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航空发动机行业研究报告甘棠

航空发动机行业研究报告

航空发动机行业未来军民细分市场空间广阔(附报告目录)1、航空发动机行业概述航空发动机是飞机的“心脏”,通过将化学能转化为燃气的热能为飞机提供飞行的动力。航空发动机的性能直接决定了飞机的运载能力、航程长短和可靠性等关键性能,是航空装备产业发展的核心基础。航空发动机制造是航空工业中技术含量最高、难度最大的环节之一,对基础材料、加工工艺、装配工艺、基础试验等有着苛刻的要求。相关报告:北京普华有策信息咨询有限公司《2021-2026年航空发动机行业重点企业调研及投资前景预测报告》航空发动机作为一种典型技术密集型产品,需要面临在高压高温、高负载以及高转速的极端特殊环境中长期反复工作,对其设计、加工及制造能力都有极高要求。现代航空发动机技术与结构极为复杂,一般而言,单个民用航空发动机零部件数量接近两万件。发动机主机内的温度达到1800~1950K,压强达到50个大气压,转速达到50000/min。这些指标都对发动机叶片、轴承的材料提出了严峻挑战。航空发动机核心部件需要在1400~1800摄氏度的高温环境下,承受速度高达300m/s、压力高达20多倍静压的高压高速气流的冲击,并保持每秒上千转的转速。此外,航空发动机部件之间的相互干扰大,上下游部件的流场和温度场的相互干扰影响了发动机工作稳定性,也增加了发动机的研制难度。航空发动机的高研发、高制造难度,集中考验了一国工业技术所能达到的最高水平。从整体上来看,为了应对航空工业对航空发动机不断提高的性能要求,航空发动机零部件正向着高性能(高温、高压比、高可靠性)发展,其提升除了依存于原材料性能的提升之外,更依存于制造环节对高性能要求的生产与实现。因此无论在研制阶段还是在量产阶段,航空发动机的发展除了发动机本身的设计水平外,必然离不开上游配套高性能零部件制造供应链的集群支撑。2、民用航空发动机市场竞争格局分析在民用航空发动机领域,仅有美国、英国、俄罗斯等较少发达国家全面形成了开发及产业化能力。GE航空、普惠(P&W)、罗罗RR以及赛峰(SAFRAN)四家公司占领了中大型民用宽体客机航空发动机市场。由上述几家大型发动机公司交叉经营的CFM国际发动机公司(GE与SAFRAN合营)、IAE(P&W与罗罗RR合资)等合资公司占据了单通道飞机及支线飞机等其他民用航空发动机的绝对份额。在全球民用航空发动机领域,上述主流航空发动机公司整体形成寡头格局。全球民用航空发动机制造商交付量情况资料来源:普华有策调研整理CFM国际发动机公司作为GE航空与赛峰合营公司,因其核心产品CFM56系列发动机以及LEAP-X发动机在民用客机领域占据主导地位,其市场份额长期处于市场首位。CFM56系列是航空历史上销量最高的发动机系列(截至2019年6月,交付量已经超过31,000台)。LEAP-X作为CFM 国际发动机公司于2008年推出的全新一代基线涡扇发动机,为未来窄体飞机的替代品提供动力。目前LEAP发动机是C919以及波音737部分系列的动力装置,并占据空客A320 Neo系列59%的市场份额。至2018年,CFM生产重心已从CFM56过渡到了LEAP发动机,已累计交付了3,218台LEAP发动机,其中LEAP发动机的产量较2017年翻了一番。CFM在2018年获得的LEAP发动机订单已经远远超过CFM56,共获得3,337台发动机的订单,包括126台CFM56发动机(含商用,军用及备发)和3,211台LEAP发动机(含购买承诺及备发)。(1)全球民用机市场规模分析随着全球化趋势的加强,跨区域的社会经济活动日益频繁,航空运输业在全球经济发展中的地位日渐突出。统计数据,2018年全球旅客周转量达到81,574亿公里,同比增加6.8%,2010年至2018年期间,累计实现增长65.2%,复合增长率达到5.73%,预计未来20年复合增长率将达到4.6%。未来包括中国、印度、东南亚国家、拉美地区国家在内的新兴市场国家旅客航空出行将保持较快增长,成为世界范围内航空运输量增长的主要驱动因素之一。(2)中国民用机市场规模分析中国作为世界最大的航空装备市场之一,民航装备产业的发展却较为落后,目前投入运营的只有新舟系列和ARJ21两种支线飞机,干线飞机全部依靠进口。为推动我国民机发展,国务院批准组建了中国商用飞机有限责任公司,统筹干线飞机和支线飞机发展,推出了中国首架自研的大型干线客机C919,承担我国民航飞机产业化的重任。虽然当前C919仍采用进口的LEAP发动机,但在制造强国的发展目标下,完全自主化是我国民航装备产业的必由之路,随着技术的进步和产品的成熟,国产发动机将有望在C919后续型号上使用,实现进口替代,从而实现完全自主化的发展目标。中国民航飞机需求广,进口替代空间大。预计到2038年我国机队规模将达到10,344架,未来二十年,我国预计将交付客机9,205架,价值约1.4万亿美元。通常发动机占民航客机总价值的比例为15~30%,则未来二十年我国民用航空发动机市场规模将达到2,100~4,200亿美元,年均市场规模达到105~210亿美元。3、中国军用航空发动机市场发展分析世界军用航空发动机主要由美俄英主导,我国由于航空发动机研制起步较晚,目前处于快速发展阶段。2002年,某国产发动机定型,中国完成自行研制的全过程,成为继美、俄、英、法之后的第五个航空发动机生产国。2005年12月,某项目发动机研发成功,成为我国首个具有自主知识产权的高性能大推力涡扇发动机。我国2019年军用飞机数量达3,210架,总量远少于美国(13,266架)和俄罗斯(4,163架),居全球第三位。战斗机方面,美国战斗机保有量为2,657架,主要为三代与四代战斗机,二代战机基本淘汰;我国战斗机保有量为1,603架,主要仍为二代和三代战斗机,二代战斗机仍占据近50%比重。军用直升机方面,我国保有量903架,美国保有量5,471架,差距较大。由此可见,我国军机在数量上及代际结构上仍然有很大空间亟待填补,目前各类型国产发动机已基本能满足我国军机装配需求,因此在军机订单加速及换代升级的带动下,国产军用航空发动机及关键零部件未来市场空间广阔。报告目录:第一章 航空发动机基本概述1.1 航空发动机定义及分类1.1.1 航空发动机定义1.1.2 航空发动机构造1.1.3 航空发动机分类1.1.4 航空发动机特点1.2 航空发动机细分介绍1.2.1 活塞式发动机1.2.2 涡轮喷气发动机1.2.3 涡轮风扇发动机1.2.4 涡桨发动机1.2.5 涡轴发动机第二章 2016-2020年航空发动机产业发展环境分析2.1 政策环境2.1.1 税收优惠相关政策2.1.2 行业发展政策汇总2.1.3 实施军民融合战略2.1.4 中国制造2025政策2.2 经济环境2.2.1 宏观经济概况2.2.2 工业运行情况2.2.3 固定资产投资2.2.4 宏观经济展望2.3 社会环境2.3.1 国防预算支出规模2.3.2 制造业转型升级2.3.3 国防军事建设目标2.3.4 国际军事形势严峻第三章 2016-2020年全球航空发动机行业发展分析3.1 全球航空发动机发展综况3.1.1 行业发展历程3.1.2 行业研发状况3.1.3 市场竞争格局3.1.4 主要企业分析3.1.5 行业发展动态3.1.6 行业发展方向3.2 全球民用航空发动机发展分析3.2.1 民航发动机发展现状3.2.2 民航发动机主要产品3.2.3 细分市场发展状况3.2.4 民航发动机竞争格局3.2.5 民航企业发展状况3.2.6 民航发动机发展趋势3.3 全球军用航空发动机发展分析3.3.1 军航发动机发展现状3.3.2 美国行业发展历程3.3.3 俄罗斯行业发展分析3.3.4 无人航空发动机市场3.3.5 军机行业发展趋势第四章 2016-2020年中国航空发动机行业发展分析4.1 航空发动机产业链分析4.1.1 产业链构成4.1.2 发动机研制4.1.3 高端金属材料4.1.4 动力控制系统4.1.5 主要零部件4.1.6 叶片类型介绍4.1.7 发动机维修及维护4.2 航空发动机行业发展特点4.2.1 基于核心机衍生发展4.2.2 研发制造技术难度大4.2.3 研发制造周期长4.2.4 研发制造经费投入多4.2.5 发动机产品附加值高4.2.6 军民发动机通用性强4.3 航空发动机价值分析4.3.1 发动机整体价值4.3.2 生命周期费用拆分4.3.3 发动机部件价值4.3.4 发动机制造成本4.4 2016-2020年中国航空发动机行业发展态势4.4.1 行业发展历程4.4.2 行业发展现状4.4.3 市场规模分析4.4.4 产业格局分析4.4.5 科研院所体系4.4.6 关键技术分析4.4.7 发动机研制动态4.4.8 行业发展机遇4.5 中国航空发动机行业发展存在问题及对策4.5.1 行业发展差距4.5.2 发展落后原因4.5.3 行业发展对策第五章 2016-2020年军用航空发动机发展分析5.1 军用航空发动机发展综述5.1.1 市场垄断格局5.1.2 市场需求分析5.1.3 价值链条分析5.1.4 中国发展阶段5.1.5 适航管理分析5.2 军用航空发动机特征分析5.2.1 第三代发动机5.2.2 第四代发动机5.2.3 第五代发动机5.2.4 第六代发动机5.3 军用航空发动机维修保障模式发展趋势5.3.1 维修策略趋势5.3.2 维修技术趋势5.3.3 维修服务趋势第六章 2016-2020年民用航空发动机发展分析6.1 民用航空发动机发展综述6.1.1 民用发动机概况6.1.2 关键制造技术6.1.3 民营企业发展6.1.4 租赁市场分析6.1.5 维修市场分析6.2 民用航空发动机运行支持体系分析6.2.1 运行支持体系市场需求6.2.2 运行支持体系制约因素6.2.3 标杆企业运行支持体系6.2.4 运行体系架构设计方法6.2.5 运行支持体系架构设计6.2.6 运行支持体系总体架构6.3 中小型民用航空发动机市场分析6.3.1 市场发展特点6.3.2 市场发展现状6.3.3 自主研发难点6.3.4 自主研发路径6.3.5 产品研发谱系第七章 2016-2020年航空发动机产业链上游航空材料市场分析7.1 航空材料业发展概况7.1.1 航空材料应用要求分析7.1.2 航空材料行业发展地位7.1.3 中国航空材料发展历程7.1.4 重要航空材料研发综况7.1.5 航空复合材料研发综况7.1.6 航空航天材料发展方向7.2 2016-2020年航空材料市场运行情况7.2.1 全球航空材料市场规模7.2.2 中国航空材料市场空间7.2.3 中国航空材料需求规模7.2.4 中国航空材料细分市场7.2.5 中国钛合金材料市场规模7.2.6 航空材料项目投资动态7.2.7 航空材料市场发展机遇7.3 航空复合材料市场发展分析7.3.1 全球航空复合材料市场规模7.3.2 中国航空复合材料市场规模7.3.3 中国航空复合材料细分产品7.3.4 中国航空复合材料项目动态7.3.5 中国航空复合材料市场前景7.3.6 中国航空复合材料发展趋势7.4 航空发动机先进材料应用分析7.4.1 高温合金材料7.4.2 超高强度钢7.4.3 金属间化合物7.4.4 碳/碳复合材料7.4.5 碳纤维复合材料7.4.6 纳米复合材料7.4.7 陶瓷基复合材料7.4.8 树脂基复合材料7.4.9 金属基复合材料7.5 航空发动机材料应用及管理分析7.5.1 航空发动机材料的特点7.5.2 航空发动机材料创新需求7.5.3 航空发动机材料应用问题7.5.4 加强发动机材料质量管理7.6 航空智能材料的种类及发展建议7.6.1 智能材料的主要种类7.6.2 智能材料结构的研发7.6.3 智能材料的问题和建议7.7 航空材料行业存在的问题及发展对策7.7.1 航空材料行业面临挑战7.7.2 航空材料行业政策建议第八章 2016-2020年航空发动机产业链下游飞机制造业市场分析8.1 全球飞机制造业发展分析8.1.1 通用飞机出货规模8.1.2 著名飞机制造公司8.1.3 商用飞机竞争状况8.1.4 大型客机试飞状况8.1.5 飞机安全事故状况8.1.6 客机市场需求预测8.2 中国军用飞机发展综况8.2.1 军用飞机类型8.2.2 发展状况分析8.2.3 直升机发展状况8.2.4 军机发展趋势8.3 中国民用飞机发展态势8.3.1 民用飞机类型8.3.2 民航客机特点8.3.3 市场运行状况8.3.4 行业出口前景8.3.5 行业发展机遇8.4 中国大飞机发展潜力分析8.4.1 大飞机产业发展概述8.4.2 大飞机制造支持政策8.4.3 大飞机产业发展现状8.4.4 大飞机制造产业集群8.4.5 大飞机制造转型升级8.4.6 大飞机产业发展前景8.5 中国运输机发展态势8.5.1 运输飞机数量8.5.2 竞争格局分析8.5.3 运输机场规划8.6 中国战斗机发展潜力分析8.6.1 市场发展格局8.6.2 细分结构分析8.6.3 中国市场展望第九章 2016-2020年中国航空发动机进出口分析9.1 2016-2020年中国航空器用活塞内燃机进出口数据分析9.1.1 进出口总量数据分析9.1.2 主要贸易国进出口情况分析9.1.3 主要省市进出口情况分析9.2 2016-2020年中国航空器发动机零件进出口数据分析9.2.1 进出口总量数据分析9.2.2 主要贸易国进出口情况分析9.2.3 主要省市进出口情况分析9.3 2016-2020年中国航空航天喷气发动机进出口数据分析9.3.1 进出口总量数据分析9.3.2 主要贸易国进出口情况分析9.3.3 主要省市进出口情况分析9.4 2016-2020年中国航空器及航天器喷气发动机的零件进出口数据分析9.4.1 进出口总量数据分析9.4.2 主要贸易国进出口情况分析9.4.3 主要省市进出口情况分析第十章 2017-2020年国际航空发动机重点企业经营分析10.1 A10.1.1 企业发展概况10.1.2 企业经营状况分析10.1.3 航空发动机产品10.1.4 企业发展动态10.2 B10.2.1 企业发展概况10.2.2 2017年企业经营状况分析10.2.3 2018年企业经营状况分析10.2.4 2019年企业经营状况分析10.2.5 航空发动机产品10.2.6 企业发展动态10.3 C10.3.1 企业发展概况10.3.2 企业经营状况分析10.3.3 航空发动机产品10.3.4 企业发展动态第十一章 2017-2020年中国航空发动机重点企业经营分析11.1 A11.1.1 企业发展概况11.1.2 企业成立过程11.1.3 企业资产规模11.1.4 企业产品介绍11.2 B11.2.1 企业发展概况11.2.2 经营效益分析11.2.3 业务经营分析11.2.4 财务状况分析11.2.5 核心竞争力分析11.2.6 公司发展战略11.3 C11.3.1 企业发展概况11.3.2 经营效益分析11.3.3 业务经营分析11.3.4 财务状况分析11.3.5 核心竞争力分析11.3.6 公司发展战略11.3.7 未来前景展望11.4 D11.4.1 企业发展概况11.4.2 经营效益分析11.4.3 业务经营分析11.4.4 财务状况分析11.4.5 核心竞争力分析11.4.6 公司发展战略11.4.7 未来前景展望第十二章 航空发动机行业投资潜力及风险预警12.1 航空制造业投资机会分析12.1.1 产业链投资机会12.1.2 细分市场投资机会12.1.3 重点企业投资机会12.1.4 行业总体投资策略12.2 航空发动机行业投资机遇分析12.2.1 重大专项机遇12.2.2 军民融合机遇12.2.3 中国航发成立12.2.4 行业投资建议12.3 航空发动机行业投资风险预警12.3.1 政策风险12.3.2 竞争风险12.3.3 技术风险12.3.4 运营风险第十三章 2021-2026年航空发动机发展前景及趋势预测13.1 航空航天产业发展前景及趋势13.1.1 产业发展趋势13.1.2 未来发展方向13.1.3 绿色航天趋势13.1.4 通用航空趋势13.1.5 产业发展空间13.2 航空发动机行业发展趋势分析13.2.1 航空发动机发展方向13.2.2 涡轮发动机趋势特点13.2.3 军用发动机发展趋势13.2.4 民用发动机发展趋势13.3 航空发动机市场空间预测13.3.1 全球航空发动机市场预测13.3.2 民用航空发动机市场预测13.3.3 中国军用飞机市场规模预测13.3.4 中国军用航空发动机市场预测

