2020年中國航空發(fā)動機(jī)行業(yè)發(fā)展概況及市場發(fā)展前景分析：未來20年我國軍民用航發(fā)市場規(guī)模約四萬億[圖]

    航空發(fā)動機(jī)：飛機(jī)心臟，工業(yè)之花

    航空發(fā)動機(jī)是飛機(jī)的心臟，被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”和“工業(yè)之花”。航空發(fā)動機(jī)不僅是飛機(jī)的動力，也是航空技術(shù)發(fā)展的動力，人類在航空領(lǐng)域的每一次重大突破，無不與航空動力技術(shù)的進(jìn)步相關(guān)；飛機(jī)的需求和發(fā)展又促使發(fā)動機(jī)向更高水平邁進(jìn)，二者相得益彰。航空發(fā)動機(jī)行業(yè)的發(fā)展水平是一個國家工業(yè)基礎(chǔ)、科技水平和綜合國力的集中體現(xiàn)，也是國家安全和大國地位的重要戰(zhàn)略保障。作為一種典型技術(shù)密集型產(chǎn)品，航空發(fā)動機(jī)需要在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速和高負(fù)載的特殊環(huán)境中長期反復(fù)工作，其對設(shè)計、加工及制造能力都有極高要求，因此具有研制周期長，技術(shù)難度大，耗費資金多等特點。目前雖然許多國家都可以自主研制生產(chǎn)飛機(jī)，但具備獨立研制航空發(fā)動機(jī)能力并形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模的國家卻只有美、俄、英、法、中等少數(shù)幾個。

    我國商用大飛機(jī)起步較晚，民用航空動力發(fā)展更為滯后，中短期內(nèi)缺乏投資機(jī)會；而軍用航空發(fā)動機(jī)正處在快速自主化進(jìn)程中，故本文側(cè)重于研究和分析軍用航空發(fā)動機(jī)。

    航空發(fā)動機(jī)分類

    自1903年問世至今一百多年以來，航空發(fā)動機(jī)經(jīng)歷了兩個主要發(fā)展時期，1903年至1945年為活塞式發(fā)動機(jī)統(tǒng)治時期，1945年至今是噴氣式發(fā)動機(jī)時代。在噴氣式發(fā)動機(jī)時代，航空上廣泛應(yīng)用的是有壓氣機(jī)空氣噴氣式發(fā)動機(jī)。在壓氣機(jī)空氣噴氣式發(fā)動機(jī)中，壓氣機(jī)是用燃燒室后的燃?xì)鉁u輪來驅(qū)動，因此這類發(fā)動機(jī)又稱為燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。按燃?xì)獍l(fā)生器出口燃?xì)饪捎媚芰坷梅绞降牟煌?，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)分為渦輪噴氣、渦輪風(fēng)扇、渦輪螺旋槳、渦輪軸和螺旋槳風(fēng)扇發(fā)動機(jī)。

航空發(fā)動機(jī)分類及用途

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航空發(fā)動機(jī)性能特點及應(yīng)用

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    中國航發(fā)產(chǎn)業(yè)趨勢：從不行到行，行業(yè)增速或迎向上

    中國航發(fā)產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)三階段，從測繪仿制到自主研制

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國航空發(fā)動機(jī)行業(yè)投資潛力分析及投資前景評估報告》數(shù)據(jù)顯示：60多年來，我國航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展，經(jīng)歷了從無到有，從測繪仿制到自行研制的過程，目前已經(jīng)有了一定技術(shù)積累，在生產(chǎn)上已具有相當(dāng)大的規(guī)模；在實驗方面，建成了亞洲第一的高空臺及其他研究實驗設(shè)備?？傮w來看，我國航空發(fā)動機(jī)行業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了以下三個階段。

