• 美国、俄罗斯和英国在军用航空发动机市场占据主导地位，分别占55%、27%和9%。
• 中国航空发动机产业正在快速发展，但与发达国家相比仍有差距。

4. 产业链与市场空间

• 航空发动机产业链包括整机、原材料、零部件、叶片和动力控制系统。
• 高温合金、钛合金、陶瓷基复合材料等是发动机制造的核心材料。
• 未来十年，中国军用航空发动机市场预计年均购置经费为311亿美元，维修费156亿美元，合计467亿美元。
• 其中叶片、零部件和动力控制系统是主要支出部分。

5. 投资机会

• 主机厂：航发集团主导，具有垄断地位，自研型号放量将带来显著收益。
• 民营企业：在材料、叶片等领域寻求突破，有望获得发展机会。

6. 风险提示

• 宏观经济表现低迷可能影响军工行业。
• 支持资金未按时按量下拨会影响行业发展。
• 军工集团发展战略调整可能影响上市公司定位。
• 技术与产品研制进程存在不确定性。

重点个股

公司名称	简介
航发动力	我国发动机制造龙头企业
航发控制	国内军用发动机控制系统主要配套企业
航发科技	外贸业务稳步增长，内贸需求逐步增强
炼石航空	收购Gardner，战略布局航空制造全产业链
火炬电子	军用MLCC龙头，布局特种陶瓷材料开启新成长
应流股份	“两机”叶片有望量产，铸造龙头终成航空核电精兵
海特高新	航空产业加速布局，业绩增长符合预期

图表目录

• 图1：航空发动机分类及用途
• 图2：活塞发动机工作原理
• 图3：PW“巨黄蜂”星型气缸活塞发动机
• 图4：涡喷发动机工作原理
• 图5：R&R/SNECMA Olympus 593涡喷发动机图
• 图6：涡扇发动机工作原理
• 图7：PW F119军用涡扇发动机试车图
• 图8：涡桨发动机工作原理
• 图9：PWC PT6A涡桨发动机
• 图10：涡轴发动机工作原理
• 图11：PWC T700涡轴发动机
• 图12：航空发动机研制流程
• 图13：典型核心机系列化派生发展
• 图14：IHPTET计划的组织结构
• 图15：美国GE VAATE计划中的ADVENT发动机验证机
• 图16：典型发动机研制经费（亿美元）
• 图17：典型发动机研制周期（月）
• 图18：单位重量创造的价值对比
• 图19：配装CF6-80C2的波音767民用客机
• 图20：配装CF6-80C2的C-5大型军用运输机
• 图21：航空发动机产业格局
• 图22：GE和R&R航空发动机业务营收（亿美元）
• 图23：GE、R&R和PW军用航空发动机营收（亿美元）
• 图24：R&R公司外购与自行生产选择矩阵
• 图25：全球军用飞机装备量前十名发动机产地
• 图26：战斗机装备数量前十名发动机厂商
• 图27：运输机装备数量前十名发动机厂商
• 图28：直升机装备数量前十名发动机厂商
• 图29：战斗机、运输机、直升机装备数量前十名发动机厂商
• 图30：军用航空发动机数量机型占比
• 图31：中、美、俄战斗机发动机发展对比
• 图32：中国军用航空发动机发展历程
• 图33：航发集团股权结构
• 图34：军用航空发动机产业链
• 图35：航空发动机材料构成
• 图36：航空发动机中高温合金应用部位
• 图37：GE公司F110发动机结构
• 图38：GE90涡扇发动机树脂基复合材料风扇叶片
• 图39：R&R RB211涡扇发动机钛合金空心叶片
• 图40：涡轮叶片气膜冷却结构发展历程
• 图41：涡轮叶片表面喷覆陶瓷涂层
• 图42：典型民用飞机成本构成
• 图43：典型战斗机成本构成
• 图44：航空发动机研制阶段费用按成本构成拆分
• 图45：航空发动机研发阶段费用按研制流程拆分
• 图46：航空发动机制造成本拆分
• 图47：航空发动机维护成本构成
• 图48：航空发动机大修和零部件修理价值拆分_1
• 图49：航空发动机大修和零部件修理价值拆分_2
• 图50：2017年全球军用航空发动机价值机型占比
• 图51：2017年全球军用航空发动机数量机型占比
• 图52：世界主要国家军用飞机数量及占比
• 图53：中美军机数量及比例
• 图54：公司2012-2017年归母净利润及增速
• 图55：三家子公司2012-2017年净利润情况（亿元）
• 图56：公司2012-2017年营收及增速
• 图57：公司2012-2017年归母净利润及增速
• 图58：公司2012-2017年营收及增速
• 图59：公司2012-2017年归母净利润及增速
• 图60：公司2012-2017年营收及增速
• 图61：公司2012-2017年归母净利润及增速
• 图62：公司2012-2017年营收及增速
• 图63：公司2012-2017年归母净利润及增速
• 图64：公司2012-2017年营收及增速
• 图65：公司2012-2017年归母净利润及增速
• 图66：公司2012-2017年营收及增速
• 图67：公司2012-2017年归母净利润及增速

表格目录

• 表1：航空发动机性能特点及应用
• 表2：战斗机用航空发动机发展历程
• 表3：大涵道比涡扇发动机的四个发展阶段
• 表4：涡轴发动机分代
• 表5：美国预研计划以及GE、PW各代核心机和验证机
• 表6：全球主要航空发动机制造商及其代表型号
• 表7：全球主要军用飞机及其发动机统计
• 表8：美国军用航空发动机发展历程
• 表9：俄罗斯军用航空发动机发展历程
• 表10：中国军用航空发动机发展历程
• 表11：中国军机发动机参数及装备军机一览
• 表12：我国军机发动机发展情况
• 表13：航空发动机领域民营企业
• 表14：两机专项历史
• 表15：军用航空发动机全产业链供应商
• 表16：高温合金细分领域竞争格局
• 表17：国内高温合金生产厂商
• 表18：国内钛合金生产厂商
• 表19：国内SiC纤维供应商及其产业化项目
• 表20：国内CMC制造商及其产品研制情况
• 表21：航空发动机零部件生产企业
• 表22：航空发动机叶片分类
• 表23：国内航空发动机叶片锻造企业
• 表24：国内航空发动机叶片铸造生产企业
• 表25：国内航空发动机动力控制系统生产企业
• 表26：三代战斗机发动机全寿命周期部件价值拆分
• 表27：2017-2027军用航空发动机市场预测
• 表28：我国军机现状与看点
• 表29：中国军用航空发动机未来十年市场测算