都市男

航空发动机行业研究报告:航空发动机的演变及国内产业格局

(报告出品方/作者:中信证券,付宸硕、陈卓)航空发动机是飞行器核心部件航空发动机产业是我们重点看好的细分产业方向,我们判断我国的航空发动机产业自 2020 年开始已出现明显的产业拐点,并将迎来至少 5-10 年黄金发展期。在航空发动机 专题系列报告一《航空发动机产业链的投资契机》(2020-2-17)中,我们已详细介绍了全 球航空发动机产业的市场格局和国内产业的发展历程及未来趋势。本篇报告是该专题的第 二篇报告,主要介绍航空发动机的型号演变、各部件的价值量拆分以及国内的产业格局。航空发动机是航空器的“心脏”航空发动机是为航空器提供飞行所需动力的装置,是航空器的“心脏”。航空发动机 是飞机动力的直接来源,其设计、研发、制造、工艺等均需要精尖的科学技术水平,直接 影响飞机的性能、可靠性及经济性,在现代工业领域里占据重要地位,被誉为现代工业“皇 冠上的明珠”,其发展水平更是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。目前,世界 上能够独立研制高性能军用航空发动机的国家只有美、俄、英、中等少数几个国家,民用 领域则由美、英两国垄断,技术工艺门槛较高。航空发动机约占飞机整机价值量的 20%~30%。航空发动机作为飞机最核心的部件, 其性能直接影响着飞机的服役行为和可靠性,且航空发动机工作环境严苛,内部结构复杂, 设计制造要求高,种种原因使得其制造成本高、价值量高。一般而言航空发动机制造成本 约占整机制造价值的 20-30%,仅次于飞机机体结构,且机型越小,发动机价值占比越高, 机型越大,发动机价值占比相对越低。航空发动机分类航空发动机通常由压气机、燃烧室、涡轮、排气装置等系统组成。压气机位于航空发 动机进气道后方,主要作用是吸收、压缩空气,提升气体压力;燃烧室位于压气机的后端, 涡轮的前端,是发动机中提高燃气温度的重要装置,从燃烧室流出的高温、高压燃气流入 涡轮进行膨胀做功;涡轮是航空发动机重要动力来源,处于航空发动机中工作温度最高、 转速最快的部位,从涡轮中喷出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速从喷口向 后排出,使得航空发动机获得了推力。此外,由压气机、燃烧室以及驱动压气机的高压涡 轮组成的装置用来提供高温高压燃气,称为燃气发生器,是发动机的核心部分,决定了发 动机的整体性能,也称之为核心机。航空发动机从结构上可分为活塞式与喷气式。喷气式中按是否有压气机可以主要分为 燃气涡轮发动机和冲压式发动机。早期的飞机及直升机几乎全部使用活塞式发动机,由于 其功率的限制,只适用于低速飞行。20 世纪 40 年代以来,涡轮发动机开始成为现代飞机 与直升机的主要动力。冲压式发动机构造简单、重量轻、推重比大、成本低,具有较好的 经济性,但其不能在静止的条件下自行起动,而需要其它发动机做助推器,当飞机达到一 定飞行速度后才能有效工作,不能自行起动限制了其在航空器上的应用,目前仅用在导弹 和在空中发射的靶弹上,本文主要讨论航空燃气涡轮发动机。涡扇发动机高效率低油耗,是当前主流应用类型航空燃气涡轮发动机主要包括涡喷、涡扇、涡桨、涡轴发动机。发动机对飞机性能影 响显著,设计速度与油耗特性差异决定了不同的应用场景:涡喷发动机虽速度较高,但油 耗较高,经济性差,已逐步被涡扇发动机替代,主要用于部分尚未退役的军用二代战机; 涡扇发动机由于其高速度、中等油耗的特点,是现在大多数客机及军机的主要动力类型; 涡桨发动机最大速度相对较小、油耗偏低,主要用于时速小于 800 千米的飞机,多用于低 速运输机、轻型飞机及加油机等;涡轴发动机主要用作直升机的动力。涡喷发动机油耗较高,已逐步被涡扇发动机替代涡喷发动机的动力来源于尾喷管喷出的高温高压气体。涡喷发动机由进气道、压气机、 燃烧室、涡轮、加力燃烧室、尾喷管、附件传动装置与附属系统等组成,工作原理为空气 由进气道流入,通过压力机升压后,为燃烧室提供高压空气,燃烧室再将高压空气与燃料 混合并进行燃烧,转化为热能,用于涡轮进行膨胀做功,最后由尾喷管直接喷出提供飞机 所需推力。双转子轴流式是涡喷发动机最常见类型。涡喷发动机按照压气机不同,可分为离心式 和轴流式,其中离心式为侧向进气,轴流式为轴向进气,因轴流式发动机效率较高、增压 比较大,所以当前推力较大的涡喷均采用轴流式。根据转子不同,轴流式又可分为单转子 (单轴)和双转子(双轴)两种类型,对于单转子结构,内部构成较为简单,造价成本较 低,但压缩效率有限、且耗油率高,目前只有法国“幻影”战斗机所用的 M53 发动机使 用;对于双转子结构来说,具有增压比高、效率高、加速性好等优势,除早期外,当前绝 大多数涡轮喷气发动机都是双转子发动机。涡喷发动机油耗高、经济性较差,目前已逐步被涡扇发动机替代,主要用于部分尚未 退役的军用二代战机。涡喷发动机适航的范围极其广泛,无论是低空亚音速飞行,还是高 空超音速飞行都能够胜任,且由于在高速飞行时,喷气速度高,因而高空高速性能好,适 合长时间高速飞行的飞行器。但由于涡喷发动机产生推力的同时,仍存在大量高温燃气高 速排出发动机,造成大量能量损失,因此涡喷耗油相对较高,经济性较差,目前已逐步被 涡扇发动机替代,仅在部分尚未退役的二代战斗机、中高空无人机、靶机等领域有所应用, 民用领域已基本被淘汰。涡扇发动机推进效率较高,是当前主流发展方向涡扇发动机的动力来源于风扇推力(主要来源)+高温高压气体向外喷出,推进效率 较高。从结构上来看,涡喷发动机由压气机、燃烧室和涡轮组成,而涡扇发动机由风扇、 外涵道、压气机、燃烧室和涡轮组成,涡扇发动机相当于是涡喷发动机加上风扇及其外涵 道的部分。根据推进效率的计算公式,当出口速度无限趋近进口速度的时候,推进效率无 限趋近于 100%,涡扇发动机具有的风扇和外涵道结构可以使发动机的出口速度减低,并 利用这部分动能使外涵空气加速,因此涡扇发动机具有更高的推进效率,耗油率一般为涡 喷发动机的 67%。涵道比(Bypass ratio,简称 BPR)是指外涵道与内涵道空气流量之比,又称为流 量比,是影响涡扇发动机性能好坏的一个重要参数。涵道比小于 2-3 的称为低涵道比涡轮 风扇发动机,高于 4-5 的称为高涵道比涡轮风扇发动机。高涵道比涡轮风扇发动机的排气 速度低、推进效率高、经济性好,适用于大型远程旅客机和运输机。同时,高涵道比涡轮 风扇发动机的迎风面积大,不宜于作超声速飞行,因此一般战斗机用的加力涡轮风扇发动 机的涵道比一般小于 1.0。小涵道比涡扇发动机低油耗高速度,主要应用于军用战斗机。小涵道比的发动机引擎, 大部分的动力来自驱动核心机的内进气道尾气,通常使用混合喷嘴,可以变形以调整推力 的大小甚至方向,而高温的尾气经低温的外进气道气流降温后,也有利于降低引擎的红外 特征。小涵道比涡扇发动机可用于超音速飞行,起飞推力大,巡航油耗低,加力比可达 1.6-2.0,主要应用于军用战斗机,显著提升飞机性能,主要用于中高速飞机,当前发达国 家装备的主战斗机均以小涵道比涡扇发动机为主。大涵道比涡扇发动机低油耗长续航,主要应用于军用运输机和民航客机。涵道比高的 引擎,大部分的动力来自由风扇加速的外进气道空气,外进气道往往较短,内进气道的尾 气不与外进气道气流混合,而由喷嘴单独排出。高涵道比引擎在次音速时有非常好的能效, 可以有效延长飞行续航,实现军民用运输机与宽体客机长途飞行需求。在民机领域,由于 其噪声低、续航强的特点,20 世纪 60 年代后广泛应用于新型旅客机,形成民航客机“风 扇化”浪潮,包括波音 747 等;军机领域可满足军用运输机远程运输的需求,例如 C-5 银河运输机等。涡桨发动机推力大但速度受限,现多用于中小型飞机涡桨发动机重量轻、耗油率低、起飞推力较大,但飞行速度受限。涡轮螺旋桨发动机 主要特点是将燃气发生器产生的大部分可用能量由动力涡轮吸收并从动力轴上输出,用于 带动飞机的螺旋桨旋转;螺旋桨旋转时把空气排向后面,由此产生向前的拉力使飞机向前 飞行。与活塞式发动机相比,涡桨发动机具有重量轻、振动小等优点;与涡喷、涡扇发动 机相比,又具有耗油率低和起飞推力大的优点,但因螺旋桨特性的限制,装有涡桨发动机 的飞机速度受限,一般不超过 800 千米/小时。涡桨发动机曾广泛用于旅客机和军用运输机,现多用于中小型飞机。涡桨发动机曾广 泛用作旅客机和军用运输机的动力,如“子爵”、伊尔-18、运 7 等,其中“子爵”四发旅 客机采用“达特”发动机,是第一种采用涡桨发动机作为动力的旅客机。随着涡扇发动机 的出现,各国均不再研制大功率的涡桨发动机,但因其具有飞行高度范围大,中低速性能 好等特性,在一些部分军用运输机、中小型支线客机、专用飞机(如农、林业,消防等) 中仍然被采用,例如装备 T56 涡桨发动机的 C-130 大力神运输机、装备 NK-12MV 涡桨发 动机的安-22 运输机等。涡轴发动机功率大、体积小,是直升机主要动力涡轴发动机功率大、重量、体积小,易于起动。涡轮轴发动机是航空燃气涡轮发动机 中的一种,燃气在核心机或燃气发生器后的涡轮中膨胀,驱动它高速旋转并发出功率,动 力轴穿过核心机转子,通过压气机前的减速器减速后由输出轴输出功率,组成了涡轴发动 机,与活塞式发动机相比,具有重量轻、体积小、功率大、震动小,易于起动,便于维修 和操纵等一系列优点。根据有无自由涡轮,涡轮轴发动机可分为定轴式和自由涡轮式,大 部分涡轮轴发动机为自由涡轮式,与定轴式相比,具有起动性能好,工作稳定,加速性能 较好,调节性能和经济性好等优点,但结构比较复杂。涡轴发动机是军民用直升机主要动力。目前,直升机市场上普遍采用第三代涡轴发动 机,我国研制的第三代涡轮轴发动机涡轴 8 和涡轴 9 发动机用于直 9 和直 10 直升机上。 世界上功率最大的涡轮轴发动机是前苏联研制的D-136发动机,其输出功率为7457千瓦, 用在米-26 直升机上,国际市场主要由 GE、R&R、PWC、Turbomeca 和 Klimov 五家公 司瓜分。为现代军用直升机需求,世界各国正积极对涡轴发动机进行改进改型,下一代发 动机将在功重比、结构、耗油率等方面实现进一步发展。我国已具备完整的航空发动机产业链航空发动机的价值量拆分按部件价值拆分:高、低压涡轮的价值占比最高涡轮部分价值量最高,其次为压气机。航空发动机制造商根据部件分配或者外包任务, 通常在各个机型的发动机中高、低压涡轮的价值占比都最高,其余部件价值占比因不同机 型而有不同,战斗机外涵道小,有加力燃烧室,且要求灵活机动,加力燃烧室、控制系统 占比高;民用固定翼及军用运输机发动机外涵道大,无加力燃烧室,风扇、外机匣的价值 占比高,控制系统占比较低;直升机发动机中控制系统和附件价值占比也相对较高。按制造成本拆分:原材料成本接近一半若不考虑控制系统,航空发动机从制造成本角度看原材料成本占比约 50%,人工成本 占比约 25%。航空发动机中使用的材料主要有高温合金、钛合金、复合材料、合金钢、铝 合金等。航空发动机中所采用的高温合金涉及的主要材料是镍、钴金属。高温合金占比约 35%、钛合金占比约 30%,其他合金及复材占比约 35%。按发动机生命周期费用拆分:运营维修与整机价值相当航空发动机全寿命周期要经历研发制造、采购、使用维护三个阶段。研发阶段又分为 设计、试验、发动机制造、管理等环节。在全寿命周期中,研发制造、采购、维护的比例 分别为 10%、40%、50%左右。一台民用大涵道比发动机使用寿命约 25 年,平均每 5 年 就要进行一次大修,一次大修费用在几百万美元左右,发动机的使用期间内全部的运营维护基本与发动机本身的价值相当。使用维护阶段的费用包括更新零部件、维修服务两部分。我国航空发动机产业链梳理我国目前已具备完整的航空发动机产业链的研发制造能力。航空发动机研制包括最源 头的基础研究设计、上游原材料制备、零部件制造、中游分系统组装、下游主机厂总装和 后续维修等环节。航空发动机产业链主要由原材料供应商、零部件生产商和整机制造商组 成,其中原材料供应商主要有高温合金、钛合金、复合材料等钢铁厂及研究生产基地;零 部件制造主要有锻造、铸造等企业,包括机匣、环件、盘件、叶片等各类结构件的生产制 造;整机制造商主要由航发集团主导,负责整体设计、总装集成以及大修维保等关键环节。航空发动机零部件加工主要包括锻造、铸造两大类。锻件性能优异,广泛应用于航空 发动机的重要结构件,主要包括发动机环形锻件、盘类锻件和压气机叶片等,约占发动机 结构重量的 40%以上。环形锻件主要用于制造发动机机匣、涡轮导向环、整流环等构件;盘类锻件主要包括压气机盘、涡 轮盘等构件;叶片锻件 根据有无余量可分为精锻与模锻,精锻叶片余量小、精度高,模锻叶片一般用于大批量生 产,当前国产航空发动机叶片锻造以航发集团为主,此外还有航亚科技,无锡透平等。铸件主要应用于叶片、机匣、尾喷口等部位,以航发集团为主导。铸造可生产形状复 杂的零件,在航空发动机上铸件主要用于叶片和机匣等部位。叶片铸造主要是用于涡轮叶 片,分为等轴晶、定向晶和单晶三种工艺,其中非单晶铸造叶片以航发动力为主导,主要 由子公司贵阳精铸承担,近几年不少民企也在积极进入,如应流股份、江苏永瀚、万泽股 份等;单晶叶片的铸造技术难度较大,主要以研究机构为主,如航材院、钢研院、沈金所 等。机匣是航空发动机上的主要承力部件,属于薄壁易变形的复杂结构件,设计精度要求 高,主要参与者为航发集团和图南股份。中游航空发动机控制分系统市场由航发控制与 614 所共同垄断。控制系统根据飞行器 的飞行状态对发动机进行推力控制、过渡控制及安全限制等操作,以保障飞机稳定安全飞 行。控制系统主要分为机械液压、电子硬件、软件三部分:在机械液压方面,呈现航发控 制独家垄断的市场格局;电子硬件和软件主要由中国航发控制系统研究院(614 所)研制, 其为中国航空发动机行业唯一的控制系统研究所。我国军用航空发动机生产由航发集团主导,航发动力是整机唯一龙头。航发集团是我 国航空发动机研制和生产的主要力量,旗下航发动力是国内航空发动机整机制造龙头,也 是国内唯一生产制造涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞全种类军用航空发动机的企业,下属 四所七厂承担我国军用航空发动机研制主要任务;本部西航公司(430 厂)以研制大中型 军用航空发动机为主,子公司黎明公司(410 厂)主要以研制中大推力航空发动机为主, 黎阳公司(460 厂)是我国中等推力涡喷、涡扇发动机的重要生产基地之一,南方公司是 我国中小型航空发动机主要供应商,研制多型号涡桨和涡轴发动机。后市场维修保障与整机价值相当,军用维修以军方维修厂及主机厂为主,民用维修以 OEM 厂家和民航投资企业为主。发动机维修即对发动机部件进行检测、修理、排故、翻修 及改装等,在全寿命周期中维修费用约占 50%,与发动机本身的价值相当。国内军用发动 机维修包括解放军修理厂和主机厂航发动力旗下山西维修、贵州维修等,民用维修以珠海摩天宇、四川斯奈克玛等 OEM 厂家合资企业及北京飞机维修工程有限公司等民航投资企 业为主。详见报告原文。(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)精选报告来源:【未来智库官网】。