    第一階段：1950-1965年前后，在蘇聯(lián)幫助下仿制自制渦噴。當(dāng)時，我國根據(jù)蘇聯(lián)BK-1F技術(shù)資料仿制出了渦噴5，隨后完成渦噴6研制，并開始著手研制渦噴7和渦噴8發(fā)動機(jī)。這一階段我國航空動力行業(yè)快速發(fā)展不斷突破，實現(xiàn)從完全依賴外援技術(shù)到開始自助設(shè)計研制的轉(zhuǎn)變。

    第二階段：1966-1990年，進(jìn)入獨立發(fā)展階段。20世紀(jì)60年代中蘇關(guān)系出現(xiàn)問題，我國開始著手完整的自主研制航空發(fā)動機(jī)。1965年，為配合我國首架自主研制的主力戰(zhàn)斗機(jī)型殲8，我國開始進(jìn)行渦噴7甲發(fā)動機(jī)研制，是我國第一個完整走完設(shè)計、試制、零部件加工及整機(jī)地面調(diào)試、高空模擬實驗到最后試飛定型的發(fā)動機(jī)型號。期間，我國自行設(shè)計了渦噴13發(fā)動機(jī)，獲得國家科技進(jìn)步一等獎，并仿制英國羅羅公司的斯貝MK202制造出渦扇9發(fā)動機(jī)。

    第三階段：1990年至今，開始了新一代核心機(jī)預(yù)研計劃，構(gòu)建核心機(jī)體系的整體發(fā)展思路逐步形成，科研系統(tǒng)逐步成熟。2002年，我國自行設(shè)計研制的渦噴14發(fā)動機(jī)設(shè)計定型；2005年，我國自主研制的第三代大推力渦扇10發(fā)動機(jī)通過設(shè)計定型，這兩種發(fā)動機(jī)的研制成功標(biāo)志著我國在核心機(jī)上取得巨大突破，并使我國成為少數(shù)能自主研制航空發(fā)動機(jī)的國家之一。

中國航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展三階段

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    橫向看：中國航發(fā)技術(shù)預(yù)計落后美國近30年

    美國航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)從技術(shù)及管理上都較為成熟。管理上，美國一直實行“飛發(fā)分離”、美國政府持續(xù)開展研究計劃，并在航空發(fā)動機(jī)研制中強(qiáng)化競爭等措施，技術(shù)上，預(yù)計中國航空發(fā)動機(jī)落后美國30年，發(fā)動機(jī)技術(shù)水平差距一代以上。

    中國航空發(fā)動機(jī)從仿制開始，起步較晚，預(yù)計從時間上看落后美國近30年，從代際上看，落后美國一代以上。上世紀(jì)80年代美國F15戰(zhàn)機(jī)已經(jīng)裝備推重比達(dá)到8的F110發(fā)動機(jī)，我國同類型的WS10發(fā)動機(jī)到2010才投入生產(chǎn)，用于裝備殲11B戰(zhàn)機(jī)。WS10中間推力及加力推力略高于F110，質(zhì)量也比F110略輕。美國裝備F22的F119發(fā)動機(jī)20世紀(jì)90年代就以后投入生產(chǎn)，我國與F119同代際的渦扇-15在2020年后才有望完成研制。

主要三代/四代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)比較

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主要五代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)性能參數(shù)比較

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中美軍用航空發(fā)動機(jī)發(fā)展對比

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    美國新一代航空發(fā)發(fā)動機(jī)研制項目取得重大突破，技術(shù)優(yōu)勢或更加明顯。美國新一代航空發(fā)發(fā)動機(jī)研制相關(guān)技目前已獲重大突破，預(yù)計將在2020年之后投入使用，裝備在F35聯(lián)合戰(zhàn)斗機(jī)上。美軍下一代“自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動機(jī)”推力高達(dá)20噸，處于全球領(lǐng)先水平。

    制約因素逐步消除，追趕歐美確定性強(qiáng)