十九年矣

航空发动机产业深度研究报告:强国的象征、飞机的心脏

(报告出品方/作者:浙商证券,邱世梁、王华君)1. 航空发动机:强国的象征、飞机的心脏1.1. 航空发动机:将化学能转化为机械能,为航空工业提供动力航空发动机以化石燃料作为能源,将化学能转化为机械能、为飞行器提供动力,是飞 机、火箭等各类飞行器的心脏和动力之源,更是整个航空工业的动力之源。因其高度的技 术难度和复杂性,被称为“工业皇冠上的明珠”和“工业之花”。航空发动机产业是国家经济的重要分支、国家安全的重要保障,其综合水平的高低是 一个国家综合国力的重要体现。目前世界范围内具备军用航空发动机研制能力并形成产 业规模的国家仅有美、俄、英、法、中五大联合国常任理事国,具备商用大涵道比涡轮风 扇发动机研制能力并形成产业规模的则仅剩美、英两国三大巨头企业及其合资公司。根据推力产生原理、氧化剂来源、有无压气机等的差异,航空发动机可以分为活塞式 发动机、火箭发动机、冲压式发动机、涡轮发动机等多个类别。冲压式发动机和脉冲式发 动机目前应用范围还较为有限、暂不具备形成大规模市场空间的能力。当前,涡轮风扇发 动机以其高效率、低油耗、大推力等优势成为应用最广的航空发动机,广泛装备于各类 型军民用飞行器,其产值占燃气涡轮发动机的 90%以上。1.2. 世界航空发动机发展史:西方引领下从活塞到喷气、从军用到民用从 1842 年第一份关于航空发动机的专利出现到现在,世界航空发动机产业走出了一 条从活塞式到涡轮喷气式再到涡轮风扇发动机的发展道路,这个过程中,以美、英为代表 的西方国家凭借其起步早的先发优势持续积累在技术和产业上的优势壁垒、不断引领着 航空发动机领域的发展方向。进入 21 世纪,高温合金和先进涂层等技术为涡轮风扇发动机性能的进一步提高提供 了可能。当前军、民用领域航空发动机技术和产业均已发展至第四代。军用领域,美国的 F135 发动机(装备 F-35 战斗机)、F119 发动机(装备 F-22 战斗 机)牢牢占据着头部位置,F135 发动机最大推重比 11.7,最大推力近 19 吨,是目前推力 最大的军用小涵道比涡轮风扇发动机。其余处在第一梯队的军用航空发动机还包括俄罗 斯的 AL-41、AL-31FN,英国的 EJ-200 等,这些产品在满足美、英、俄、法等国自身国 防军队建设需要的同时,还单独或伴随飞机整机大量出口至其他国家。民用领域,用于窄体客机的 Leap-X、PW1000G、用于宽体客机的 GE9X、Trent XWB 等发动机技术先进、代表了当前商用航空发动机领域的最高水平。1.3. 军用航空发动机格局:三代机“五常”标配、四代机中美俄竞技军用航空发动机最重要的技术指标是推重比,对于大推力航空发动机,按照推重比大 小一般可分为四代,第一代推重比在 3-4 之间、第二代 5-6、第三代 7-9、第四代 10-12。 当前在役战斗机发动机以第二代、第三代为主,具备三代主流航空发动机研制和生产能 力的国家主要是美、俄、英、法、中五大常任理事国,乌克兰接收前苏联军事工业遗产也 具备一定的发动机研制生产能力,其航空发动机产品主要用于出口。根据《World Air Forces 2021》统计数据计算,产自五大常任理事国的军用航空发动 机数量占当前世界所有在装军用航发总数的 90%以上。这其中,又尤其以美、俄占比最 大,其军用航空发动机产品除满足本国军队装备建设需要外,还随着飞机一起大量出口至 其盟友、部分新兴国家等。第四代军用航空发动机目前的参与者仅美、俄、中三国,进入实际服役状态的型号仅 美国的 F119、F135 及俄罗斯的 AL-41F。其中美国的技术和研究进展遥遥领先,其 F119 发动机在 1997 年起即开始装备 F-22 猛禽战斗机,俄罗斯的 AL-41F 发动机约在 2017 年 前后首飞,中国的四代发动机还尚未见研制成功。目前,第四代航空发动机装备数量总体还较少,但其作为接下来各大国空军力量进一 步提升的必然选择,将随着 F-35、F-22、歼 20、苏-57 等第四代战机的批量列装而逐渐成 为未来军用航空发动机市场的重心。1.4. 商用航空发动机格局:三巨头垄断、中俄谋求入场机会相较于军用航空发动机,商用航空发动机高经济型、高可靠性的要求使得它的研制 技术难度更高。经济性要求航空发动机不断提高其运行效率、降低耗油率,为航空公司带 来经济效益。可靠性要求民航客机发动机在各种可能出现的极端工作状态下依然能保证 发动机稳定安全运转、避免出现安全事故。此外,商用航空发动机还要能实现技术成功前 提下的商业成功。以上因素作用之下,商用航空发动机产业寡头垄断的格局更加明显。目前世界范围内 独立掌握商用航空发动机研制核心技术、并有能力实现其产品商业化成功的企业仅美国 通用电气(GE)、美国普惠(PW)、英国罗罗(RR)三家公司,世界范围内商用航空发 动机市场基本被这三家公司及其与其他公司组建的合资公司所垄断。俄罗斯历史上曾推出过 D-30、PS-90 等商用航空发动机产品,但由于苏联解体、俄罗斯经济发展缓慢等原因,其生产量、使用量均极为有限。近 年来,俄罗斯联合航空发动机制造集团下属的彼尔姆航空发动机公司为其国产单通道客机MC-21 推出了 PD-14 航空发动机,用于其国产宽体客机的 PD-35 发动机也正处在研制 当中。PD-14、PD-35 两款发动机寄托着俄罗斯重新打入世界商用航空发动机市场的愿望。同样谋求进入该市场的中国以其单通道客机发动机长江-1000A、宽体客机发动机长 江-2000、支线客机发动机长江-500 成为这个市场一名最新的参与者。1.5. 中国航空发动机发展史:起步偏晚、道路曲折、先进型号依赖进口从 1954 年新中国第一台航空发动机试制成功到现在,中国航空发动机产业已经走过 了近 70 年的发展道路。其间实现了多个具有重要里程碑意义的“第一次”,也经历了多个 型号发动机随飞机一起下马的曲折。总的来讲,发展早期主要采取国外型号测绘仿制的 模式,之后在涡喷-13 等部分型号上初步尝试自主改进设计,直到最终在涡喷-14 等型号 上实现自主研制。进入 21 世纪初期,空军装备建设提速对航空发动机提出了更高的要求,但由于前期 航空发动机产业特别是涡轮风扇发动机发展的相对缓慢,这一时期对新型先进军用航空 发动机的需求只能通过进口来满足。如歼10、歼 11、歼 20 等第三代、第四代战机对大推 力小涵道比涡扇发动机的需求;从俄罗斯进口的苏-27、苏-30 侧卫系列战斗机的换发需 求;国产轰-6 的后续改型、战略运输机运 20 等对大涵道比涡扇发动机的需求等。2005 年,国产第一型三代大推力军用涡扇发动机涡扇-10 通过了定型审查,并再随后 的使用中不断提高其可靠性和稳定性,直到最终趋于成熟,这一步在中国航空发动机产业 的发展历史中意义巨大。目前涡扇-10 及其改进型号可用于装备歼-10、歼-100、歼-15、歼-16 乃至歼-20 等中 国当代主力三、四代战斗机。我国对外军用航空发动机的进口额、依赖度也在 2015~2017 年之间逐步企稳下落。1)起步晚:中国第一台活塞式发动机落后世界近 50 年,第一台涡轮喷气发动机落 后世界约 16 年,第一台涡轮风扇发动机落后世界4年(但第一款投入量产的涡轮风扇发 动机落后世界 44 年),且早期涡轮喷气和涡轮风扇发动机的研制生产均为国外型号的引进仿制、缺乏自主研制和独立的技术攻关; 2)发展历程曲折:中国航空发动机产业发展过程中长期存在(1)依赖于国外型号的引进仿制;(2)发动机型号依附于飞机,多个型号发动机特别是后期主流技术方向的涡 轮风扇发动机因飞机下马而终止研制两个问题,导致中国航空发动机产业在较长时间内 发展相对缓慢。1.6. 中国航空发动机现状:奋起直追、方兴未艾、重点型号全面开花2016 年 8 月,中国航空发动机集团在北京成立。新成立的航空发动机集团由国资委、 北京国有资本经营管理中心、中国航空工业集团有限公司、中国商用飞机有限责任公司共 同出资组建,整合了我国国防军工领域航空发动机研制生产相关的科研院所、主机厂、配 套厂等企事业单位,集团总资产约 1100 亿元。航发集团的成立有助于改变过去发动机型号依附于飞机型号的格局,赋予发动机研 制以更大的自主权和自由度,使得我国航空发动机研制可以更加充分的走出一条从基础 研究、到型号预研、再到型号项目工程研制的完全自主正向设计道路。以中国航发集团为代表的我国航空发动机产业基本具备了军用大中小型涡喷、涡扇、 涡轴等各类型航空发动机的研制生产能力。但与西方先进国家相比尚有一定差距。 军用领域,国产三代涡扇-10 太行发动机晚于美国 F110 约 30 年,用于四代战机的美 国 F-119 发动机首装于 1997 年,我国相对应的发动机截至目前尚未研制成功,落后至少 20 年以上。民用领域,我国尚无用于商业航线的大涵道比涡轮风扇发动机成熟型号,若假设中国 航发商发正在研制的长江-1000A 发动机于 2025 年~2030 年之间研制成功,则至少落后于 国际先进水平 CFM 国际公司的 Leap 发动机约 15~20 年。面对差距,中国航发集团秉承“动力强军、科技报国”的使命,在保障现有武器装备 保障供应的同时,进行了多个先进型号的攻关研制。覆盖了用于战斗机、教练机、运输机、 轰炸机等各类型军用飞机、及用于 C919 和 CR929 大型客机的各类型军民用发动机。在两机专项国家充足资源的保障下,我国航空发动机产业新型号的研发呈现出了多 点开花的局面,基本形成“军民并举、完整覆盖”的态势。未来的 5~10 年内,随着军、 民用重点型号研制攻关的相继完成转入量产,将可以满足届时我国军、民用领域几乎各 类型航空发动机的需要,我国航空发动机整个产业也将迎来一个高速增长的黄金时期。1.7. 航空发动机产业特点1.7.1. 高技术、高投入下的高行业壁垒航空发动机的运行特点可以概括为“三高一长”,即高压、高转速、高温、长期循环 往复工作。严苛的工作条件和高可靠性要求决定了航空发动机的研制需要综合工程热力 学、气体动力学、燃烧学、传热学、固体力学、强度振动、现代控制理论、材料学、冶金、 加工制造、试验测试等几乎所有现代技术门类来实现,是一个十足的高技术行业。高技术决定了航空发动机研制的高投入。航空发动机的研制主要分为基础研究(含 基础研究、应用研究)、型号预研(先期技术开发、先期部件开发等)和型号工程研制(含 系统研制和验证、作战或推进系统开发等)不同阶段。美国长期以来非常重视基础研究和型号预研,在其上所投入的经费占航空发动机研 发总计费的约 1/3,基础预研总经费中政府投入又占据了 2/3 以上。从 20 世纪 80 年代末 期以来先后实施了 IHPTET、VAATE、ATTAM 等多个预研项目,其中 IHPTET 计划投入 最大、持续时间最长,获取的成果在后续 GE90、CFM56-7、F110、F119、F135 等许多军 民用发动机型号的研制上得到了应用。IHPTET 计划的开展在一定程度上奠定了今天美国 在航空发动机技术上的领先地位。到型号工程研制阶段,一台典型的航空发动研制经费约 10~30 亿美元,F-135 发动机 的研制经费更是达到了令人咂舌的 50 亿美元。高技术、高投入的特点决定了航空发动机产业的参与者只能是那些经济发达、资金 实力雄厚、科技水平和工业门类完备的现代化国家。从 0 到 1 这一步的跨越,所需的基 础研究、工程技术积累及资金投入,对于一个完全的行业新参与者来说很难实现。这为 行业已有的参与者、特别是在技术产业上具备领先地位的国家、寡头企业建立了深深的 护城河。1.7.2. 衍生化发展模式下的长回报周期高技术、高投入的特点也决定了航空发动机研制的高风险。罗罗在进行其第一款三 转子发动机 RB211 的研制时,因技术的复杂性,项目花费达原有计划 2 倍研制结果却不 尽如人意。严重超支导致资金链破裂、罗罗也到了破产的境地。英国政府为保护本土航空 发动机工业,将罗罗收归国有。此后又经过多年政府支持下的发展,三转子发动机才最终 研制成功、并继而助力罗罗成为当代大型航空发动机产业中的寡头之一。基于高风险的特点,各航空发动机巨头纷纷倾向于基于自身技术特点走出一条航空 发动机产品的系列化、衍生化发展道路。采用衍生化的发展路线,一是可以继承原始机型 的优点;二是降低新技术台阶的跨度,从而节省经费、缩短周期、降低风险。美国 GE 基 于 F101 核心机衍生发展出一系列、满足不同场景使用要求的发动机产品。其中的 CFM56 更是成为了民用航空发动机界的传奇,迄今为止持续运营近 40 年,助力 CFM 国际公司 成为了国际窄体客机发动机市场的绝对老大。航空发动机高技术、寡头垄断下的衍生化发展模式,确保了一旦以一款成熟的系列 产品进入市场,接下来就有望享受 30-50 年的持续稳定盈利,其间面临的竞争威胁小,制 造商可以安心收获技术和产业带来的收益。1.7.3. 大分工、大合作下的广阔经济效益航空发动机本身具备高科技、高附加值的属性,可以为社会发展带来巨大的经济效 益。据统计,按照产品单位重量创造的价值计算,航空发动机是船舶的 1400 倍、是汽车 的 150 倍。近年来,全球航空发动机产业的年产量基本稳定在 14000 台以上、年产值约 为 700 亿美元附近,其中 2019 年因波音 737Max 停飞事件影响而略有下降。预估未来 十五年航空发动机全球总产值约为 1.3 万亿美元、年均约 866 亿美元,市场空间广阔。航空发动机产业链长、覆盖面广,可以带动和辐射上游机械加工、材料制备、电子元 器件等一大批行业。现如今,世界航空发动机产业链已经形成了典型的四级结构形式:第一层级即 GE、普惠、罗罗等整机制造商,负责整机研制及总装交付;第二层包括德国 MTU、意大利 AVIO 等,主要负责子系统、大部件/单元体的制造, 第二层级的企业中很多与第一层的整机制造商建立合资公司从而形成了更为密切的风险 利益共担关系。第三层和第四层分别是零组件、和原材料的供应商。中国的航发动力、航亚科技等公 司也以外贸转包的形式参与到了全球航空发动机产业链中去。在这样的体系框架下,航空 发动机的广阔市场空间将层层向上传递,从而拉动原材料、加工制造等一大批产业的发 展。1.8. 航空发动机产业定位:富国强军、国家意志美英法等西方航空强国始终坚持将航空发动机列为国家战略性产业,其航空发动机 的发展无不体现出国家意志。美国《2020 联合设想》报告提出的构成美国未来战略基础 的九大优势技术中,航空发动机位列第二,排在雷达技术之后、核技术之前。航空喷气式 发动机鼻祖的英国,在罗罗公司濒临破产的关键时刻伸出援手,并保留一英镑的“黄金 股”,防止股权落入外国投资者手中。此前长期以来,中国没有给与航空发动机产业足够的重视。这一局面已经随着中国 航空发动机集团的成立、两机专项的正式实施得到了根本性的改变。随后启动的航空发动机和燃气轮机国家科技重大专项直接投入在 1000 亿元量级,加 上带动的地方、企业和社会其他投入,预估总金额将不少于 3000 亿元。将有效解决长期 以来我国航空发动机产业投入不足的问题。在近期发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远 景目标纲要》中,又着重对航空发动机和燃气轮机予以了单独列示,并明确提出“推进民 用大涵道比涡扇发动机 CJ1000 产品研制,突破宽体客机发动机关键技术,实现先进民用 涡轴发动机产业化”。我们预估,航空发动机产业在十四五期间将持续受到国家、中央层 面上的高度重视,相关型号研究和产业化进展都将大大提速、体现国家意志!2. 中国航空发动机产业链:军民融合、功能完备2.1. 产业链全景:从设计研发到维修保障经过近几十年的发展,中国国防军工行业已经形成了一条军民融合、功能完备的航 空发动机产业链。产业链主要环节包括:设计研发、加工制造(原材料)、加工制造(零 组件)、整机集成交付、运营维修等。设计研发环节主要由相关研究院所及高校组成。加工制造(原材料)环节传统上以钢 铁金属材料类企业、研究院所为主,近年来部分民营企业也有参与。加工制造(零组件) 环节传统上以航发集团系统内单位为主,但近些年来系统外企业参与这一配套环节的积 极性高涨、现如今各类型企业众多。整机集成交付环节基本由航发集团垄断。运行维修分 军用民用,军用主要由航发集团、军队相关单位提供维修保障;民用主要由各大航司及其 与航发 OEM 等组建的合资公司提供维修保障。2.2. 设计研发:集中大批研究院所等优质资源航空发动机设计研发这一环节中集中了大量优质资源。可分为基础研究及关键技术 研究、子系统研发、整机集成设计等几大类。基础研究及关键技术研究目前主要由相关高校航空航天专业、中科院相关院所承担。 子系统研发主要包括材料工艺方案和控制系统两大类,分布在航发集团、航空工业集团、 中科院系统以及一些地方政府下属的科研机构中。整机集成设计的几大主机所则均为航 发集团所属。2.3. 原材料:镍、钛、钢、铝四足鼎立,复合材料大势所趋早期的航空发动机采用铝合金、镁合金、高强度钢和不锈钢等制造,后期为减轻发动 机重量、提高耐温性能、提高发动机效率和推重比,而逐步引入了钛合金、高温合金以及 复合材料。当前,航空发动机中传统铝合金和高强度钢、钛合金、镍基高温合金四足鼎 立,复合材料则凭借其优良的综合性能成为未来航空发动机性能进一步提升的不二选择。2.3.1. “太空金属”钛合金:宝钛股份收入最高、西部超导毛利高于行业平均钛合金指用钛与其他金属制成的合金金属,以其轻质、高强度、抗腐蚀性能好的优势, 特别适合应用于航空航天领域,因而被称为“太空金属”。航空用钛合金属于钛工业链条 中的高端产品,在航空发动机冷端部件中得到大量使用。我国钛合金产业集中度高、陕西省钛材生产领跑全国,主要上市企业有宝钛股份、西 部超导、西部材料。其中西部超导钛合金产品应用市场集中,主要为航空航天等军工产业, 销售毛利率较高。2.3.2. “先进航空发动机的基石”高温合金: 钢研高纳产量最高、业务集中度最高高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在 600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作 的一类金属材料,具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能、良好的疲劳性能、 断裂韧性等综合性能,按照制造过程的不同可以分为变形高温合金、铸造高温合金和新型 高温合金。2.3.3. “非金属发动机”复合材料:中航高科、光威复材两大龙头复合材料是指由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学方法,在宏观上组 成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短、产生协同效应,使复合材料的综 合性能优于原先组成材料从而满足不同使用场景下的需要。根据两种材料(一般区分为基 体材料和增强材料)的不同可以将复合材料分为不同的类别。美国针对航空发动机实施的 IHPTET 和 VAATE 计划均将复合材料在航空发动机上 的应用列为重点内容予以验证和突破,包括风扇宽弦复合材料叶片、纤维增强树脂基复合 材料机匣、350℃ 热塑性复合材料中介机匣、SiC 长纤钛基复合材料叶环、叶鼓和低压涡 轮轴等。目前,随着复合材料在航空涡轮发动机上应用范围越来越广且比例越来越大,甚 至有说法航空涡轮发动机将向着"非金属发动机"或"全复合材料发动机"的方向发展。2.4. 零部件与子系统:锻造、铸造各司其职、控制系统自成一体航空发动机由部件和子系统组成,部件包括风扇增压级、压气机、燃烧室、高低压涡 轮等;子系统包括控制系统、空气系统、机械系统、短舱系统等。除控制系统自成一体外, 其余各部件系统的零组件按照加工成型的方式均可以分为锻件、铸件、钣金件等几种,其 中又以锻件、铸件占据主要地位。近些年来,3D 打印增材制造、复合材料特殊工艺等也 逐渐开始使用,但目前占比尚较小。锻造通过对金属施加压力使其产生塑性变形从而达到所需要的形状,这个过程可以 消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷,且锻件的机械性能一般优于同样材料的 铸件,因此在无特殊需求的情况下多采用锻造的方式进行加工。铸造通过直接浇铸液态金 属到事先准备好的模具中、待金属冷却后去除模具的方式得到所需形状,其优点在于可以 生产形状复杂的零件,尤其是复杂内腔的毛坯。当前,涡轮前温度已经上升至 1800℃附近,但涡轮叶片所用材料即便是耐温最高的 单晶高温合金,其耐温也仅有 1200℃左右,之间 600℃的温差只能通过叶片表面热障涂 层以及叶片内部复杂的空心冷却结构来弥补。这使得涡轮叶片的内腔冷却结构越来越复 杂,只能通过铸造的方式来加工。因为涡轮叶片所使用单晶高温合金等材料的昂贵、以及精密铸造工艺的复杂性,使得 涡轮叶片单价极高,一片叶片成本可达 40 万元。一台发动机中涡轮叶片论数目较压气机 叶片显著偏少,但论总价值,铸造涡轮叶片却较远高于锻造产生的压气机叶片。2.4.1. 叶片、轮盘:上市公司中锻造叶片企业成熟度更高、铸造叶片企业加紧技术攻关航空发动机压缩系统(风扇增压级、压气机)转静子叶片、涡轮转静子叶片、及用于 支撑安装转子叶片的压缩系统轮盘及涡轮轮盘是航空发动机中最重要的一组零件,在发 动机功的传递、能量的转化中起核心作用。在发动机价值的拆分上,以上零件合计价值占 比超过 40%。以上零件除涡轮叶片采用铸造方式成型外,其余均采用锻造的方式,两类加 工工艺中,精锻、和精铸分别代表了未来各自技术发展的主流方向。目前国内从事航空发动机叶片、轮盘加工制造的企业或单位有中航重机、航发动力、 航亚科技、三角防务、中国航发航材院、万泽股份、炼石航空、应流股份、江苏永瀚、无 锡透平等。根据各公司在以上发动机零组件加工领域所从事业务的具体类型,可以将其分为三 类,一类专注于压气机叶片、压气机及涡轮轮盘轴等航空锻件的加工如中航重机、航亚科 技、无锡润和等;第二类专注于涡轮叶片精铸加工如应流股份、万泽股份、炼石航空、江苏永瀚等,目 前该细分赛道因单晶涡轮叶片精铸技术的高技术壁垒,各上市公司前期均进行了大量的 技术研发投入,虽然目前相关业务在各自营业收入中的占比暂时还较低,但随着相关研发 投资项目的实施,精铸业务即将或已初步进入收获期、未来业绩有望放量;第三类则是航发动力、中国航发航材院等传统老牌行业内单位,兼具以上铸造、锻造 两类业务能力。2.4.2. 机匣等其他结构件:航发科技其中龙头航空发动机所使用其他结构件主要包括机匣、轴承、齿轮箱、燃烧室零组件、密封封 严装置等,加工方式多采用锻造、少数采用钣金成型。2.4.3. 控制系统:航空领域内中航机电是龙头、航发细分赛道航发控制做龙头航空发动机控制系统是发动机的神经和大脑,起着把飞机操纵人员指令传输给发动 机、并根据操纵指令精确调节相关运动机构以使得发动机实现操作意图的功能,对于航空 发动机正常稳定工作发挥着至关重要的作用。航空发动机控制技术的发展已经走过了好几代,总的趋势是从机械液压式向着数字 电子式发展,当前先进军、民用航空发动机所使用的标准控制系统为全权限数字式发动机 控制系统(FADEC),在 FADEC 控制中,发动机电子控制器 EEC 或电子控制系统 ECU 是它的核心,所有控制计算由计算机进行,然后通过电液伺服机构将控制指令转化为液压 机械装置及各个活门、作动器的动作,从而实现对发动机硬件状态的调节。我国从事航空发动机控制系统研制生产的企业主要有航发控制、晨曦航空、海特高 新、航新科技、中航机电等,其中航发控制背靠我国航空发动机控制领域唯一的军工科研 院所中国航发控制系统研究所,实力雄厚、产品型号齐全,是航发控制领域的龙头企业。2.5. 整机集成交付:航发动力唯一龙头我国航空发动机整机集成交付领域共有八大主机厂,全部为中国航发集团下属,其中 5 家注入上市公司或作为上市公司母公司。航发动力囊括了其中 4 家,基本覆盖了当前航 发集团主要在研或已服役的先进发动机型号。太行发动机已经进入稳定服役状态,将随着 三四代战斗机的上量享受确定的业绩增长。三代中等推力航空发动机生产线建设项目也 于今年通过竣工验收,将有望随枭龙、FC-31 战机一并上量。2.6. 运营维修:“全面聚焦备战打仗”背景下的行业增长新动力运营:军用、商用航空发动机的运营方分别为军队和航空公司。 维修:军用发动机一部分由解放军 57XX 厂提供维修服务,另一部分由发动机整机制 造商航发动力分别在贵州、山西、吉林的维修厂提供售后维修保障服务。发动机维修保障 环节的利润率较初始产品交付更高,后续随着“全面聚焦备战打仗”背景下实战化训练的增多,军用发动机维修保障领域市场空间将有望快速上升,为相关企业带来业绩增长的 新动力。民用领域,多个航空公司与国外 OEM 或国外航空公司、专业发动机维修公司等建立 合资公司,用于为自身及行业提供发动机及飞机维修保障服务。此外,上市公司中航新科 技、海特高新也涉足有航空发动机维修市场。未来随着军民用航空发动机的放量增长,航 空发动机维修市场也将迎来市场空间的扩充。3. 中国航空发动机产业市场空间测算及重点领域价值拆分3.1. 军用航空发动机整机市场:2021~2035 年均近 1000 亿元人民币当前,我国与美国在军用飞机数量和质量上均有着较大差异。战斗机领域,我军战斗 机数量为美军的 58%,三代以上先进战斗机数量约为美国的 26%。运输机轰炸机等大型 军用飞机领域,我军数量是美军的 20%,且缺乏大型战略轰炸机;直升机教练机领域,我 军飞机总数约为美军的 17%,且缺乏重型直升机。以《新时代中国的国防》白皮书“力争到 2035 年基本实现国防和军队现代化”为牵 引,我们假设到 2035 年,我军各类型军用飞机装备数目与美军当今装备数量及已确认订 单数量之和保持一致,据此预估各类型飞机装备数目及所需的航空发动机数目、市场价 值。测算过程中的重要假设如下:目前存量飞机截止 2035 年平均换发 2 次:以当前三四代机所装备的三代主流发 动机为例,其寿命约为 2000 小时,考虑到“全面聚焦备战打仗”背景下训练量 有所增加,预估一架飞机一年飞行时间约为 300~400 小时,从而平均约 5-7 年 需换发 1 次,目前存量飞机到 2035 年需至少换发 2 次;至 2035 年增量飞机平均换发 0.5 次:以 7 年换发 1 次计算,2028 年及之前列装 的飞机到 2035 年需换发 1 次,2029-2035 年列装的飞机到 2035 年无需换发,假 设新增飞机按匀速增加,则平均换发次数为 1/2*1+1/2*0=0.5 次;各类型飞机所需发动机单价参考国外同类型、同级别发动机进出口合同订单价 格或公司官网军方采购信息;发动机采购费和维护保养费按照 1:1 预估;考虑换发发动机来自于备发,因此不再单独考虑备发数。据此测算,从 2021 ~2035 中国军用航空发动机整机市场总规模为 14,898 亿元人民 币、年均 993 亿元人民币。其中新增军机初始采购需求和存量及新增军机换发需求大体 各占一半。按飞机种类,歼击机、运输机及加油机占比相对较大。3.2. 商用航空发动机整机市场:2021~2039 年均 1000 亿元人民币根据中国商飞公司预测,到 2039 年,中国民航客机队的规模将从 2019 年的 3863 架 增长到 9641 架,在全球市场中的占比从 16.2%增长至 21.7%,届时中国将成为全球民航 第一大市场和增长速度最快的市场。据此预估各类型飞机所需相应型号航空发动机的数 目及市场价值。测算过程中的重要假设如下:各型号国外发动机单价信息参考各发动机厂家官网订单信息,国产发动机单价 参考同级别国外发动机:长江-1000A 参考 Leap-1X、长江-2000A 参考 GE-NX、 长江-500 参考 CF-34;发动机维护保养费与采购费按照 1:1 预估;不考虑换发需求:目前先进商用大涵道比涡扇发动机首翻期前寿命已达到 20000~40000 小时,首翻期结束后视情维修更换部分零件又可继续服役,除非发 生重大事故导致发动机报废,否则一架飞机全生命周期内一般不转发。据此测算, 2021 年~2039 年中国商用航空发动机整机市场总规模为 20,131 亿元人 民币、年均 1,059 亿元人民币。3.3. 整机市场 2021~2035 拆分:前 10 年军机放量、10 年后民机接力军用领域,2020 年航发动力年报中航空发动机制造及衍生产品营业收入约为 262 亿 元,以此近似作为我国军用航空发动机产业 2020 年整机市场规模。以 2027 年实现百年 建军目标、2035 年基本实现国防和军队现代化为牵引,我们预估十四五期间航空发动机 领域将快速增长,随后随着市场规模的增大增速逐渐放缓。据此对 2021~2035 共计 14,898 亿的军用航空发动机市场进行拆分。商用领域,2020 年,中国内地民航客机队增长了 140 架(受波音 737 Max 停飞、新 冠疫情影响较前几年有较大幅度下降),据此计算得到 2020 年商用航空发动机新增整机 采购市场规模约 202 亿元。此外,根据国内三大航司披露,机队飞机及发动机维修费用总 计约 202 亿元,三大航机队占国内民航机队总数约 42.9%,发动机维修占飞机维修价值比 例约 39%。据此计算得到民航客机发动机维修市场规模约 183 亿元。新增采购与维修费 用加和得到 2020 年中国内地商用航空发动机市场总规模约 385 亿元。我们预估,后续随着新冠疫苗在全球范围内的逐渐使用和普及,新冠疫情将逐渐得到 控制,全球商用航空市场也将逐渐恢复,中国商用航空发动机市场规模也将迎来一个逐渐 修复再趋于平稳的过程。据此对 2021~2039 共计 20,131 亿的商用航空发动机市场进行逐 年拆分。但对于中国航空发动机产业链而言,暂时尚没有属于自己的商用大涵道比涡扇发动 机成熟型号。我们预估,国产长江-1000A 发动机于 2030 年前后投入市场,长江-2000A 紧 随其后,从 2029 到 2035 年之间,我国航空发动机产业链在整个发动机整机市场中占比 从 0 逐渐上升至 30%,据此测算出 2021~2035 年我国航空发动机产业链军、民用两个市 场整机交付市场空间。可以看到,未来 15 年间我国航空发动机产业链整机市场年均复合增长率约 15%,其 中前 10 年主要受益于军机的放量,之后民机开始接力,带来规模持续增长的新引擎。3.4. 重点领域价值拆分3.4.1. 零部件及子系统加工领域价值拆分基于预测的 2021~2035 我国发动机产业链整机市场规模,并参考航空发动机整机制 造龙头航发动力 2020 年毛利率 15%,测算得到零组件及子系统加工制造环节逐年市场规 模,再按照航空发动机不同零部件及子系统的价值占比,测算得到不同零部件和子系统 2021~2035 年间的市场空间。3.4.2. 原材料市场价值拆分基于预测的 2021~2035 发动机零部件及子系统加工制造市场规模,减去控制系统的 平均占比约 13%,得到其余零组件市场规模,其中原材料占比参考航空发动机零组件加 工企业航发科技 2020 年报原材料成本占比数据约为 55%,计算得到原材料市场逐年总规 模。当前先进发动机所使用的原材料中,高温合金占比约 40%、钛合金 30%、铝合金 15%、 高强度钢 10%、复合材料 5%,计算得到各类原材料 2021~2035 年间的市场空间。4. 坚定看好我国航空发动机产业的三大逻辑4.1. 外部因素:百年未有之大变局下航空发动机不可或缺军事领域:不断上升的经济实力、国际地位需要相称的国防力量做支撑近期,中共中央政治局委员、中央外事工作委员会办公室主任杨洁篪,国务委员兼外 长王毅同美国国务卿布林肯等举行了中美高层战略对话。会上,双方围绕各自内外政策、 中美关系等问题进行了沟通。同时杨洁篪也就中国与美国对话的立场做了较为强硬的表 态:“你们从实力的地位出发同中国谈话。”可以看到,近些年来,随着中国经济的发展、GDP 的不断增长,中国在国际舞台上 的外交形象也愈发强势,这体现了中国对实现民族伟大复兴这一目标的付诸实施。一带一 路构想、中伊 25 年合作协议的签订等也都是侧面的佐证。但这个过程必将会招致美国等西方国家的全力压制。经济领域有中美贸易战、美国制 裁中国企业等矛盾争端。军事领域,美国战略重心重回亚洲,构建了美、日、澳、印的包 围圈围堵中国。可以预见的是,中国大国崛起的路必将会伴随着中美之间各领域摩擦的频 繁化、常态化。在这个战略风险增大、不确定性增强的状态下,国防实力的竞争将是所有 领域竞争的基础和支撑。中国要实现自己的战略目标,就必须要补齐现在的短板、构建与 想要达到的经济地位、政治地位相对等的国防实力。航空发动机作为我国国防军工领域、乃至整个中国高科技领域为数不多的短板之一, 必须要在未来三到五年内形成充分的战斗力、产业成熟度迈上一个崭新的台阶。这是国 家意志、民族发展的必然要求。经济领域:世界商用航空 ABC 格局的动力基础必须自主可控中国商飞 C919 大型客机,取中国商飞英文简称 COMAC 的首字母、同时也是中国 CHINA的首字母,更是寄予着中国大飞机产业打入世界市场、与空客(Airbus)波音(Boeing) 平起平坐、共享市场的愿望。截止目前,C919 已经拿下超过 1000 架的订单、价值超 3000 亿元人民币。对于上游各个环节市场规模的带动效应更是巨大。C919 所采用的发动机是 CFM 国际公司的 Leap-1C,2020 年 2 月 15 日,美 国计划阻止中国 C919 客机获得 LEAP 发动机。尽管随后特朗普表明不会断供,但 C919 的“主制造商-供应商”模式在美国认定中国崛起威胁国家安全、全力打压中国高科技发 展的情况下,未来依然可能会面临类似问题。因此,像航空发动机这样的关键性配件,必 须要自主可控,不自主、无以形成真正稳固的世界商用航空 ABC 格局。4.2. 内部因素:新航发、新型号,与时代的需要耦合共振坚持自主发展、多个型号技术突破,满足国家需要正当时当前以及接下来的一段时期,是建国以来航空发动机产业最黄金的时期之一。建国 之初,面对西方列强的核恐吓、国内经济技术条件的不足,战略性核威慑的建立是第一位 的,而选择了两弹一星就再选不了飞机发动机。随后改革开放,以经济建设为中心,国防 工业的发展多次为经济建设让路、航发产业研制经费紧缺。随后直到轰炸大使馆、南海撞 击等事件的发生,从国家层面开始对常规武器、战术武器提高重视,直到现在,大国博弈 对国防建设提出了更高的要求、也给了航空发动机产业更多的机会。但打铁还需自身硬,只有坚持独立自主、突破核心技术,研制出性能先进、满足国家 时代需求的产品,才能真正带来行业的大踏步式发展。所幸,随着中国航发集团的成立, 飞发脱离、发动机研制被赋予了更大的自主权,以四代大推力军发、长江-1000A 等为代 表的多个军民用型号被赋予了充分的支持,并在过去几年内纷纷获得了一些阶段性的成 果。可以说,中国航空发动机产业各类型先进在研发动机全面开花、瓜熟蒂落的日子不会 太远了,当下正是布局航空发动机产业的大好机会。小核心、大协作,军民融合、产业链中上游布满机会军民融合、“小核心、大协作”是我国当前国防科技行业的发展趋势。国防白皮书曾 经在介绍国防科技工业时指出,“中国加速推进军工企业体制机制转变,初步建立小核心、 大协作、寓军于民的国防科技工业新体系”。具体到航空发动机产业,除了整机集成环节作为航空发动机产业链条中的核心、由航 发集团完全掌控外,上游零组件制造、原材料、控制系统、下游发动机维修等近年来系统 外供应商、民营企业如雨后春笋,这些产业链中上游企业具有更高的营业毛利率、也都将 得益于航空发动机产业的迅速发展。在其中的原材料、叶片加工制造等重点领域可能存 在投资机会。4.3. 多方位改革举措未来可期改革领域存在央企混改股权激励、军品定价机制改革、优质资产证券化等多方位的 改革预期。我国国防军工领域的大型央企长期以来存在一定程度的效率低下,实施混改,一是可 以引入战略投资者,构建多元化股权结构为国企带来社会资本的资源和活力。二是通过员 工持股、股权激励,可以聚集人才,提高企业运行的效率和活力。此前,中航工业、航天 科技等多家军工大型央企已实施过多次股权激励,未来航空发动机领域也或许会有类似 举措。此外,实行已久、不利于激发企业活力的“成本加成”军品定价机制也在逐渐发生变 化,国防军工央企未来的利润率有望提升。军工研究院所等优质资产的证券化改革,随着 “新人新办法、老人老办法”等院所改制相关政策的实施及一些历史遗留问题的逐步解 决,优质资产注入上市公司未来可期。详见报告原文。(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)精选报告来源:【未来智库官网】。