    2016年航發(fā)集團(tuán)掛牌成立，標(biāo)志著我國從管理體制上實現(xiàn)“飛發(fā)分離”；效仿歐美等國實施預(yù)研計劃，2016年實施的兩機(jī)專項預(yù)計投入將超千億元，有效支持我國重點型號航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)及高溫材料的研制；《中國制造2025》要求未來10年要突破高推重比、大涵道比等技術(shù)，建立自主發(fā)展體系。同時，我國在高溫合金等材料問題上不斷突破。制約我國航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的體制、經(jīng)費、技術(shù)上的制約因素有望逐步消除，我國航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有望加速。

我國航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)制約因素逐步消除

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    “飛發(fā)分離”，優(yōu)化體制機(jī)制

    航發(fā)研制舊體系制約我國航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展。在實現(xiàn)“飛發(fā)分離”模式之前，我國的航空發(fā)動機(jī)研發(fā)體制一直仿照前蘇聯(lián)的模式，遵循“飛機(jī)型號在先，發(fā)動機(jī)型號在后”的順序，這種模式把發(fā)動機(jī)視為飛機(jī)的附屬品，確定了具體型號的飛機(jī)，然后對與該機(jī)型配套的發(fā)動機(jī)立項，立項之后才能獲得人力和經(jīng)費的支持，從而開展基礎(chǔ)研究和系列測試工作；如果飛機(jī)型號下馬，則該飛機(jī)型號所對應(yīng)的發(fā)動機(jī)的研制也必須下馬。這樣的模式大大限制了航空發(fā)動機(jī)的研制自由，且不利于相關(guān)技術(shù)的積累和儲備，大大增加了發(fā)動機(jī)研制失敗的風(fēng)險。

    世界航空工業(yè)強(qiáng)國如英、美等，均實行“飛發(fā)分離”的研制模式。例如美國的波音公司專注于飛機(jī)制造，而發(fā)動機(jī)則由通用、普惠或者羅羅等航空發(fā)動機(jī)公司進(jìn)行研制。航空發(fā)動機(jī)的研制周期一般比飛機(jī)更長，因為在確定具體的發(fā)動機(jī)型號之前，需要事先進(jìn)行長期的基礎(chǔ)研究和預(yù)研工作，這種“飛發(fā)分離”研制模式更符合航空發(fā)動機(jī)研制生產(chǎn)的客觀規(guī)律。

    “飛發(fā)分離”新體系終于在2016年塵埃落定。2016年3月2日，航發(fā)動力、航發(fā)控制和航發(fā)科技發(fā)布公告確定了中國航空發(fā)動機(jī)集團(tuán)有限公司主要領(lǐng)導(dǎo)的任職，并且確定新成立的“中國航發(fā)”將取代中國航空工業(yè)集團(tuán)公司成為這三家上市公司的實際控制人。從此，中航工業(yè)集團(tuán)下屬的中航發(fā)動機(jī)控股有限公司等航空發(fā)動機(jī)業(yè)務(wù)相關(guān)企（事）業(yè)單位將從原來的飛機(jī)制造體系中分離出來，納入新成立的中國航空發(fā)動機(jī)集團(tuán)有限公司，標(biāo)志著我國飛機(jī)和航空發(fā)動機(jī)的研制真正實現(xiàn)了“飛發(fā)分離”。“飛發(fā)分離”利于提高發(fā)動機(jī)制造商的靈活性和研發(fā)效率，也有利于兩機(jī)專項等預(yù)研計劃的開展。

    實施“兩機(jī)”專項、《中國制造2025》，政策扶植力度加強(qiáng)

    我國航空發(fā)動機(jī)發(fā)展一直落后于歐美發(fā)達(dá)國家，其原因是我國航空發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)研究薄弱、技術(shù)儲備不足、試驗設(shè)施不全和管理體制落后等。受啟發(fā)于美國的IHPTET計劃和VAATE計劃，我國亟需出臺類似的國家級航空發(fā)動機(jī)專項發(fā)展計劃，集中政府和工業(yè)部門的資源并長期給予大量資金扶持，以期改變我國航空發(fā)動機(jī)研制的落后現(xiàn)狀，躋身全球航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)的競爭舞臺。

    2015年，航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)“兩機(jī)”項目首次被寫入政府工作報告。隨后，《中國制造2015》規(guī)劃也將航空發(fā)動機(jī)作為重點發(fā)展領(lǐng)域。在2016年3月公布的“十三五”規(guī)劃綱要草案中，航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)“兩機(jī)”項目位列未來五年中國計劃實施的100個重大工程及項目名單之首。“兩機(jī)”專項已經(jīng)確立了詳細(xì)的工作重點。航空發(fā)動機(jī)專項方面，將重點聚焦渦扇、渦噴發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，同時兼顧有一定市場需求的渦軸、渦槳和活塞等發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，主要研發(fā)大涵道比大型渦扇發(fā)動機(jī)、中小型渦扇發(fā)動機(jī)、中小型渦噴發(fā)動機(jī)和中大功率渦軸發(fā)動機(jī)等重點產(chǎn)品。為了快速有效地推進(jìn)重點產(chǎn)品的研發(fā)，“兩機(jī)”專項將突破“兩機(jī)”關(guān)鍵技術(shù)，推動大型客機(jī)發(fā)動機(jī)、先進(jìn)直升機(jī)發(fā)動機(jī)、重型燃?xì)廨啓C(jī)等產(chǎn)品研制，初步建立航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究、技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)體系。

中國航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)獲政策支持

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    《中國制造2025》明確突破發(fā)展航空航天裝備重點領(lǐng)域。由于航空發(fā)動機(jī)集中了工業(yè)制造和信息行業(yè)中的高精尖技術(shù)，最能體現(xiàn)國家的工業(yè)基礎(chǔ)、科技水平和國防實力，被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”，可以充當(dāng)軍民融合和智能制造的典型項目，并對實施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略起到引領(lǐng)作用。2015年5月8日國務(wù)院印發(fā)“中國制造2025”計劃，提出十大重點工程，其中排名第三的即為航空航天裝備。計劃要求突破高推重比、先進(jìn)渦槳(軸)發(fā)動機(jī)及大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)技術(shù)，建立發(fā)動機(jī)自主發(fā)展工業(yè)體系。作為一個跨度十年的規(guī)劃，被列入重點突破工程的項目，將望獲得后續(xù)系列政策扶持。

    軍費增速回升、“兩機(jī)”專項實施，保障經(jīng)費支出

    2018年我國軍費預(yù)算總額達(dá)到11069.51億元人民幣，同比增長8.1%。軍費預(yù)算增速結(jié)束近三年的下行開始回升，預(yù)計未來隨著國防與軍隊改革的持續(xù)推進(jìn)，軍費使用也有望優(yōu)化，用于武器裝備采購及研究支持的經(jīng)費將快于整體軍費增長。美國航空發(fā)動機(jī)的研發(fā)費用（包括型號研制和改進(jìn)、改型）約占整個航空工業(yè)研發(fā)經(jīng)費的25%，未來我國航空發(fā)動機(jī)研發(fā)費用也有望達(dá)到相應(yīng)水平。

近年中國軍費開支情況

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    隨著航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)重大工程的正式立項，與之配套的專項資金業(yè)呼之欲出。專項資金預(yù)期1000億元，加上社會配套資金，總的資金預(yù)期將達(dá)2000億元。這將有效支持我國2-3款航空發(fā)動機(jī)的研制。