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益普索&巨量引擎——2020汽车行业直播研究报告

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重生记

航空发动机行业深度报告:攻克大制造最后一个堡垒

如需报告请登录【未来智库】。1、航空发动机:工业之花,国之重器1.1 航空发动机研制难度极高航空发动机(aero-engine)为航空器提供飞行所需动力的发动机。按照构造,现代航空发动机主要分为三类:活塞式航空发动机,燃气涡轮发动机和冲压发动机。当前,绝大多数高速、大中型军民用飞机都采用燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机又可分为涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮桨扇发动机和涡轮轴发动机。在所有的涡轮发动机中,燃气发生器(又称核心机)是核心结构, 由压气机、燃烧室和高压涡轮组成,进入发动机的空气经过压缩、燃烧,可转化为机械功的高温高压燃气。燃气涡轮发动机的研制难度主要集中在核心机上。涡轮发动机的主要综合技术指标包括推重比(单位重力所产生的推力)和耗油率(单位推力每小时的燃油消耗量)等。二战结束以后,涡喷发动机逐渐取代活塞式发动机。从二战到今天,喷气式战斗机经历了四次更新换代,与之对应的燃气涡轮发动机也被划为四代。其中,第一代已全部退役;第二代在美、英全部退役,个别国家还在部分使用,第三代为世界各国现役主战机种,第四代航空发动机以美国的 F119 和欧洲的 EJ200 发动机为代表,推重比在 10 以上,F119 装备了 F-22 战斗机,EJ200 装备了“台风”战斗机。21 世纪初,第五代航空发动机出现,以美国的 F135 发动机和英、美联合研制的 F136 发动机为代表,推重比为 12~13,其中 F135 发动机装备在F-35 战斗机上。2010 年以后,依靠其强大的技术研发能力,美国已经开展第六代航空发动机的研发,预计推重比将达到 20 以上,已取得了阶段性成果,而第七代航空发动机也已开始预研。航空发动机是门槛极高、难度极大的高端制造业,由于其投入大、研制周期长,技术难度大等特点, 目前世界上仅有美、俄、英、法、中这 5 个大国能独立掌握大推力航空发动机的制造技术。全球航空发动机制造主要集中在欧美发达国家的公司,美国的通用(GE)和普惠(PW)、法国的斯耐克玛(Snecma)和英国的罗罗(RR)是目前全球最大四家航空发动机巨头,占据了世界民用市场80%以上的市场份额。1.2 我国发展航空发动机意义重大航空发动机战略意义重大,体现一国国力。航空发动机之所以被誉为“工业之花”,是因为其研制集中了现代工业最尖端的技术、最先进的工业成果,也是一国综合国力、工业基础和科技水平的集中体现。从国家战略安全的角度,我国一定要发展自主研制的国产航空发动机,补齐国防产业的短板。我国国防工业体系相对完备,是少有的媲美美国国防工业完整度的国家,而航空发动机就是我国国防产业的明显短板。在空军力量所起作用和制空权被空前重视的今天,我国逐步研发出了多款接近世界一流甚至世界领先的军用飞机,如歼-20 等,但是高性能航空发动机迟迟不能国产化,发动机发展的滞后一定程度上影响和制约了我军飞机的研制和交付进度。此外,从过去历史披露情况看,我军飞机等级事故中,发动机占比高,影响了我空军战斗力的形成, 发展高性能、高可靠和自主研发的国产航空发动机非常迫切。上世纪航空工业部质量司曾统计,1952 年至 1983 年,空军战机因产品设计和制造等质量问题共发生的等级事故中,发动机质量占48.3%,在一等事故中,发动机质量问题约占 38%。而外军的飞行事故中,由于航空发动机造成的事故仅占 4.5%。尽管这些年我国航空发动机发展较快,但由于起步较晚发动机质量问题一定程度上制约着我国军机战斗力的发挥。航空发动机牵涉专业众多,将带动很多相关产业的发展。航空发动机产业链很长,研制牵涉的领域极多,包括机械、材料、化工、能源、电子、信息等多个领域,对结构力学、材料学、气体动力学、工程热力学、转子动力学、流体力学、电子学、控制理论等学科都提出了极高的要求。因此,发展航空发动机产业也将带动很多相关产业的发展。从国内外经验看,航空发动机在非航空领域应用广泛。由于航空发动机在设计水平、材料、制造工艺、试验和使用方面技术先进,经验丰富,因此由航空发动机改装得到的燃气轮机(简称航改燃机),在非航空领域中得到了广泛的应用,如地面燃气轮机、舰船动力、航改燃机发电、天然气及燃气输送等。我国也在大庆、胜利、中原油田等地使用的航机改型的燃机机组已有 100 多台套,总装机容量 15 万千瓦,主要用于发电、注水、供热及气体处理工程上。同时,我国曾引进的美国普惠公司的 FT8 工业燃机就由 JT8D 涡扇发动机改装。据日本通产省分析,按产品单位重量创造的价值计算,假如船舶为 1,那么汽车为 9,电子计算机为 300,喷气客机为 800,航空发动机高达 1400。这充分说明航空发动机是当代高科技的结晶。2. 行业:航发研制形成核心体系,型谱完善逐步打开万亿市场2.1 现状:民机及主力军机对进口航发依赖度仍较高航空发动机的性能好坏直接影响飞机的性能、可靠性及经济性,是飞机的核心部件。我国的航空发动机产业,距离世界一流仍有一段距离,表现为民用几乎全部依赖进口,军用发动机部分主战机型依赖进口、国产发动机性能稳定性和寿命仍有提高空间。因此,当前我国航空发动机产业仍是处于需求空间非常广阔,国产/自主研发的供给无论在技术上还有数量上仍有不足的阶段,仍需重点关注供给端国产发动机的研发和批产进度以及未来释放的市场空间。我国在役的主力战机仍使用相当比例的俄制发动机。除去 J-8 等老旧的二代机型,J-10、J-11 以及最新的 J-15 和 J-16 是我国装备数量最多的战机,受限于我国过去航空发动机基础薄弱,三代机配套航发(ws-10 系列)由于在材料、工艺、数控等方面有各种各样的问题需要攻克,特别是稳定性问题,导致其批产进度慢于预期。在此背景下,我国一度大批量地从俄罗斯进口 AL-31F 系列发动机,根据 2011 年俄罗斯国防出口公司称,这些 AL-31F 系列发动机可能安装在对华出口的苏- 27、苏-30 战机,以及中国自行制造的歼-11B/BS、歼-15、歼-16 战机上。进口发动机除了数量限制,性能也成为我军装备瓶颈。有分析指出,我国的第四代主战机型 J-20 虽然凭借优异的气动设计和电子设备可与美俄同代机型同场竞技,但限于目前只能装备第三代发动机,其机动性能和超音速巡航性能受到约束。此外,之前也有媒体报道,由于禁运,武直-10 被迫放弃原计划配套的国外**6C 发动机,通过减重换装性能和功率较低的国产涡轴发动机。国产发动机供给不足也是制约我国军备出口的主要因素之一。K-8 教练机是近年来我国军用整机出口中极为成功的产品,该机型累计出口超过 300 架,占同类型机型贸易量的 70%左右,主要用户为埃及、巴基斯坦、委内瑞拉等第三世界国家。之后成飞的枭龙也意图续写 K-8 教练机的辉煌,凭借接近 F-16A/B 的机动性,出色的超视距空战能力,以及突出的性价比,该机型在巴基斯坦取得了不错的成绩。然而在开辟埃及和斯里兰卡等市场时受挫,原因之一就是枭龙使用的俄制 RD-93 发动机。在克里莫夫 RD-33/93 发动机的产能分配上,单发的枭龙面对双发的米格-29,再加上国家利益方面的考量,枭龙的发动机供给成为瓶颈。过去,我国航空自主研发由于资金和型号牵引等问题进展受限。我国航空发动机起步较晚,在研发能力方面,存在基础研究薄弱、技术储备不足、试验设施缺乏的问题;在上游配套方面,存在高端材料缺乏、零配件工艺落后的问题;在资金投入方面,存在重视程度不够、研制经费不足的问题; 在管理模式方面,存在研制体系落后的问题。此外,在飞发分离前,曾经长期以来,航发的研制基本都是由主机型号牵引,发动机技术和型号谱系的独立研制缺乏中长期规划和延续性,一旦型号下马或者进口解禁,对应航发的研制工作很可能半途而废了。这对于研发周期长、资金投入大、技术积累久、标准建立难的航发研制无疑是非常不利的。两机专项、飞发分离、航发成立为我国航空发动机产业的腾飞扫清了障碍、奠定了基础。两机专项从顶层将航空发动机和燃气轮机的发展确立为国家战略发展的重要方向,在政策面和资金面均给予了强有力的支撑;飞发分离破除了一直以来严重阻碍我国航发发展的型号牵引研制体系,使得发动机的研制完全独立;最后,通过对多家原从属于主机厂的航发企业进行整合,航发集团作为第十二大军工集团正式成立。我国的航空发动机产业格局从此焕然一新,步入正轨后的航发集团也即将迎来拐点。2.2 需求:军机更新换代+民机国产替代,航发市场规模超万亿2.2.1 存量更新换代+20 系列放量,军用航发中短期需求旺盛我国战斗机、运输机、直升机等数量和质量与美军差距明显,新机型换装和升级换代需求迫切。从数量上看,根据《World Airforce 2020》,2019年我国军用飞机总数为3210架,是美国的24.2%。从结构看,我国军用飞机二代及二代半飞机占比仍然较高,信息化程度高、综合战斗力强的新机型配备不足。以战斗机为例,美国的三代机占比84%,四代机占比16%。而我国二代机占比50%,三代机占比仅为美国数量的38%,四代机(J-20)目前仅少量列装。随着歼10/11、歼16等的加速列装,以及歼20、运20、中型通用直升机等我国新一代军用飞机的陆续批产,我国空军装备具备了换装的基础。我们认为接下来十年,是军用飞机换装的稳定期,也是我国航空发动机产业发展的加速期。除了军机加速列装的增量市场外,国内航空发动机市场还存量维修换装市场。在强化实战化军事训练的背景下,要实现把技术优势转变为能力优势和作战优势的目标,部队演习和训练强度将大幅提升,假设未来单机的年平均飞行小时数为 200 小时,批产发动机的大修周期为 1000 小时,全寿命为 2000 小时。则在 2025 年之前,增量机型将大修 1 次发动机,存量机型将更新 0.5 次发动机并大修 1 次发动机。假设每购置三台新发动机需同时配备一台备用发动机,同时存量发动机的大修价格为新机的 30%。2020~2025 年我国军用航空发动机市场规模合计约为 1952 亿元,平均每年 325 亿元。假设 2025 年我国军机数量达到美国现有的一半, 同时考虑到备发及存量机型维修和换新需求, 预计2020~2025 年我国军用航空发动机市场规模合计约为 1952 亿元。其中战斗机航空发动机(涡扇及少量涡喷发动机)的市场空间约为 1193 亿元;直升机航空发动机(涡轴发动机)的市场空间约为395 亿元;运输机/轰炸机(大涵道比涡扇及涡浆发动机)的市场空间约为 306 亿元;教练机(涡喷和少量涡浆发动机)的市场空间约为 58 亿元。此外,随着国家对军用舰船动力性能要求的提高,舰船燃气轮机市场空间同样非常巨大。QC185、QC70 等航改燃气轮机技术成熟性能优秀, 两者可分别用于驱逐舰和气垫船。根据《关于QC280/QD280 燃气轮机生产能力建设项目竣工验收的批复》显示,QC280 已经开始批产,可配备海军大型驱逐舰。按照我军舰艇近期装备速度以及现役舰艇数量,舰船燃气轮机的新装机增量市场和维修更新存量市场均存在较大需求。2.2.2 民航客机国产化,奠定长期大规模航发需求根据《中国商飞 2019-2038 年民用飞机市场预测年报》,未来 20 年中国航空市场预计将接收 50座以上客机 9205 架,对应发动机市场空间 2.54 万亿元,平均每年约 1272 亿元。其中,50 座级以上涡扇支线客机交付 958 架,120 座级以上单通道喷气客机交付 6119 架,250 座级以上双通道喷气客机交付 2128 架。机队年均增长率为 5.2%,旅客周转量年均增长率为 6%。到 2038 年,中国的旅客周转量将达到 4.08 万亿公里,占全球的 21%。中国机队规模将达到 10344 架。若考虑全球市场,未来 20 年预计将有 45459 架新机交付,对应发动价值约 11.87 万亿元,平均每年 5934亿元。此外,随着国内清洁能源市场的快速发展,航改燃气轮机市场空间同样非常巨大。航空发动机在设计水平、材料、制造工艺、试验和使用方面技术先进,经验丰富,因此航改燃气轮机在非航空领域中得到了广泛的应用,在整个航空动力行业中,航改燃机所占的比重不断增大。在 052、055 等舰艇中已广泛使用航改舰用燃气轮机,包括 QC280、QD70 等型号产品。此外,凭借体积小、重量轻、使用方便等优势,目前几乎所有的海洋石油、天然气钻探、开采平台均采用航改燃机作为动力源。2.3 供给:行业边际好转,重要突破即将实现国家层面高度重视航空发动机和燃气轮机的国产化问题,成立航发集团、出台两机专项,重点解决领域内关键问题,大力扶持产业发展。从整机制造到零部件配套到上游高端材料,整个行业已经历了 60 多年的经验积累,相继克服了各种困难和挫折,产业的大制造业基础愈加成熟。最近,在政策和资金的大力扶持下,整个产业经历重组整合,加强研发扩建产能,进入了高速发展期。各型装备的研制工作根据整机的配套需求正有序展开,不少项目已经取得重要突破,行业边际显著好转。2.3.1 研制进展:自主研制增多,谱系逐渐完善60 多年来,我国航空发动机的发展,走过了一条从修理到仿制,从改进到自研的过程。从 1951 年成立航空工业局以来,我国的航发产业经历了“维护修理、测绘仿制、改进改型、自主研制”四个发展阶段,从无到有,从小到大,由弱变强,目前正处于从“测绘仿制向自主研制”的转变过程中。我国航空动力行业已经走过了三个发展思路迥异、特色鲜明的成长阶段。第一个阶段(1950 年到 1965 年前后):依赖苏联技术,进行仿制生产。这个阶段我国以仿制苏联航空发动机为主,其核心是批量生产。由于前苏联能够提供给我国航空发动机设计和工艺全套资料,我国当时只需按部就班的组织批量生产线,大干快上增加产能。在此期间,我国一直在生产和使用两个阶段反复,形成了其他国家少见的“试制-技术鉴定-批量生产-使用-维修-改进”的“大生产模式”。15 年中,我国先后仿制了苏联的 BK-1F、Pд-9Б、Р11Ф-300、等多型发动机,相对应的国产型号是涡喷-5、涡喷-6、涡喷-7 等国产发动机。第二个阶段(1966 年~1990 年前后):从仿制逐步走向自主研制。涡喷 7 甲改型工程开始进行到1990 年新一代核心机预研计划开始,我国航空动力行业开始摆脱外援的扶助追求自主,逐步开始自主研制。除涡扇 9 是国产化斯贝发动机外,基本上所有主力军用喷气发动机都摆脱了国外现成型号的单纯仿制。1965 年,为配合我国首架自主研制的主力战斗机型歼 8,我国开始进行涡喷 7 甲发动机研制,是我国是第一个完整走完设计、试制、零部件加工及整机地面调试、高空模拟实验到最后试飞定型的发动机型号。该时期,我国自行设计了涡喷 13 发动机,获得国家科技进步一等奖,并仿制英国罗罗公司的斯贝 MK202 制造出涡扇 9 发动机。第三阶段(1990 年~至今):1990 年我国开始了新一代核心机预研计划,代表我国航空发动机构建核心机体系的整体发展思路的逐步形成,标志着我国航空发动机科研系统逐步步入成熟。2002 年,我国自行设计研制的涡喷 14 发动机(昆仑)设计定型;2005 年,我国自主研制的第三代大推力涡扇 10 发动机通过设计定型,这两种发动机的研制成功标志着我国在核心机上取得巨大突破,并使我国成为能自主研制航空发动机的少数国家之一。我国现在在自主研制逐步向核心体系研发过渡的第三阶段,从涡喷-14(昆仑发动机)开始,到斯贝国产型号涡扇-9(秦岭发动机),到逐渐成熟的涡扇-10(太行发动机)和在研的涡扇-15 发动机,特别是 90 年代以来,我国航空发动机开始集中突破。昆仑发动机是我国第一台走完自行设计、试制、试验、试飞全过程的航空发动机,具有完全的“自主知识产权”,其所使用的技术 材料 工艺等完全立足国内。它的研制成功使我国成为继美、俄、英、法之后世界上第五个能够独立研制航空发动机的国家。“昆仑”于 1984 年立项,试飞时间长达 8 年,2002 年最终设计定型,研制周期长达 18 年。秦岭发动机是斯贝发动机的全国产化+改进版本,属于中等推力涡轮风扇发动机。70 年代,我国从英国罗罗公司引进了“斯贝”发动机,与当时国内的涡喷发动机相比,具有推力大、耗油低、可维护性好、使用寿命长的特点。1976 年开始,西安航空发动机厂负责仿制“斯贝”发动机,引进了一大批性能先进的生产加工设备,先后攻克多项关键技术。随着“飞豹”发动机的大批量生产,20 世纪 90 年代“斯贝”国产化进入了全新的阶段。2002 年,安装国产“秦岭”发动机的“飞豹”成功首飞。2003 年 7 月,“秦岭”发动机国产化工程正式通过国家的技术鉴定,宣告成功,填补了我国国产化涡扇发动机的空白。通过全面国产化“斯贝”,我国第一次系统接触西方先进涡扇发动机,掌握了大量以往没有接触过的先进工艺和技术,是的国内航空动力行业冶金、材料、化工、机械等方面的技术水平都得到相应的提高。太行发动机:国内首次完整走完现代航空发动机研制流程的涡扇发动机型号。1987 年,太行发动机进入验证机研制,1993 年完成验证机,1997 年进入发动机与型号匹配阶段;2000 年进行高空试车,2002 年在苏-27 试飞平台首飞;2002~2003 年开始试装歼 10 战机进行试飞。2006 年,涡扇 10 发动机成熟定型。据航空工业 2015 年社会责任报告披露,“太行”发动机已批量装备部队, 我国已具备自主研发第三代大推力发动机的能力。中美航空发动机差距 30 年左右,回溯美国航空发动机发展史,F100 为作为 F15 和 F16 的配套发动机在美国航发发展历史上拥有划时代性地位,在 1970 年立项时,F100 已经有研究了 10 年的JTF22 核心机做基础,而后在 1974 年交付空军以后,连续十余年间因为可靠性问题,一度使美军F15/F16 面临停飞的风险,经过大量的改进以及整机试验,一直到 1986 年才逐渐达到可靠性要求, 也奠定了接下来几十年稳固的市场地位。作为美国涡扇发动机奠基性型号,F100 完善了整个美国航空发动机设计适航体系,为下两代发动机研发打下基础。俄罗斯出口中国最多的发动机为 AL-31F,为我国现在主力战斗机主要发动机配型。AL-31F 脱胎于AL-21 系列和 AL-7 系列发动机,在 AL-31F 定型前的十年内总试验时数达到 22900 小时,台架试车时数 16625 小时,飞行试验时数 6275 小时,85 年定型时首次翻修寿命只有 50 个小时,九十年代初 AL-31F 的首次翻修寿命达到 300 小时才逐步走向成熟,AL-31 对于整个俄式航空发动机体系的重要性不言而喻,到今天首次翻修寿命已经能达到 1000 小时,仍然为中俄主力战机最得力的动力装备.从 F100 到 AL-31F,从起初设计到完善皆历经 30-40 年左右,由此可见,8 推重比级涡扇是航发研制中的一道坎,同时在交付之后也需要连续的资金投入与实验改进。我国当前处在调整改进期的涡扇 10 与 F100 和 AL-31F 是同推力的,同样也必须遵循这一技术开发规律。涡扇 10 的成功研制在我国航空发动机发展史上有着里程碑的意义,标志着我国在自主研发航空发动机道路上实现大跨越,同时将激活航空发动机稳定持续的市场空间。我国涡扇 10 从 2010 年左右开始交付批量列装,经过不断改善,从近几年数量来看,涡扇 10 可靠性已经明显改善,不存在大的设计缺陷,未来的方向是减少寿命期费用,强调可靠性和维修性,进一步改善燃烧室、涡轮叶片的结构可靠性、耐久性和维修性。涡扇 10 的走向成熟将对今后我国航空发动机事业跨越式发展打下基础,大大缩短我国航空发动机研制周期。尽管和世界巨头仍差距较大,但我国航发工业已建立起比较完整的研发和生产体系,在型号完善和自主研发方面不断取得进步。目前我国已具备涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞全谱系航空发动机的生产制造能力。在生产上已具有相当大的规模;在试验方面,建成了亚洲第一的高空台及其它研究试验设备;形成了一支具有相当水平的预先研究、设计研制和使用发展的技术队伍。2.3.2 组织结构:飞发分离,航发集团成立航空发动机随飞机型号牵引,曾长期制约我国航空动力产业的发展。过去,我国航发产业采用航空发动机企业与飞机企业共同组成航空工业部企业。研制顺序上飞机型号在先、发动机在后,发动机企业在航空工业里往往处于从属地位。这一体制在我国航空工业发展初期,可以用较少的资源实现了发动机型号的发展,减少发动机资源闲置的情况。但是,随着我国航空工业的发展,“飞机型号牵引”的弊端逐渐显现,制约着我国航发产业的发展。因为动力作为飞机的配套系统,发动机型号立项后,才能开始各项关键技术的攻关;而一旦飞机型号下马了,发动机型号不管进展如何都要随之下马,从而给发动机企业造成了很大的机会风险。回顾我国航空发动机研制史,随飞机下马例子比比皆是。喷发 1A、涡扇 5、涡扇 6 都是已经完成设计,开始试制、试车甚至升空试飞过的发动机型号,但由于部队对飞机需求调整,这些型号都没能完成研制投入生产。没有型号研制需求,就不进行航空发动机科研,是导致我国航空发动机研制周期长、风险大,基础薄的重要原因之一.“飞发分离“是国际和行业发展的规律。从二战以来直到今天,由于高度复杂、深度分工、高度独立的特点,大多数国家的飞机主机企业,不论规模多大,都很少在生产飞机的同时生产航空发动机, 尤其是涡轮发动机。航发企业和主机企业之间上下游分离成为全球范围内航空先进国家的普遍现象。其原因在于,发动机与飞机主机虽然需要紧密配合才能形成最终产品,但发动机与飞机在产品特性上差别巨大、研制规律迥异。航发的技术指标相对统一,而飞机根据任务需求往往会产生多样化的技术指标,基于同一种核心机的航发往往会在多型号飞行器上配套。因此发动机与飞机的垂直一体化不利于规模效益,也容易导致进度不一带来的项目困境。航发集团挂牌成立,整合资源,从体制上实现“飞发分离“。2016 年 8 月,中国航空发动机集团在北京挂牌成立,正式成为国内第十二家军工集团。自此,我国的航空发动机产业不再从属于航空工业,走型号牵引的老路子,真正从体制上实现”飞发分离“。新成立的中国航发集中力量专注再发动机设计、制造、试验、相关材料研制等方面,更加关注航空发动机相关的基础研究和预先研究, 将逐步建立中国航空动力研制和生产的完整产业链,提升我国航空发动机整体水平,立足自主创新解决中国航空动力。2.3.3 资金投入:两机专项启动,千亿资金支持我国在航空发动机领域的资金投入一直不足。美、英、法的航空发动机年均科研投资分别为 30 亿、10 亿和 9 亿美元。美国仅第五代综合高性能涡轮发动机技术(IHPTET)一项预研计划就持续 17年总投资 50 亿美元,根据《中国经营报》2015 年报道,该数额相当于我国 20 年发动机预研总投入的 6 倍。随着该计划进入后继工程 VAATE 计划,完成从实验室到工厂的技术转换和革新。其目标是 2017 年要比 2000 年的基线发动机成增加十倍可承受涡轮推进系统的能力。相对而言,我国对航空发动机的投入不仅总额比较少,而且相互分散,大大降低了中国航空发动机的发展能力。重大专项关乎国家发展战略,意义重大。国家科技重大专项来源于《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》,是为了实现国家目标,通过资源整合和核心技术突破,在一定时限内完成重大战略产品、关键共性技术和重大工程,是关乎国家战略的重点任务。16 个重大专项的实施时间为 2006-2020 年,根据发展需求和基础条件逐项论证启动,分步实施。截止 2010 年底,民口重大专项涉及中央财政经费近 500 亿元,带动地方、企业和社会投入约 1000 亿元。“十三五“期间,两机重大专项全面启动,大力加强政策和资金面的支持。2016 年 11 月,工信部部长苗圩在全国工业和信息化创新大会上介绍,“十三五”期间,我国将以组织实施重大科技专项为抓手,持续推进高端装备制造业的发展,全面启动实施航空发动机和燃气轮机重大专项。航空发动机专项方面,将重点聚焦涡扇、涡喷发动机领域,同时兼顾有一定市场需求的涡轴、涡桨和活塞发动机领域,主要研发大涵道比大型涡扇发动机、中小型涡扇/涡喷射发动机、中大功率涡轴发动机等重点产品;燃气轮机专项的主要目标为,2020 年实现F 级 300MW 燃机自主研制,2030 年实现 H 级 400MW 燃机自主研制。预计两机专项的直接投入在千亿量级,带动地方、企业和社会投入约 2000 亿元。在产业整合+重大专项扶持下,我国发动机产业的发展从制度、政策、资金等各方面都扫清了障碍,成功进入高速成长通道。2.3.4 材料和制造技术:为航发腾飞保驾护航先进的材料和制造技术是发动机制造业快速成长的有力支撑。在航空发动机研制过程中,设计是主导,材料是基础,制造是保障,试验是关键。据预测,新材料、新工艺和新结构对推重比 12~15 一级发动机的贡献率将达到 50% 以上,从未来发展来看,甚至可占约 2/3。因此,先进的材料和制造技术保证了新材料构件及新型结构的实现,使发动机质量不断减轻,发动机的效率、使用寿命、稳定性和可靠性不断提高,可以说没有先进的材料和制造技术就没有更先进的航空发动机。(一)材料技术航空发动机使用的原材料主要是高温合金、钛合金,两者价值占比分别在 35%、30%左右。高温合金涉及的主要金属材料是镍、钴金属,钛合金主要是钛。发动机应用的其他材料还包括铝合金、钢等。高温合金技术壁垒非常高,全球范围能够生产航空高温合金的企业不超过 50 家,主要集中在美、俄、英、法、德、日和中国,美国在高温合金研发应用方面一直处于世界领先地位,年产量约 5 万吨。航空发动机的涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室、加力燃烧室及部分紧固件采用到了高温合金。从 20 世纪 90 年代中至今,我国高温合金发展迅速,应用和开发了一批新工艺,研制和生产了一系列如GH698、GH4169 等高性能、高档次的新合金,并有望在不远的将来解决冶炼设备技术状态不稳定、冶炼工艺路线不合理或技术参数控制不精准等问题.世纪 60 年代以后, 钛合金在发动机上的用量逐渐增加,主要用于风扇叶片、压气机叶片、盘 、轴和机匣等中低温部件。钛合金具有比重轻、比强度高、耐蚀性好等特点,是航空发动机减重比较理想的选材。目前钛合金使用温度是 600℃以下,当温度超过 600℃时,多采用钛基金属间化合物、钛基复合材料等满足使用功能的材料来替代。钛基金属间化合物包括 TiAl 合金、Ti3Al 合金和Ti2AlNb 合金。2016 年 6 月,南京理工大学陈光教授团队的研究成果在材料性能上实现了新的大幅度跨越,所制备的 PST TiAl 单晶合金在 900℃时的拉伸屈服强度为 637MPa,并具有优异的抗蠕变性能,其最小蠕变速率和持久寿命均优于已经成功应用于 GEnx 发动机的 4822 合金 1~2 个数量级,有望将目前 TiAl 合金的使用温度从 650~750℃提高到 900℃以上。