    市場空間：未來20年我國軍民用航發(fā)市場規(guī)模約四萬億

    未來隨著全球軍民航機(jī)隊規(guī)模的增加及老機(jī)型的更新?lián)Q代，將有效帶動全球航空發(fā)動機(jī)市場增長。我們綜合考慮備件及更新維護(hù)、維修需求，認(rèn)為未來20年我國軍用航空發(fā)動機(jī)市場空間約2.2萬億元。當(dāng)前，我國主要軍機(jī)架數(shù)約占全球數(shù)量的10%，隨著我國軍機(jī)加速列裝，未來比例有望增至15%，則全球軍用航發(fā)市場空間約為中國的7倍左右，達(dá)到14萬億元。預(yù)計未來20年我國民用大中型客機(jī)的航空發(fā)動機(jī)市場空間約2萬億元，考慮到未來中國新增民機(jī)是全球規(guī)模的12%左右，全球民用中大型客機(jī)發(fā)動機(jī)市場規(guī)模約16萬億元。

    預(yù)計我國軍用航空發(fā)動機(jī)市場空間約2.2萬億元

    當(dāng)前我國軍機(jī)架數(shù)總量僅約為美國的1/5左右，且隨著我軍軍費預(yù)算增速的回升，裝備建設(shè)將加快推進(jìn)，武器裝備采購?fù)度朐鏊賹⒂型S持10%-15%水平，且三代以下機(jī)型占有相當(dāng)高比重。我們預(yù)計，到2038年我國軍用航空發(fā)動機(jī)市場空間約8800億元。當(dāng)前我國部分重點裝備出口約占內(nèi)部需求的6%。隨著我國軍機(jī)性能的不斷提升，預(yù)計到2038年我國軍機(jī)出口占比也望達(dá)到國內(nèi)需求的6%左右。加上軍貿(mào)出口，2038年我國軍用航空發(fā)動機(jī)市場空間約1.1萬億元。航空運營維修市場基本與整機(jī)價值相當(dāng)，加上運營維修，預(yù)計我國軍用航空發(fā)動機(jī)市場空間約2.2萬億元。

我國軍用航空發(fā)動機(jī)市場空間測算

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    預(yù)計戰(zhàn)機(jī)發(fā)動機(jī)需求空間5500億元

    假設(shè)未來20年，我軍戰(zhàn)機(jī)數(shù)量達(dá)到美軍70%的水平，戰(zhàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)占比基本與美軍相當(dāng)，并按戰(zhàn)機(jī)全生命周期更換一次發(fā)動機(jī)，裝備比2：1，發(fā)動機(jī)價值占飛機(jī)整機(jī)價值的25%左右計算，則到2038年戰(zhàn)機(jī)發(fā)動機(jī)需求空間將達(dá)到5500億元。假設(shè)1：十九大對我國國防和軍隊現(xiàn)代化作出戰(zhàn)略安排，指出到2035年基本實現(xiàn)國防和軍隊現(xiàn)代化，假設(shè)未來20年我國二代機(jī)全部被替換，五代戰(zhàn)機(jī)比例達(dá)到美國同期水平；假設(shè)2：近年來美國提出“重返亞太”“戰(zhàn)略重心東移”“亞太再平衡”等概念，美海軍多次強(qiáng)調(diào)要將60%以上的兵力部署到太平洋，假設(shè)未來20年我國戰(zhàn)機(jī)數(shù)量達(dá)到美軍數(shù)量的70%水平，略強(qiáng)于美軍在太平洋60%的部署。假設(shè)3：美國近3年戰(zhàn)機(jī)規(guī)模復(fù)合增速約1.6%，伴隨著美國軍事進(jìn)入擴(kuò)張周期，未來美軍四、五代戰(zhàn)機(jī)將以2%的增速增長，且四、五代機(jī)各替換402架三代機(jī)各一半。

按照上述假設(shè)條件，中國戰(zhàn)機(jī)需求空間測算（單位：架）

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    預(yù)計軍用大飛機(jī)發(fā)動機(jī)市場空間2400億元