材料技术的进步对整个航空发动机产业意义巨大,随着国家层面对航空发动机材料与制造技术发展的大力支持,近年来我国在新型材料的研制与制造技术上取得多方面进展。例如,北京航空航天大学在发动机涡轮叶片热障涂层技术上取得了重大突破,航材院目前已经在粉末高温合金、单晶高温合金等方面取得阶段性进展。(二)制造技术近 30 年来,我国发动机主要制造厂商不断深入发展数字化制造技术的研究和应用,在发动机关键零件的工艺设计、工装设计、数控加工中取得了明显的效果。例如,整体叶盘制造技术,通过将传统结构的叶片和轮盘设计成整体结构,省去传统结构的连接方式采用的榫头、榫槽和锁紧装置,结构重量轻、零件数量减少,避免了榫头的气流损失,使发动机整体结构大为简化,推重比和可靠性明显提高。另外,整体叶环制造技术、小叶片转子制造技术、发动机机匣制造技术等关键技术都得到了显著突破。空心叶片制造的关键技术已经突破,并进入应用阶段,涡轮叶片定向凝固和单晶精铸的关键工艺已经突破,并在新机研制中得到应用和验证。多年来我国航空发动机制造企业将数字化生产线建设作为企业信息化重点,并初见成效,改变了传统的生产制造模式,有力保障了科研/批产型号任务的交付。航发动力着力提升制造技术,针对重点领域和专业,建立材料工程应用、精密铸造、高效切削与精密加工、特种工艺、精密成型和焊接、表面涂层、增材制造(3D 打印)及深度修复、智能制造等 10 个重点实验进行研究。2.4 研发批产有序推进,多款重点型号放量在即以“太行”为代表的国产发动机逐渐成熟,逐步替代进口发动机。我国军用不少在役飞机上使用从 俄罗斯等国进口的发动机,国产发动机曾因稳定性、可靠性等问题暂时不能实现国产替代。随着以太行发动机为代表的国产发动机逐渐成熟,我国国产发动机的研发和生产水平已取得了长足的进步。据航空工业 2015 年社会责任报告披露,“太行”发动机已批量装备部队,我国已具备自主研发第三代大推力发动机的能力。在我国军机数不断攀升的背景下,2015 年来军用航空发动机进口额持续下降,可从侧面说明国产航发进步较快,逐渐堪当重任。由于我国第三代航发交付后的稳定性问题,在 2009 年之后我国持续大批量地采购了俄罗斯的 AL-31F 系列发动机,在 2014 年进口额一度达到了 4.7 亿美元。但我国并没有放弃第三代发动机的研制工作,而是在之后的几年里迎难而上,攻坚克难,大力推进型号的改进工作。近年来,随着高温合金整体机匣的精铸、高温合金涡轮叶片再制造、粉末冶金涡轮盘再造等等关键技术的攻克,我国第三代航发在稳定性、使用寿命和成本控制等方面已取得了长足的进步,逐步进入了产能扩张阶段。在我国空军大力发展,军用飞机数量不断提升的同时,2015 年起我国发动机进口额的持续下降,也从侧面佐证了我国的国产第三代航发已堪重任。多款重点型号发动机处于生产定型阶段,进展顺利。发动机的研制工作大概可以分为 4 个阶段, 分别是立项、工程研制、设计定型和生产定型。立项阶段主要指确定发动机设计指标并确定完成指标的方法;工程研制主要指进行计算和试验;设计定型主要指开展定型试验和试飞;生产定型主要指小批量使用和可生产性评估。对于有大批量需求的主战机型的配套发动机,在小批量交付后还要持续跟踪和改进直到符合部队要求后再开始批量生产。整理公开信息可以发现目前多款重点型号发动机进展顺利,为国产发动机逐步替代进口产品和行业中长期发展奠定基础.从短期看,三代机(“太行”WS-10)以及直-20(对应 WZ-10)的批产。目前我军正处于新老机交替的关键时期,面临大量二代机退役,三代机服役:不仅 J-10 和 J-11 仍在批产,J-15 和 J-16 也带来了新的发动机需求量。从需求端看,近年来我军以 J10B、J15、J16、J10C 为代表的三代半战斗机陆续交付,与此同时沈阳黎明航空发动机公司的营收和业绩也提升了一个台阶,上述事项侧面证明了我国的三代机航发已趋于成熟,为批量列装做好了准备。从供应端看,近年来,主要承担太行发动机业务的黎明公司营收增长较快,未来受益于战斗机的更新换代,三代机乃至三代半和四代的需求量增加,配套的太行发动机将继续保持较快的增长。Z-20 是未来陆航部队最主要的通用直升机,根据美军黑鹰在直升机中占比推算,预计这款新型通用型直升机的占比也将接近 50%,另外参照美国同类直升机的发展路径还有潜力衍生出优秀的舰载机服役海军部队。仅从三代机/三代半/四代战斗机和 10 吨级通用直升机带来的来看,WS-10 和WZ-10 分别有望成为未来 5 年到 10 年内我国军用需求量最大涡扇和涡轴发动机。WS-10 系列及改型和 WZ-10 的技术条件已经成熟,型号放量在即。俄罗斯 2017 年全球采购清单的统计结果显示,中国长期引进的 AL-31F 发动机首次在清单中消失不见,这很有可能意味着困扰我国“太行”发动机已久的稳定性问题很可能已经得到有效的解决,而其寿命问题在掌握了粉末冶金涡轮盘等技术后也得到了长足的进步,2018 年主机厂航发动力计划使用募集资金 1.8 亿元建设三代中等推力航空发动机生产线,型号有望放量在即。此外,19 年底直-20 相继在国庆阅兵和天津直播会亮相,说明该机型配套的发动机已经成熟,有望进入批量上量阶段。中期看运-20 换装国产大涵道比涡扇发动机(对应 WS-18、WS-20)。WS-18 是俄罗斯 D-30 的国产替代方案,而 WS-20 则是 WS-18 的“升级款”,在涵道比和推重比等性能上均有一定程度的提升,两者主要用于配套运-20 和轰-6 系列,在增量市场和存量市场均有较大的需求空间。2018 年初,有新闻报道WS-18 已装配于运-20 试飞,猜测目前正处于生产定型阶段。2019 年 3 月,歼轰7A 及运-20 大型运输机总设计师唐长红在采访中表示“运-20”已经正式批量生产、年内将换装国产发动机。四代机逐步放量 ,有望成为航发中长期需求的基石。从需求端看,批量列装的四代机目前只有歼-20 一款产品,该机型于 11 年首飞 18 年正式交付,近年来在航展、阅兵等活动中频频亮相,未来有望成为我军装备的主力机型之一。另一款四代机 FC-31 虽暂未列装,但在中航技官网已有产品展示并在珠海航展中有过数次亮相。短期内四代机可能无法成为我军装配主力,但参考美国装备F22 及 F35 的经验,随着各方面条件的成熟,四代机有望成为我国军用航发中长期需求的基石。3、发动机产业链价值拆分航空发动机全寿命周期要经历研发、采购、使用维护三个阶段。研发阶段又分为设计、试验、发动机制造、管理等环节。在全寿命周期中,研发、采购、维护的比例分别为 10%、40%、50%左右。使用维护阶段的费用占比最高。该阶段又分为更新零部件、维修服务两部分。由于研发阶段主要由606 所、624 所、608 所和 649 所等承担,整个研发阶段的费用在发动机全生命周期的费用占比较低,占比较高和上市公司关系较紧密的主要涉及到整机制造和使用维护阶段,因此对航发产业链的费用/成本拆分主要集中在这两个方面进行分析(当然这一拆分我们认为应该是基于欧美的成熟发动机产业,国内由于批产数量相对较低,数据应该也略有不同)。从上表我们可以看到,发动机全生命周期中,使用维护阶段的费用几乎占了一半。从相关的罗罗公司(Rolls-Royce)的研究中,我们也可以发现,无论是军用航空还是民用航空,其售后收入(主要是维护、修理)的占比在 55%左右。2008~2018 年,对罗罗公司来说,无论是军用航空业务还是民用航空业务,我们都发现,其新机制造的营收波动很大,而售后业务的营收波动较小。从 2013 年开始,罗罗公司的军航新机营收大幅下滑,对此,罗罗公司给出的解释是“多国军方需求减少,特别是北美和欧洲军方削减开支”。罗罗公司军航新机营收下滑的趋势和美军军费削减的趋势大致相同。罗罗公司的民航新机营收也 在同一时间出现了下降,不过下降速度、下降幅度要比军航缓和一些。造成新机营收大幅下降的原因是宏观经济形势,以及由宏观经济波动带来的政治、财政、企业盈利能力等变化。这些变化会大大影响军方以及航空公司对新机的购买意愿。而发动机售后维修业务是和飞机存量相关的,因此受到宏观经济冲击小、风险相对较小。考虑到新机、售后业务营收占比分别在 45%、55%左右,比重更大、风险更小的售后维修业务稳定性和持续性更好。我国维修占比较低,未来提升空间大。由于我国空军仍在加速建设期,叠加发动机国产化率不足,目前对采购新发动机的需求还比较旺盛。我国发动机相关公司中,售后业务(维修)在总营收的占比还比较低,与罗罗公司的 55%~60%仍有不小的差距。随着我国国产发动机逐步成熟,谱系补充完整,维修占比将不断提升,成为未来航发行业营收的中坚力量。3.1 整机制造部分从发动机全寿命流程看,主要包含研发设计、整机制造、整机实验、维护修理 4 个阶段。国外发动机产业由于存量较高,每年维护维修的产值占比非常高。国内由于几款新型主流军用发动机完成定型不久,进入产量爬坡期,因此新生产发动机的产值依然占据较高的比重,维护维修占比相对较低。从发动机整机制造环节看,主要包括控制系统和机体零部件两大部分。零部件又可划分为常温部件和热端部件两大类,前者包括短仓、风扇、燃油系统、前级压气机叶片/叶盘/机匣等;后者主要包括燃烧室、后级压气机叶片/叶盘/机匣,涡轮叶片/叶盘/机匣等。1)发动机占飞机价值的 25%左右航空发动机是飞机的"心脏",是飞机性能的主要决定者,是各大航空公司核心研发创新的对象,一般来说航空发动机的制造成本占整机制造的 25%左右。对于不同的机种,航空发动机在飞机出厂单价中的比例差别很大。20 世纪 70 年代,美国典型的运输机和战斗机的成本中,发动机分别占21%和 31%,而在 E-3A 预警机的成本构成中发动机只占 8.6%,电子设备占 43%以上。根据美国兰德公司发动机问题专家 Nelson 估计,对战斗机来说,发动机占飞机出厂单价的 1/4 左右。2)航空发动机部件价值拆分航空发动机制造商根据部件分配任务,因此有必要对部件价值进行拆分。一般而言,无论战斗机、或运输机用发动机,"高、低压涡轮"的价值占比都最高,而其他部件则有明显区别。不同功能部件价值:对于战斗机发动机,其外涵道很小,有加力燃烧室,因此,风扇、外机匣的价值占比较低,但加力燃烧室、控制系统占比高;对于运输机发动机(客运、货运、军用),外涵道大,无加力燃烧室, 因此,风扇、外机匣的价值占比高,控制系统占比较低;直升机发动机中,控制系统、减速机构的占比较高。按结构类似方式价值拆分另一种价值拆分模式不是根据"功能部件"的方式进行拆分,而是根据"结构类似"的方式进行拆分, 这种拆分方式与实际生产分工模式更接近。3)航空发动机制造成本拆分航空发动机制造成本(不含控制系统)主要由两部分组成:"原材料成本"、"劳动力成本",分别占比在 40%-60%,25%-35%。航空发动机使用的原材料主要是高温合金、钛合金,两者价值占比分别在 35%、30%左右。高温合金涉及的主要材料是镍、钴金属,钛合金主要是钛。发动机应用的其他材料还包括铝合金、钢等。3.2 维护维修部分从美国经验看,航空发动机越先进,维护维修的成本越高。以美国 1950s-1970s 年间的三种航发为例,从涡喷到二代发动机到三代发动机,航空发动机的全生命周期开销中,“仓库维护成本(DEPOT)”和“安装成本(INSTAL)”增加的最快,并且在全生命周期开销中的占比也增长迅速,而其他成本增长较为温和。J79 是军用涡喷发动机,由 GE 公司生产,是 1950s 年代的产物, 现已停产,现有装备最多服役到 2020 年,用于装配 F-4 战斗机、F-104 战斗机、B-58 轰炸机等。属于第二代发动机,对应我国涡喷-7(1951-1965 年)、涡喷-13(1977-1999 年),对应战斗机为歼-7、歼-8。TF30 是涡扇发动机,属于第二代航空发动机,由 PW 公司生产是 1960s 年代的产物,推重比在 5 左右,配属 F-14 战斗机(早期版本)、F-111B 战斗机。可靠性较差,F-14 战斗机早先使用 TF30,后来改换 F110 发动机。F100 推重比在 7.2-7.9 左右,都属于第三代发动机, 和我国的涡扇-10 属于同代发动机。航空发动机维护成本占比高,绝大部分的维修成本来自于少量零件。从民航数据看,根据 2011 年对 40 家航空公司的调查,发动机在直接维护成本中占最大的一部分——41%。另一项研究估计, 维护成本占航空公司运营成本的 10%至 15%;35%至 40%的维护成本与发动机有关,材料成本占发动机相关维护成本的 60%至 70%。此外,虽然发动机有数千个零件,但大部分材料成本都是由少数几个零部件所产生的。根据 PW 公司的数据,CFM56-3 维修的材料成本的 90%是由 2%的零件产生的。同样从军航数据看,巨大的航空发动机售后市场中,一半费用(51%)用于购置新的零备件航材,发动机大修(不含航材)和零部件修理占 22%(其中零件修理费用达 9%以上),航线维修占10%,租赁备发费占 5%,外场更换周转件占 9%,发动机管理占 3%。在修理的发动机零部件中,热端部件是其重点,它占整台发动机大修费用的 70%以上。所谓热端部件,是指高、低压涡轮组件和燃烧室,它占整台发动机大修费用的 70%以上。在大修费用中,大部分花在购买更换的新零部件。3.3 发动机维修中的主要零部件及对应公司在维修费用中,个别零部件的价值占比很高,我们将航空发动机与维修相关的主要零部件的原料、生产工艺以及对应公司做一详细梳理.从材料看:l 高温合金是航发中应用比例最高的(40%),是决定发动机性能的核心材料。包括铸造高温合金、变形高温合金和新型高温合金,其中铸造高温合金和新型高温合金的应用占比在逐渐扩大。高温合金的应用部位涵盖了所有的高温高压区域,并且高压涡轮、燃烧室等工况最恶劣的区域对于高性能单晶、定向合金有非常迫切的需求。国内在高温合金母合金领域实力较为强劲的企业包括航材院、中科院金属所和钢研高纳。而难度相对较低的普通铸造高温合金、变形高温合金领域抚顺特钢、长城特钢、宝钢特钢等企业也具备供应实力。l 钛合金是航发中应用比例次高的(25%),具有优异的轻质高强特性,适合作为非热端结构件使用。包括板、带、管、棒、线、粉末等多种型材,应用最多的部位主要包括机匣、安装节、叶盘及低压区叶片等,一般粉末材料多用于叶盘的冶金制造,棒材多用于叶片的制造。国内在钛合金领域实力较为强劲的企业包括宝钛股份、西部材料、西部超导等公司。l 特种钢在航发中应用比例相对较低(20%),用途集中于高速耐磨部件领域。特种钢的主要应用部位是轴承、齿轮、紧固件,轴承作为发动机最主要的损耗件,对材料在高温高速环境下的耐摩、耐疲劳性能有极高的要求,是决定发动机大修期限重要因素之一。目前国内在航空发动机轴承领域实力较为强劲的公司包括抚顺特钢、永兴材料等。l 纤维增强复合材料作为新一代材料,性能优质突出,目前已形成小批量应用。在航发中的应用逐步提升,可以为发动机燃烧温度提升、重量降低、可修复等性能带来有效的提升。目前已实现批量应用的包括用于风扇叶片的碳纤维增强树脂基复合材料(光威复材、中航复材), 用于热端部件的陶瓷基复合材料(火炬电子、航材院)等。随着发动机性能的进一步增强,新型材料的应用比例有望持续提升。从工艺看:l 锻造制件性能好,但不适合制造复杂结构,且生产成本相对高。锻造是最早的发动机零部件制备工艺,在产品稳定性、缺陷率、强度和耐温性能等方面都具备比较优势,但也存在复杂结构件制造困难的缺陷。目前压气机叶片、叶盘、外环、燃烧室、机匣等部位仍多以锻造为主,但随着发动机零部件复杂程度提升,在个别部位铸造和粉末冶金工艺正逐步取代锻造。锻造领域实力较为强劲的公司包括中航重机、钢研高纳、航宇科技等。l 铸造是目前主要的热端部件制造工艺,具有适合复杂结构高精度制备、成本相对较低的优势。过往铸件在性能上略不及锻件,但随着精铸、定向、单晶等技术的成熟,高温合金铸件性能已经有了飞跃式的提升。随着发动机性能的提升,涡轮叶片为提高散热、降低质量,目前多为复杂的空心结构,在工艺上只能通过铸造来实现。国内铸造领域实力较为强劲的公司包括应流股份、航发动力、中航重机、江苏永瀚等。l 粉末冶金/3D 打印在航发中的使用率正快速提升。粉末冶金主要替代精锻技术用于制备叶盘,是继非真空熔炼和真空熔炼后的新一代涡轮盘材料,当前世界上大多数先进航发均采用了粉末冶金涡轮盘。国内具备粉末冶金制造能力的企业主要包括航材院、钢研高纳等。3D 打印可以替代精铸技术用于制备燃油喷嘴,CFM 将该技术广泛用于LEAP 系列发动机上,截至 18 年底已制作超过 3.3 万个喷嘴。此外,3D 打印还能制作高精度的模具,服务于精密铸造工序。国内 3D 打印实力较强的企业包括铂力特、先临三维等。4. 相关标的在整个航发产业链中,最受益的包括主机厂和与热端部件相关的产业链上游企业。航发产业链中, 包含公司众多,航发营收占比高的纯正标的较少,因此航发动力作为主机厂是最为纯正的航发标的。其承担了绝大多数重点型号,不少正处于放量期。此外,除了发动机新机制造,重要零部件维修的空间同样巨大。(1)国产航发在加速列装和替代期,未来维修费用占比有望提升。在航空发动机的全生命周期中,维修成本占比在 50%以上,在国外航发营收中占比 50%~55%。而我国维修费用占比不足 20%,仍有较大的提升空间。(2)维修费用中,绝大部分来自于少量零件高、低压涡轮组件和燃烧室等热端部件。国外经验表明,在修理的发动机零部件中,热端部件是其重点,它占整台发动机大修费用的 70%以上。随着我国国产航发逐渐成熟,未来维修保障的零部件更换将为这些企业带来较大的业绩增量和弹性,包括航发动力、中航重机、钢研高纳、应流股份、火炬电子、航新科技等。4.1 航发动力航发动力是国内唯一的生产制造涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞全种类军用航空发动机的企业,在国际上,是能够自主研制航空发动机产品的少数企业之一。航发动力主营航空发动机及衍生品(工业燃气轮机等)的产品和服务,通过资产整合,公司已囊括我国航空动力装置主机业务的几乎全部型谱,覆盖产业链研制、生产、试验、销售、维修保障五大环节。未来,作为三代主战机型发动机国内唯一供应商,公司主要为第三、第四代歼击机,教练机,直升机,轰炸机,军用运输机,无人机等提供航空发动机及附属零部件并提供发动机维修服务。聚焦航发主业,太行系列逐步走向成熟,多款重点型号上量在即。在“瘦身健体,聚焦主业”的方针指引下,公司逐步缩减非航空业务规模,同时定增募资加强对主业的研发投入,各项产品的研发和排产稳步推进。“太行”系列产品经过多年的打磨逐步走向成熟,加速替代进口发动机。此外, 伴随 20 系列产品的交付、二、三代机的换代和更新,公司各型号产品批产上量稳步推进。由于航发产业高资金投入的特点,公司负债率高、财务费用高企侵蚀利润。近年来公司定增、债转股以及两机专项的持续投入是解决上述问题的有效方式。4.2 中航重机公司是航空工业集团下属的专业化锻铸造企业,长期配套国内航空主机厂,技术工艺水平高,设备体系齐全。近年来军航景气度高,民航和外贸市场巨大、增长潜力大,锻铸业务有望实现较快增长。(1)军品业务:军机处于升级换代期,随着 20 系列批产上量+航发国产替代,锻铸件需求大。公司在国内军用航空领域市占率高,远超竞争对手,在大型锻件设备助力下,市场份额有望进一步提升。(2)民机业务:受 C919、ARJ21 等国产飞机牵引,公司作为国内航空锻铸龙头增长潜力巨大;(3)外贸转包业务:受环保、成本等影响,国外逐步将锻件业务转移至我国。公司与国外航空巨头保持长期合作关系,海外业务有望保持快速增长。力源液压技术水平高,民品由于折旧摊销大而亏损,随着产品逐步在国产主机厂替代进口,有望持续减亏和盈利。力源液压作为老牌液压泵和马达供应商,技术来源德国,在航空航天领域份额高。民品由于前期投入大,产能利用率不足近 2 年连续亏损。国内工程机械主机崛起+国产替代加速, 公司配合徐工等主机厂,逐步上量;液压业务民品公司计划开展混改,提高民品的市场竞争力,民品未来 3 年有望逐步减亏乃至盈利。剥离亏损业务,聚焦主业,管理改善初见成效,未来随着营收上量、摊薄费用+引入混改等方式, 公司利润弹性大。过去受新能源业务拖累,公司业绩波动大。2018 年底,剥离亏损的新能源业务, 以航空锻铸+液压件为核心,整合内部资源增强协同,加强市场开拓和降本增效,初见成效:3 家锻件公司净利率从 7%提升到 10%。目前,公司净利率水平较低(5%~6%),未来随着公司营收较快增长对费用的摊薄+管理细化,盈利能力有望稳中有升,获得较大的利润弹性。我们预计公司 19-21 年 EPS 为 0.31、0.44、0.58 元,认为目前公司合理估值水平为 20 年 28 倍PE,对应目标价为 12.32 元,维持买入评级。4.3 火炬电子公司是军用 MLCC 核心供应商,大力发展陶瓷基复材新领域。公司深耕陶瓷电容器领域多年,自产电容实力强劲,是军用 MLCC 核心供应商,近年来进一步拓展钽电容业务。机遇在陶瓷材料领域的技术积累,公司联合厦门大学研发掌握了 CASAS-300 材料核心技术,并进行产业化建设,14 年以来成立了以立亚新材料为主体的特种陶瓷纤维工程化平台,目前已完全实现我国热端新材料 的国产化。根据公司目前陶瓷材料项目建设规划,产能达成后将成为国内陶瓷基复材的供应主体, 形成明显的领先优势。陶瓷基复合材料是“近乎完美”的新一代高温材料,在航发、导弹等领域有非常广阔的应用前景。 航发涡轮前温度每提高 100 度,推重可以增加 10%,现有热端材料主要为镍基高温合金,通过空心结构和热障涂层技术实现了高于材料熔点的工作问题,但无疑其材料性能已经达到极限。陶瓷基复合材料凭借其低密度、高温抗氧化、耐腐蚀、低热膨胀系数、低蠕变等优点,是目前最为理想的新一代高温材料,不仅能使结构减重 50%~70%,而且能将工作温度提升 400~500℃,显著提高发动机推重比。目前该材料已经在 CFM、GE、P&W、RR 等公司的先进航发中得到越来越广泛的使用,GE9X、LEAP1C 等新型号发动机已经将该材料用于涡轮导向叶片和涡轮罩环。公司全资子公司立亚新材系 CASAS-300 特种陶瓷材料产业化的实施主体,由于技术难度高、前期投入大、进入下游周期长等原因,导致行业壁垒较高,目前国内外具备特种陶瓷材料产业化技术的企业不多。立亚新材该技术属国内首创,并已获得军工四证审查,未来应用前景强,市场潜力大,系公司的核心竞争力之一。4.4 钢研高纳公司是国内高温合金行业龙头,直接受益国内航空发动机产业的高速发展。新中国成立以来,我国航发产业经历了从引进、仿制到自主的过程,经过近 20 年的补短板,国产发动机已经实现了长足的进步,尤其是近年来多款配套新机型的航发相继列装,同时我们注意到在军机加速列装的同时, 我国从俄罗斯进口的 AL31 和 D30 发动机数量从 15 年开始反而大幅缩减,这说明国产发动机已堪当大任。公司是国内唯一的主营高温合金的上市公司,公司产品谱系全面、技术领先,在高温合金市场占有率高。高温合金约 55%用于航空航天领域,主要对应军用航空发动机市场,是发动机高温端的核心材料,也是决定发动机性能和寿命的最关键材料。伴随军改结束后军工产业进入提质上量期,同时发动机国产替代加速,公司有望充分受益。收购青岛新力通 65%股权,业绩有望显著增厚。公司于 2018 年底通过定增募集 3.72 亿元完成收购青岛新力通 65%的股权,新力通产品主要应用于石化、冶金、玻璃、热处理等行业,包括乙烯裂解炉炉管、制氢转化炉炉管、冶金生产线用辐射管及炉辊等。毛利率高达 40%,核心化工产品市占率高达 33%,且近年产品客户范围和产品销量在连续扩大。根据业绩承诺,新力通 2019 年计划实现净利润9000 万元。青岛新力通产品主要基于铸造高温合金技术,与公司核心业务有强协同性, 公司也可借助新力通的平台实现高温合金在石化等新领域的拓展。4.5 应流股份专用设备核心铸件龙头,精密铸造高端化转型先锋。我国铸造行业规模大但集中度低,并且在高端精密铸造领域与美欧等国依然存在质和量的差距。根据罗兰贝格统计,北美和欧洲高附加值铸件产值占比超过 70%,而中国仅为 17%。但是在部分细分领域,国内依然走出了具备国际竞争力的铸造企业,应流股份就是其中的佼佼者。公司专注于专用设备铸件制造,产品形态以泵阀及机械构件为主,客户涵盖卡特彼勒、艾默生、通用电气等海外巨头。依托技术和品牌优势,2015 年以来公司成立应流航源,并购 SBM、嘉远制造、天津航宇,两次定增募资 14.8 亿元,积极拓展两机高附加值铸件业务。海内外两机精铸件需求庞大,公司多年布局迎收获。海外两机铸件市场集中度高,排名第一的 PCC 占据 34%的份额,近年来整机航发及燃机巨头很有意愿培养新的铸件供应商,以打破 PCC 等企业的垄断。公司是国内少数具备两机精铸叶片生产能力的企业,并成功切入 GE、RR 等供应链。公司等轴、定向及单晶叶片项目已于 18 年 12 月转批产,机匣、涡轮盘及小型涡轴发动机项目推进顺利,近期两机板块增长显著,公司多年布局迎收获,两机领域千亿全球市场逐步打开。财务费用改善显著增厚公司业绩。18 年以来,公司陆续收到六安产投、土地预收储款、政府补贴及定增资金合计超过 15 亿元。近年来由于航空板块的持续高额投入所带来的债务压力将得到显著改善。伴随财务费用的下降以及资本开支的放缓,边际改善下的公司业绩有望实现更快增长。我们预计公司 19-21 年 EPS 为 0.27、0.42、0.62 元,认为目前公司合理估值水平为 20 年 55 倍PE,对应目标价为 23.10 元,维持买入评级。4.6 航新科技航新科技创立于 1994 年,是一家民营高新技术企业,主要业务涵盖航空维修支持、ATE(自动测试设备)研制及系统集成、飞机加改装、机载设备研制。公司拟发行可转债投资于发动机健康管理(EHM)项目。公司在自动检测设备和航空监测方面技术能力强、项目经验多,具备提供软硬件一体化解决方案的能力。航新科技是国内首家实现 HUMS(直升机健康管理系统)列装的航空机载设备提供商。在此基础上,公司拟投资发动机健康管理项目,该系统是集数据采集、监测、记录、分析和管理为一体的专用系统。其通过对发动机运行及停止中关键参数的采集、监测、记录、分析和管理,实现对发动机全寿命周期的健康管理。同时,通过对发动机的数据进行汇总、分析和处理,对其健康状态进行实时跟踪,进而实现对发动机的有效调配、维修和预处理,提高设计的安全和维护效率,降低维护成本等目的。目前我国在 EHM 系统应用上处于起步阶段,对比国际主流发动机厂商成熟的 EHM 系统,国内仍有较大的差距。公司EHM 项目实施后,有望加快国内 EHM 系统的发展,将发动机健康管理系统广泛应用于各领域航空飞机。国内军用 ATE 龙头,应用市场空间大。对标美军后勤保障配备的 ATE 数量,预测我国 ATE 市场超百亿。公司产品国内领先,受客户认可,ATE 和直升机健康管理系统已逐步实现批量交付。收购 MMRO 外,国内国外航空维修双发力。公司是国内第三方航空维修领军企业,完成 MMRO 并购后,快速切入欧洲飞机基地维修、航空资产管理相关细分领域,飞机维修业务快速增长很大程度上得益于 MMRO 与公司传统主业的协同发展。航空维修市场空间广阔,公司国内和国外业务双发力。……(报告来源:东方证券)如需报告原文档请登录【未来智库】。

2018年中国车用柴油机市场发展前景研究报告

中商情报网讯:汽车发动机是为汽车提供动力的装置,是汽车的动力源。根据动力来源不同,汽车发动机可分为柴油发动机、汽油发动机、电动汽车电动机以及混合动力等。近年来,国内经济在“稳中求进”的基调中稳步向前,供给侧改革持续深化。稳中向好的经济态势推动基础建设投资,国家工程持续开展,随之带动了车用柴油机市场的发展。车用柴油机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机,广泛用于重型汽车、大型客车、工程机械车等。来源:中商产业研究院 发布日期:2018-08-24 18:02

酸模

航空发动机产业链梳理专题报告:工业之巅,市场空间巨大

综述1、航空发动机是当之无愧的工业之巅,核心机是发动机研制关键的一环航空发动机是当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一,涉及气 动热力学、燃烧学、传热学、结构力学、控制理论等众多领域,是技术密集、 知识密集的高科技产品,对基础材料、加工工艺、装配工艺、基础试验等有着 苛刻的要求,因而被誉为现代制造业“皇冠上的明珠”。核心机是发动机的心 脏,核心机在发动机的研制成本中占比最大,研制周期(预研阶段)最长。同 时,核心机可以派生出很多不同系列发动机。2、航发产业链:上游研发设计、中游分系统制造、下游整机制造发动机的整机和系统制造是最关键的一步。发动机的核心技术及总装集成、客 户销售、后续的发动机大修与零部件更换等环节都被整机制造商所控制,整机 制造商负责整体设计,承担研发风险,利润也相对最高。叶片是航空发动机的 最核心部件,它的制造占据了整个发动机制造 30%以上的工作量。目前金属材 料和先进复合材料是航空发动机叶片制造的两大类主要材料。动力控制系统从 液压机械控制发展到全权限数字电子控制(FADEC)。发动机状态监视和故障 诊断系统归入发动机控制系统,并且防喘控制也越来越受到专家的关注。航空 发动机的零部件有盘轴、风扇轴、涡轮盘、轴、整体叶盘/叶轮、涡轮机匣和风 扇匣等,按毛坯提供方式可以分为锻造件、铸造件和钣金件。高温合金一般应 用于四大领域。新型的先进航空发动机中,高温合金用量占发动机总重量的 40%-60%以上,主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘四大热端部件, 此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。。3、军用航空发动机增量和存量市场空间巨大军用航空发动机主要包括新增市场和存量维护保养市场。新增市场方面,我们 预计未来十年军机航发增量市场为 335.1 亿美元;存量维修和保养市场方面, 航空发动机每运行一段时间(50-100 个小时)需要进行一次专检,检查易损件和 承力件以及油滤油泵的性能,飞行 600-1000 小时再进行一次大修,更换部分易 损承力部件,一般航空发动机整个生命周期大修次数为 3 次左右,航空发动机 后续维修和保养费用较高,我们维修和保养费用价格为新机的 1.2 倍,未来十 年军机航发存量市场为 402.12 亿美元,增量和存量市场合计为 737.22 亿美元。1. 航空发动机:现代工业“皇冠上的明珠”,核心机是发动机研制关键的一环1.1 航空发动机三大特点航空发动机是当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一,涉及气动热力学、燃烧学、传热学、 结构力学、控制理论等众多领域,是技术密集、知识密集的高科技产品,对基础材料、加工工艺、装配工艺、 基础试验等有着苛刻的要求,因而被誉为现代制造业“皇冠上的明珠”。目前,各种类型的航空发动机分别 被广泛应用于不同飞行包线的固定翼飞机和直升机,是现代航空制造业的核心环节,可以说航空发动机的技 术水平是推动航空器性能提升的核心因素。航空发动机产业有以下特点:技术壁垒高、经济回报高、研制周期长。(1)技术壁垒高:高温高压高转速,考验现代工业技术极限。(2)经济回报高:由于两机产业技术壁垒极高,一旦切入两机供应体系,面临的竞争威胁很小,获得的经 济回报高且回报周期长。(3)研制周期长:航空发动机的研制流程可分为预先研究、工程研制和使用发展三大阶段,研制周期长既 是进入两机产业的风险,也是行业高进入壁垒。在研制阶段由于大量的试验亦能带来配套产品的需求。1.2 核心机是发动机研制关键的一环如果说发动机是飞机的心脏,那么核心机就是发动机的心脏。核心机由高压压气机、主燃烧室和高压涡轮组 成,它连续输出具有一定可用能量的燃气,因此又称为燃气发生器。核心机主要组成部件在发动机中处于最 恶劣的工作环境(高压力、高温度),且具有最高的工作转速(压气机、高压涡轮),因而是发动机强度和 使用可靠性方面最为关键的部件。核心机在发动机的研制成本中占比最大,研制周期(预研阶段)最长。核心机是航空发动机研制中主要难点 和关键技术最集中的部分,也是航空发动机先进性和复杂性的集中体现。20 世纪 70 年代,新一代发动机从 概念研究到投入使用约为 10-15 年,90 年代的战斗机发动机如 F119 从概念研究到定型前前后后经历了 25 年以上,而在一台成熟的核心机上派生新机,周期只需要 3-5 年。核心机可以派生出很多不同系列发动机。从 B-2 轰炸机到 F-16 战斗机发动机大部分是以普惠 F-110 核心机 派生而来,而普惠 F-110 的核心机来自一款代号为 GE9 的核心机,这款核心机还派生出了燃气轮机和民航 客机的发动机。此外,CFM56 系列发动机的第一个型号 CFM56-2 采用了军用涡轮风扇发动机 F101 的核心 机作为核心机,配上叶尖直径为 1.727 米的风扇及三级增压压气机、4 级低压涡轮组成了一台高涵道比涡轮 风扇发动机,推力为 139~151 千牛,1979 年投入使用。图3:GEF-110 核心机2. 航空发动机产业链包括上游研发设计、中游分系统制造和下游整机制造航空产业链主要包括上游研发设计、高端材料供应、零部件制造,到中游分系统制造,到下游整机制造、整 机试验和维修保障。中国航发产业从测绘仿制到自主研制 60 多年来,经历了从无到有,现如今已有了一定 的技术积累,基本建立了完整的航空发动机研制和生产体系。2.1 整机制造在航发产业链中,发动机的整机和系统制造是最关键的一步。发动机的核心技术及总装集成、客户销售、后 续的发动机大修与零部件更换等环节都被整机制造商所控制,整机制造商负责整体设计,承担研发风险,利 润也相对最高。全球整机制造的代表企业有 GE、P&W、RR、SAFRAN,国内则以航发动力为主导。上市公司航发动力是航发整机制造的承制单位,产品全谱系覆盖。航发动力集成了我国航空发动机整机的几 乎全部型号,在产品的量价二维体系中最为稳定,将享受确定性溢价。公司主打的“太行”系列产品已在我 国主战机型上大规模应用;涡轴、涡桨类产品亦全面列装我国军用直升机及中型运输机;涡喷类产品仍为我 国早期型号军机提供稳定换发保障。未来随着几款重点型号发动机研制列装的加速,我国有望实现军机发动 机全部国产化的愿景。此外在外贸方面,国产航发伴随国产战机走出去的可能性也在逐步增强。大运未来或全面换装涡扇 20。2020 年 11 月 21 日,网传大运已装备四台 WS-20 发动机进行飞行试验,WS-20 的顺利换装。这一方面解决了大运的产能瓶颈,使其成为全状态版本;另一方面提高了大运的运载能力和航 程,对于大运实现跨洲际远程飞行、中短程重载飞行有着重要意义。若大运确认换装了 4 发 WS-20,那么 可以认为 WS-20 的研发以进入尾声,后续经过一定调整将进入小批量生产阶段,届时将基本解决我国大型 军用飞机发动机的瓶颈,WS-20 也将成为航发动力业绩的重要贡献力量。2.2 叶片锻造及铸造叶片是航空发动机的最核心部件,它的制造占据了整个发动机制造 30%以上的工作量。叶片是发动机中数量 最大的一类零件,具有壁薄易变形的特点,并且其所承受的工况十分恶劣。目前金属材料和先进复合材料是 航空发动机叶片制造的两大类主要材料,如何高效、高质量地对其进行加工已经成为了目前叶片制造行业研 究的重点之一,也是制造出高性能航空发动机的关键。辅以表面处理技术来完成叶片的高品质制造。图6:航空发动机叶片图7:航空发动机涡轮叶片航空发动机叶片按照部件分为风扇叶片、压气机叶片和涡轮叶片。按照运动方式分为动叶和静叶。其中风扇 叶片和压气机叶片主要以数控加工、精密锻造、超塑成型/扩散连接方式为主。压气机叶片则分为压气机低压 级叶片和压气机高压级叶片,随着压气机级数增多,压气机叶片工作温度提升,选用变形高温合金取代钛合 金。并且,在高压压气机末级,选用材料由变形高温合金到新型轻质耐高温 Ti-Al 合金转变。而涡轮叶片所 处环境较风扇叶片和压气机叶片更为恶劣,故对其材料和加工工艺都有着更为严格的要求,目前普遍采取精 密铸造的方式对涡轮叶片进行加工,并辅以磨削等其他一些加工方法。涡轮低压级叶片工作温度相对涡轮高 压级叶片温度较低,主要采用定向结晶铸造镍基高温合金。新型轻质耐高温 Ti-Al 和陶瓷基复合材料也已经 在部分机型上成功应用。目前全球叶片市场仍以欧美企业为主导,例如 GE、赛峰、罗罗、普惠等国际航空发动机巨头均拥有直属工 厂,或与合作公司成立合资工厂。而随着国内航空发动机叶片制造技术的不断进步,也有部分企业逐步具备 了,引导中国航发叶片市场。目前国内叶片市场由航发动力、炼石航空、万泽股份和应流股份等企业主导。 航发动力拥有国内最大的叶片生产线,其精密锻造、表面处理生产线都处于亚洲领先地位。此外,炼石航空 公司立足于高温合金材料及航空发动机单晶涡轮叶片研制,已构建了“铼元素→高温合金→单晶叶片→航空 零部件→航空发动机→大型无人机整机”完整的产业链。2.3 动力控制系统随着航空发动机技术的日益进步,其性能不断地提高,燃油和控制系统也由简单到复杂发展,从液压机械控 制发展到全权限数字电子控制(FADEC),发动机状态监视和故障诊断系统归入发动机控制系统,并且防喘 控制也越来越受到专家的关注。目前国际市场上以英美为主导,我国从80年代初进行了FADEC系统的研究, 并取得了较为瞩目的研究成果。在动力控制系统方面,我国的航发控制已处于国内市场垄断地位,公司是国家航空动力控制系统及产品研制、 生产基地,已经构建了较为完整的航空发动机燃油与控制系统专业体系,拥有国家一流专业科研人才,科研 实力雄厚。另外具备一定实力的海特高新等民营企业也试图进入市场,公司已完成战略转型,由一家传统航 空维修企业转向综合航空技术服务企业,公司航空新技术研发制造业务板块已形成产量量产、多种新型号在 研,以及多个项目预研全面推进的良好局面。2.4 零部件(包括锻造件、铸造件和钣金件)航空发动机的零部件有盘轴、风扇轴、涡轮盘、轴、整体叶盘/叶轮、涡轮机匣和风扇匣等,按毛坯提供方式 可以分为锻造件、铸造件和钣金件。(1)锻造件锻件是指通过对金属坯料进行锻造变形而得到的工件或毛坯。利用对金属坯料施加压力,使其产生塑形变形, 可改变其机械性能。目前航空发动机的零部件锻件毛坯占毛坯总重量的一半以上,航空发动机的风扇和压气 机叶片、盘、轴、齿轮和部分机匣零件采用锻造工艺。随着航空发动机工艺制造技术的发展,叶片作为发动 机的核心部件形成了与其他零件不同的精锻工艺。其他盘、轴、齿轮和机匣等零件锻造则以涡轮盘锻件工艺 最为先进。目前航空发动机锻件领域,英美德日走在世界前列,依托高端技术,占据着国际高端市场,国内 企业实力相对薄弱,以中航重机为主导,占据国内航空锻造市场 60%的份额,2019 年一件大型精密的锻件 产品在全球最大电动螺旋压力机的锻压下,正式在中航重机西安航空锻造产业基地出炉。此产品的问世,标 志着我们锻造产品正式进入到精锻 3.0 时代。(2)铸造件铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件,即把冶炼好的液态金属,用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法 注入预先准备好的铸型中,冷却后经打磨等后续加工手段后,所得到的具有一定形状,尺寸和性能的物件。 航空发动机涡轮叶片和部分机匣采用铸造工艺,其中以涡轮铸造技术最为先进。传统的低压浇铸方法存在氧 化夹渣、气孔、缩孔、裂纹等一系列弊端,精密铸造制坯是铸造领域主要的发展方向。(3)钣金件钣金是一种针对金属薄板(通常在 6mm 以下)的综合冷加工工艺,包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、 拼接、成型等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。通过钣金工艺加工出的产品叫做钣金件。发动机的燃 烧室、喷灌机匣以钣金件为主。2.5 高温合金高温合金又叫热强合金、超级合金。按基体组织材料可分为三类:铁基、镍基和钴基。按生产方式可分为铸 造高温合金、变形高温合金和粉末高温合金。按强化机理可分为碳化物强化、固溶强化、时效强化和弥散强 化。高温合金一般应用于四大领域。新型的先进航空发动机中,高温合金用量占发动机总重量的 40%-60%以上, 主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘四大热端部件,此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口 等部件。燃烧室是发动机各部件中温度最高的区域,燃烧室内燃气温度可高达 1500-2000℃,作为燃烧室壁的高温合 金材料需承受 800-900℃的高温,局部甚至高达 1100℃以上。除需承受高温外,燃烧室材料还应能承受周期 性点火启动导致的急剧热疲劳应力和燃气的冲击力。用于制造燃烧室的主要材料有高温合金、不锈钢和结构 钢,其中用量最大、最为关键的是变形高温合金。导向器也可称为涡轮导向叶片,用来调整燃烧室出来的燃气流向,是涡轮发动机上承受温度最高、热冲击最 大的零部件,材料工作温度最高可达 1,100℃以上,但涡轮导向叶片承受的应力比较低,一般低于 70MPa。 该零件往往由于受到较大热应力而引起扭曲,温度剧变产生热疲劳裂纹以及局部温度过高导致烧伤而报废。 因此,导向器材料大多采用精密铸造镍基高温合金。涡轮叶片是涡轮发动机中工作条件最恶劣也是最关键的部件,由于其处于温度最高、应力最复杂、环境最恶 劣的部位而被列为第一关键件。涡轮叶片又称工作叶片,涡轮叶片在承受高温的同时要承受很大的离心应力、 振动应力、热应力等。其所承受温度低于相应导向叶片 50-100℃,但在高速转动时,由于受到气动力和离心 力的作用,叶身部分所受应力高达 140MPa,叶根部分达 280-560MPa,涡轮叶片材料大多也是精密铸造镍 基高温合金。涡轮叶片其结构与材料的不断改进已成为航空发动机性能提升的关键因素之一。涡轮盘在四大热端部件中所占质量最大。涡轮盘是航空发动机上的重要转动部件,工作温度不高,一般轮缘 为 550-750℃,轮心为 300℃左右,因此盘件径向的热应力大,特别是盘件在正常高速转动时,由于盘件质 量重达几十至几百千克,且带着叶片旋转,要承受极大的离心力作用,在启动与停车过程中又构成周期性的 大应力低周疲劳。用作涡轮盘的高温合金为屈服强度很高、细晶粒的变形高温合金和粉末高温合金。在我国, 涡轮盘中变形高温合金 GH4169 合金用量最大、应用范围最广。2.6 陶瓷基复合材料及钛合金陶瓷基复合材料就是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结 构陶瓷,这些陶瓷材料具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能,但其致命的弱点是 比较脆,容易出现裂纹甚至断裂。而采用高性能纤维与陶瓷基体复合,就可以显著提高陶瓷韧性和可靠性。 纤维能阻止裂纹的扩展,从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。这样的陶瓷基复合材料具备了类 似金属的断裂行为,即受力较大时先发生拉伸,拉伸大到一定程度时才会发生断裂,只有具备这样优良韧性 的材料才具备在发动机涡轮叶片上使用的条件。目前国内厂商有火炬电子等企业。钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属,强度高、耐蚀性好、耐热性高。根据加入的元素不同, 钛合金的属性也不同。主要应用于压气盘、静叶片、动叶片、机壳、燃烧室外壳等零件部位。2014 年我国生 产航空航天领域用钛销售量合计 4861 吨。3. 军用航空发动机市场空间测算军用航空发动机主要包括新增市场和存量维护保养市场:新增市场方面,我们分别假设未来十年我国新增各类型军机数量、发动机数量和单机价格。存量维修和保养市场方面,航空发动机每运行一段时间(50-100 个小时)需要进行一次专检,检查易损件和承 力件以及油滤油泵的性能,飞行 600-1000 小时再进行一次大修,更换部分易损承力部件,一台发动机设计 寿命要比实际寿命小。一般航空发动机整个生命周期大修次数为 3 次左右,第一次大修周期约为 600 小时, 大修的间隔时间逐次递减,一般间隔时间是上一次的 80%。航空发动机后续维修和保养费用较高,我们维修 和保养费用价格为新机的 1.2 倍。我们预计未来十年军机航空发动机增量和存量市场分别为 335.1 亿美元和 402.12 亿美元,合计为 737.22 亿 美元,平均每年约为 516 亿元(假设美元对人民币汇率为 7)。4. 相关企业分析4.1 航发动力国内航空发动机谱系最全,科研生产能力最强的企业。航发动力是国内大型航空发动机制造基地企业,国内 唯一的生产制造涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞全种类军用航空发动机的企业。公司主要业务分为三类:航 空发动机及衍生产品、外贸出口转包业务、非航空产品及其他业务。主要产品和服务有军民用航空发动机整 机及部件、民用航空发动机零部件出口、军民用燃气轮机、军民用航空发动机维修保障服务。目前已具备涵 盖航空发动机全寿命周期的设计、制造、总装、试车、维修整套技术和发动机综合服务保障能力,综合技术 水平国内领先。公司在叶轮、盘、轴、机匣加工、整体结构件、精密铸造、精密锻造等关键点上具备了国内 一流的制造能力。航发动力将受益于 机型列装和国产替代等逻辑,产能释放和产 品交付有望走上正轨。航发动力的十四五逻辑 除了与中航沈飞、中直股份和中航飞机一样受益于若干主战机型放量以外,还将受益于国内现有飞机航发的 国产替代、现存军机航发的维修替换市场以及未来民机市场爆发的逻辑。产能和交付方面,对于需求方面市 场并没有过多的忧虑,而从供应端来看,市场一直在担忧公司的产能和交付问题,不过从我们对于发动机产 业链的调研情况来看,或许十四五的产能和交付问题相对于十三五来说会有显著改善,主要原因就是十四五 的任务保障被放到了非常重要的位置,同时如果公司自身产能受限,不排除或会通过军民融合来解决产能问 题,所以产能和交付的问题其实可以更加乐观。未来的看点在于若 干型号定型和量产。 十四五期间主战机型的全状态版本、各种改型都会加快列装,对大推 涡扇、大涵道涡扇、中推涡扇、大功率涡轴都有强劲的需求,从研制时点来看,涡扇的三大型号和涡轴的一 大型号将在十四五期间定型,型号从定型到量产将令产业链上下游公司显著受益。公司在三季报中已经预测 2020 年全年将向中国航发系统内关联方销售商品、提供劳务的金额比年初计划数大幅提升 101.22%,关联 交易规模大幅超公司预期显示非计划需求大幅增加。4.2 钢研高纳高温合金龙头企业,航空航天 用高温合金产能超千吨。钢研高纳是国内航空航天用高温合金重要的生产基地, 国内电力工业用高温合金的重要供应商,从事航空航天材料中高温合金材料的研发、生产和销售。公司目前 是国内高端和新型高温合金制品生产规模最大的企业之一,拥有年生产超千吨航空航天用高温合金母合金的 能力以及航天发动机用精铸件的能力,在变形高温合金盘锻件和汽轮机叶片防护片等方面具有先进的生产技 术,具有制造先进航空发动机亟需的粉末高温合金和 ODS 合金的生产技术和能力。航空发动机是高温合金重要应用领域:先进发动机高温合金重量占比或达到 70%。高温合金在材料工业中主 要是为航空航天产业服务,需求占比约为 55%,其次为电力和机械,需求占比分别为 20%、10%,另外工 业领域占比 7%,汽车、石油和其他领域占比分别为 3%、3%和 2%。在先进的航空发动机中,50-70%重量来自于高温合金,越先进发动机高温合金占比越高。发动机越落后变形高温合金的比重越大,发动机越先进铸造高温合金的比重越大,铸造高温合金的成本高、设计更复杂。航空装备进入快速 列装期,航发新增和替代市场空间巨大。中国各类机型方面与美国相比还有大幅度的差距。 战斗机方面未来二代机将逐步退出历史舞台,三代机、四代机占比将逐步提升。运输机方面未来运-20 的市 场需求量或达数百架。直升机方面我们认为我军最新研制的 10 吨级中型通用直升机直-20 也将和黑鹰直升机 所取得成绩一样成为我军陆、海军的主力机型参与各种军事行动。我们假设未来 15 年几款战斗机、运输机 和直升机完成全部列装,航空发动机领域新增合计市场空间约为 1,730 亿元,每年新增的航空发动机市场约 为 115 亿元人民币。我们预测的每年维护和替代市场空间约为 24 亿元人民币。我们假设高温合金价值量占 发动机价值量比重为 20%,则每年高温合金在航发领域的市场空间约为 28 亿元人民币。……(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源:东兴证券)如需完整报告请登录【未来智库官网】。