    運-20標(biāo)準(zhǔn)載重量為60噸，屬于戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)運輸機(jī)。按美國的配置比例，戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)運輸機(jī)占大型運輸機(jī)總運輸量的48.9%，接近一半。假設(shè)我國運-20負(fù)責(zé)運輸?shù)谋壤嘉磥泶笮瓦\輸機(jī)運輸量的50%，同時假設(shè)我國裝甲師和機(jī)步師的重量占美國同等編制的70%左右，則一次性運輸一個裝甲師或機(jī)步師需要運20的數(shù)量在200架左右。同時，運-20可以作為空中加油機(jī)、預(yù)警機(jī)、電子戰(zhàn)飛機(jī)等特種作戰(zhàn)飛機(jī)的載體，綜合來看預(yù)計未來20年潛在需求量約為400架，由此帶動的發(fā)動機(jī)市場空間約2400億元。

不同情境假設(shè)下我國戰(zhàn)略投送用途大運需求量預(yù)測

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    特種飛機(jī)方面，目前中國軍用特種飛機(jī)國產(chǎn)化率較低，其中大型特種飛機(jī)平臺對外依賴較大，加油機(jī)數(shù)量嚴(yán)重不足。隨著大型加油機(jī)與預(yù)警機(jī)的國產(chǎn)化工作的穩(wěn)步推進(jìn)，以及我國空軍現(xiàn)代化戰(zhàn)斗機(jī)比例的提升與活動半徑的擴(kuò)大，我們預(yù)計，未來20年我國大型加油機(jī)、預(yù)警機(jī)數(shù)量將達(dá)到美軍的70%左右，則大型加油機(jī)約180架，預(yù)警機(jī)約110架左右，其中大型預(yù)警機(jī)約20架（基本與預(yù)警機(jī)數(shù)量保持同比例增長）。

美俄加油機(jī)與預(yù)警機(jī)列裝概況（架）

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    預(yù)計主要型號直升機(jī)發(fā)動機(jī)未來市場空間1000億元

    對標(biāo)美、俄等國，我國直升機(jī)數(shù)量缺口較大，從結(jié)構(gòu)上來看，美俄中型多用途直升機(jī)占比近年來不斷提升?？紤]到冷戰(zhàn)結(jié)束以來各國直升機(jī)換代速度放緩，預(yù)計未來20年，直-20數(shù)量將達(dá)到美國的同類型號數(shù)量的30%左右，達(dá)到1000架，直-10、直-11數(shù)量達(dá)到美國的50%，直-19、直-18等基本可達(dá)與美軍同等數(shù)量水平。綜合來看，預(yù)計未來20年，我國主要直升機(jī)需求量約2000架，在考慮備件的情況下，假設(shè)每架直升機(jī)發(fā)動機(jī)價值0.5億元，由此帶來發(fā)動機(jī)市場空間約1000億元。

我國軍用直升機(jī)需求空間測算

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    預(yù)計我國民用大中型客機(jī)航空發(fā)動機(jī)市場空間約2萬億，通用航空發(fā)動機(jī)市場近千億

    未來20年民用大中型的航空發(fā)動機(jī)市場空間超過2萬億元。未來20年中國需要新增民航大中型飛機(jī)超過6300架以上，潛在民用航空發(fā)動機(jī)新增需求超過1.4萬臺，加上更新、維修、保養(yǎng)等業(yè)務(wù)的市場價值，民用航空發(fā)動機(jī)市場空間合計有望超過2.0萬億元。

未來20年我國民用大中型飛機(jī)航空發(fā)動機(jī)新增市場空間測算

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    未來20年我國通航用航空發(fā)動機(jī)市場規(guī)模有望接近1000億元。低空空域放開將有望打開我國通用航空發(fā)展的瓶頸，拉動中小型航空發(fā)動機(jī)需求。2016年5月17日，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)通用航空業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，計劃到2020年，通用航空器達(dá)到5000架以上，當(dāng)前不足3000架。近年來我國通用航空器增速維持10%以上，我們預(yù)計未來20年，中國通用航空器有望達(dá)到20000架，按平均1臺發(fā)動機(jī)人民幣200-500萬元測算，未來20年通航發(fā)動機(jī)市場規(guī)模將在1000億元左右。