雏蜂

航空发动机产业深度报告:中国航发无可替代,砥砺多年终迎腾飞

如需报告请登录【未来智库】。核心观点未来 10 年,我国军用航空发动机市场空间年均 726 亿人民币 从我国军费数据,国防白皮书数据出发,参照美国军费使用结构,我们自上而下测算得 出: 2019 年,我国军费中装备费约为 3927 亿左右,用于航空装备的采购费用约为 1276 亿,航空发动机采购市场为 319 亿人民币。从另一个角度,如我们自下而上,通过预测未来 10 年我国对各型飞机及其配套航空发 动机的市场需求来进行预测,预计未来十年中国军用发动机新增设备市场容量约为 498 亿美元,对应年均 340 亿人民币,与自上而下预测数据基本批量,平均后则年均市场 空间为 330 亿人民币。再考虑到发动机维修市场 396 亿人民币,预计我国军用航空发动 机市场空间年均 726 亿人民币。总量增长、国产替代、发动机后市场,三者为行业核心驱动因子 2018 年,我国主要的航空发动机供应商航发动力实现收入 231 亿,如剔除外贸转包 等业务,其核心航空发动机产品收入 197 亿。对比我国军用发动机总市场空间,预计 目前我国航空发动机的国产化率仍有较大提升空间。另外,虽然由于其他航空发动机维 修厂的数据不可得,但仅从航发动力的情况来看,目前我国航空发动机的维修能力也存 在不足。未来随着新型航空发动机的成熟,以及产能提升,军用市场:我国军用航空发 动机的总量增长,国产替代,以及维修市场,三者将为我国航空发动机产业提供巨大的 市场空间。民品市场:目前处于发展初期,具有大量空白等待填补。 国家投资力度不断加大,助力国产发动机技术突破 2016 年航发集团正式成立,2017 年我国两机专项正式实施,同时以航发资产、惠华基 金为代表的国家资本积极向产业链投资,有效促进了航空发动机的研发进程。航发集团是我国航空发动机研制的核心,仍有较大提升空间航发集团产品谱系基本实现全覆盖,在国内处于垄断地位,是产业链的核心。下属三家 上市公司,其中航发动力拥有四大主机厂,是我国发动机事业的行业龙头,但相较国外 龙头,航发动力在规模上有明显差距。在收入构成上,国外行业龙头的下游客户均以民品收入,军品收入仅占到总收入的 20-30%。发动机整机收入与后续的维修服务收入大致相当。但我国民用航空发动机市 场还是一片空白等待开拓。同时目前军品生产任务繁重,维修服务能力研制不足。从盈利能力上看,航发动力相较国外龙头,在毛利率上相差不大,但在营业利润率上长 期偏低。航发动力在人均产值、资产周转率上明显偏低,,我们认为,国内企业在经营 效率上仍有提升空间。一代新材料,一代新型发动机,材料领域有望先行成长在航空发动机研制过程中,设计是主导,材料是基础,制造是保障,试验是关键。发动 机性能的改进一半靠材料。据预测,新材料、新工艺和新结构对推重比 1215 一级发 动机的贡献率将达到 50%以上,从未来发展来看,甚至可占约 2/3。随着现代航空工 业对航空发动机的性能要求越来越高,对高端新材料的需求也将更加旺盛。作为行业上 游领域,看好行业景气度在航空发动机用相关材料领域的先行反应。一、航空发动机产业概况(一)什么是航空发动机 航空发动机,又被称为航空动力装置,它为航空器的飞行提供动力,被誉为航空器的“心 脏”。航空发动机的研制是航空产业链中的核心环节,在莱特兄弟发明飞机之前,尽管 不断有飞机设计方案出现,但都无法实现自由飞行,其中主要原因就是没有适于飞行的 动力系统。回顾航空发展历程,每一个里程碑式的成就,无不与航空发动机的技术进步 紧密相关:涡轮喷气式发动机的出现,使人类的航空活动扩大到了平流层;加力燃烧室 的采用,使飞机突破声障;Ma3 的飞机得益于发动机推重比的提高;旋转喷口发动机 使飞机的垂直起降成为可能;高涵道比涡扇发动机的问世使大型远程宽体客机得以成功; 推力矢量喷管为飞机提供直接控制力,从而实现超机动飞行;大幅度提高涡轮前温度, 则使四代机在不开加力条件下实现超声速持续巡航。因此,航空发动机不仅在狭义上为航空器提供飞行的动力,而且在广义上也是整个航空 工业发展的推动力。 燃气涡轮发动机是目前应用最广泛的航空发动机:主要由进气口、压气机、燃烧室、涡 轮和尾喷管组成。从进气口进入的空气在压气机中被压缩后,进入燃烧室与喷入的燃油 混合燃烧,生成高温高压燃气。燃气在膨胀过程中驱动涡轮作高速旋转,将部分能量转 变为涡轮功。涡轮带动压气机不断吸进空气并进行压缩,使发动机能连续工作。由压气 机、燃烧室和驱动压气机的涡轮这三个部件组成的一般称为核心机,又称为燃气发生器, 它不断输出具有一定可用能量的燃气。按燃气发生器出口燃气可用能量的利用方式不同,燃气涡轮发动机分为涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机。涡轮喷气发动 机在 20 世纪 50 年代曾广泛应用于军用和民用飞机,特别是超声速飞机上,目前大多 数已被涡轮风扇发动机所取代。涡轮螺旋桨发动机主要用于亚声速运输机、支线飞机和公务机;涡轮轴发动机用于直升 机。燃气涡轮发动机是 20 世纪 50 年代以来主要的航空动力形式,而且在可预见的未 来,还没有任何其他动力形式可以完全取代它。制造业皇冠上的明珠:高温、高压、高转速、高可靠性、耐久性和维护性是其基本特点。 在这些相互矛盾的高要求推动下,航空发动机经过长时间的发展已经成为人类有史以来 最复杂最精密的工业产品,每台零件数量在万件以上。因此,航空发动机被誉为“制造 业皇冠上的明珠”,它是一个国家科技、工业和国防实力的重要标志。(二)航空发动机行业发展现状 1、军用航空发动机发展至第五代,高推重比与高温是主要特征 从 40 年代末到 21 世纪初.喷气战斗机动力大致经历了四次更新换代。战斗机对发动 机的主要要求是:1、推重比高飞机轻,机动性好,由下表可见,发动机划代的一个主 要指标是推重比;2、耗油率低对于四代机要求具备不加力超音巡航能力;3、允许飞机 高机动飞行发动机抗畸变能力强,具有推力矢量喷管;4、隐身:红外;5、可靠性安全 性好;6、一次成本低.使用维修方便。提高推重比的主要措施是:1、提高每公斤空气流量的推力,为此提高涡轮前燃气温度 (2000K)和加力燃烧室温度(2100-2200K),这是非常有效的。由下表可见涡轮前燃气温 度是划代的另一主要特征;2、减重:采用先进结构,如整体叶盘,采用先进强度设计 技术,实现等强度设计等,先进材料轻但受力能力大铝镁合金。近年来,战斗机正朝多用途、宽包线方向发展,这促使研究者提出了变循环发动机概念。 变循环发动机通过改变发动机部件的几何形状、尺寸或位置来调节热力循环参数(如增 压比、涡轮前温度、空气流量、转速和涵道比等),将高、低涵道比发动机的优势合二 为一,使发动机可同时具备大推力与低油耗特性,使得发动机在各种工作条件下都具有 最佳的热力循环,从而对飞行速度和高度有良好的适应性。因此,变循环发动机受到各 航空强国的重视,是目前航空发动机的重要研究方向。2、民用航空发动机发展至第四代,安全性与经济性特点突出 民用大客机对发动机的要求与军机差别很大.各指标的相对重要性如下:1、安全性、 可靠性;2、经济可承受性;3、排放和噪音的要求不断提高。近年来绿色、低碳甚至已 成主要诉求,即在保证安全可靠的前提下.提高经济性,降低污染排放、降低噪音、增 长寿命,实现性能更加优化、控制更加智能化和对环境更加友好。由于大涵道比涡扇发 动机能更好满足上述要求,现代民用大客机均以此为动力装置。为了提高运行经济性、降低耗油率.基本的技术途径是提高发动机的涵道比提高总压比 以及问冷回热技术。通过对比民机主要参数的发展情况发现,民用航空发动机的涵道比 和总增压比明显增长,温度相应增加而耗油率则逐渐降低。而大涵道比的民航发动机是 在价格上与小涵道比的发动机相差了近一个量级。二、民用航空发动机市场:空间广阔,我国有望实现突破(一)民用航空发动机市场空间近 1400 亿美金据日本航空发展公司预测, 2019 年至 2038 年期间售出的发动机总数将为 87,685 台, 其中 80,764 台是提供给客机和货机的喷气发动机,而 6,921 台是于客用涡轮螺旋桨飞 机的涡轮螺旋桨发动机,如 2018 年市场价格测算,市场总价值将达到 1.36 万亿美元, 年均 680 亿美元。其中,喷气发动机将占 1.35 万亿美元,涡轮螺旋桨发动机将占剩余 的 150 亿美元。再考虑发动机维修后市场,预计民用航空发动机市场年均近 1400 亿美 金。如按推力进行划分,市场份额最大的是窄体飞机(例如 737 和 A320 系列)所需的 12,000 到 35,000 磅间的中等推力发动机,需求架数达到 48,929 台,占到总需求的 61%。其 次宽体客机(例如 777/787 和 A330 / A350 / A380)使用的 65,000 至 115,000 磅推力 的大型发动机,需求架数达到 18608 台,占需求数量的 23%。如考虑到价格,65,000至115,000磅推力的大型发动机将占据最大的市场份额,达6,283 亿美元,占总销售额的 47%。其次是 12,000 到 35,000 磅间的中等推力发动机,价值 5,581 亿美元,占总销售额的 41%。如按地区划分,亚太地区将是对飞机需求最高的市场,该地区发动机的需求数量为 35,343 台,占发动机销售数量的 40%,销售额为 5,789 亿美元,占销售额的 41%。其 次是欧洲的 18,005 台(占 21%)和 2,797 亿美元(占 20%),北美的 17,147 台(占 20%)和 2,562 亿美元(占 18%)。(二)民用航空发动机市场寡头垄断,美国优势明显 由于航空发动机的高技术、高投入,长周期、高风险等特点,行业进入门槛很高,全球 范围内航空发动机经过多年的发展,已呈现出典型、明显的寡头垄断格局。以大推力商 用航空发动机为例,目前主要是美国、英国和法国等国家企业占据垄断地位,军用航空 发动机也主要集中在美、英、法、俄、中等国家。其中 GE 通用电气、PW 普拉特·惠特尼、RR 罗尔斯·罗伊斯、CFM 国际公司、IAE 国际航空发动机公司、EA 发动机联 盟公司是民用航空发动机市场上最主要的参与者。从市场份额来看,CFM 国际公司凭借其 LEAP 系列发动机优异的燃油经济性,牢牢把 握住窄体飞机 70%以上的市场份额,成为波音及空客交付和订单数量最多的供应商。 而在宽体飞机的大型民用发动机领域,基本是 GE 与罗尔斯·罗伊斯两强争霸的格局, GE 占到了将近一半的市场存量。(三)中国商发强势崛起,受益于我国民机产业巨大市场 中国航发商用航空发动机有限责任公司(简称“中国航发商发”,AECC CAE)成立于 2009 年 1 月 18 日,是由中国航空工业集团公司(注:2016 年 1 月 27 日经国务院批准,中国航空工业集团公司所持公司股权换转至新成立的中国航空发动机集团有限公司) 与上海烟草集团有限责任公司、上海电气(集团)总公司、上海国盛(集团)有限公司 共同出资组建的股份多元化企业,注册资本 60 亿元,主要从事商用飞机动力装置及其 相关产品的设计、研制、生产、总装、试验、销售、维修、服务、技术开发和技术咨询 等业务。商发公司下设研发中心、总装试车中心、大修中心、客户服务中心。公司在研的“CJ-1000A”发动机是我国第一款商用航空发动机产品,是装配国产大飞 机的唯一国产动力。据中国航发商发官网介绍,目前已完成验证机全部设计工作,正在 开展零部件试制和试验工作。该款发动机预计于 2025 年服役。据介绍,该发动机是一型双轴大涵道比直驱涡扇发动机,由 1 级风扇、3 级增压级、10 级高压压气机、单环形燃烧室、2 级高压涡轮及 7 级低压涡轮组成,采用全三维气动设 计、贫油预混燃烧、主动间隙控制等先进技术,以及宽弦空心风扇叶片、整体叶盘、新 一代单晶、粉末冶金等先进材料工艺,具有高效率、低燃油消耗,低排放、低噪音,高 可靠性、长使用寿命,低维护成本、良好的维修性等产品特性。相较与成熟的西方航空发动机巨头,目前我国在民用航空涡扇发动机方面还处于空白状 态,差距明显,但随着中国航发商发以及 CJ1000A 的出现,我国将拥有挑战世界最大 航空发动机市场,发展国产大飞机及航空发动机产业的重要机遇。C919 中型客机,全称 COMAC C919,是中国首款按照最新国际适航标准,具有自主 知识产权的干线民用飞机,由中国商用飞机有限责任公司于 2008 年开始研制。据中国 商飞官网报道,目前 C919 已经完成立项论证、可行性论证、预发展阶段工作,转入工 程发展阶段。2020 年 2 月 16 日,据《华尔街日报》报道,特朗普政府考虑阻止通用电气公司向中国 出口 LEAP-1C 航空发动机,理由是担心该发动机的技术被中国“逆向仿制”。C919 是 商飞具有自主知识产权的 150 座商用单通道,截至 2019 年已经获 1000 架意向订单, 在手订单 815 架。原计划 2021 年后进行交付,发动机选用 CFM-leap1c。我们认为,美国政府对发动机“限售”的可能性,将促进我国对于航空发动机产业自主研发的力度。由中国航发商发研制的“CJ-1000A”发动机作为我国第一款商用航空发动机产品,设计定 位对标 Leap 系列发动机,未来将成为 C919 换装发动机的首选,坐拥广阔市场空间。 据观察者网 2017 年 9 月报道,中国商用航空发动机有限责任公司总经理冯锦璋于 2017 年 8 月 26 日在无锡透露,装配国产 C919 客机的“长江 1000A”发动机将于 2017 年 完成总装下线,装配 C929 的“长江 2000”发动机也正在进行大部件、大单元体的试 制和试验。随着预计 C919 国产大飞机开始交付,国产商用航空发动机 CJ-1000 的逐步成熟,我国 民用航空发动机市场前景广阔。三、军用航空发动机市场:空间广阔,我国有望实现突破(一)全球军用航空发动机市场空间超 100 亿美金,受益于军费 增长 据国际市场咨询公司 GlobalData 披露,2018 年全球用于军用航空发动机采购的金额达 到 108 亿美元(不含维修服务费用) 。未来十年,全球军用航空发动机的累计支出将达 到 1,454 亿美金。由于不断增长的地缘政治竞争以及发动机改装和更换计划将是军用航 空发动机市场增长的主要驱动因素。纵观全球,在不断变化的地缘政治格局中,中国和印度等新兴大国正在对本国军队进行 现代化改造,以缩小与美国,英国,俄罗斯等发达国家的技术差距。恐怖主义和地缘冲 突预计将继续在中东地区持续。北美和西欧等国家在经过数年的军费缩减后重回军费扩 张通道,不断增加的国防支出预计将在未来十年为全球军用航空发动机制造商提供更多 机会。(二)我国航空装备缺口明显,未来市场空间广阔 1、我国航空装备缺口较大,预计将长期保持投入 从数量和结构上看,中美两国的航空装备都存在着相当大的差距。先从数量上看,根据 《world air force 2018》统计数据,中国在各类飞机的数量上都不及美国,尤其在战斗 直升机、运输机、空中加油机、特种飞机四大类别中存在不止一个数量级的差距。我们仅以《World air force 2018》统计的数据为依据,在详细梳理各机型的数量情况后, 将飞机类型从新调整分类,虽然《World air force 2018》统计的数据与实际情况必然存 在偏差,但通过深入分析,在结构构成上仍具有较强的参考意义。首先,作为最为核心的战斗机&歼击机,我军数量不足美军一半。直升机的数量差距最 大,其次是运输机。轰炸机在数量上与美军基本持平。然而,在我们进一步梳理了装备内部结构情况后发现,两军的差距被进一步拉大。我军 航空装备在“质”与“量”上都有很大的差距急需追赶。在结构上看,中国的三代及以上代次的机型仅占到全部战斗机比例的 40%,绝大多数 战斗机型仍为老旧的二代机型,而美国则已经全面淘汰二代机,并将逐步全面换装四代 机型。与美军相比,我国在航空装备的结构上仍然存在明显的代差,未来我军换装新机 型的需求迫切。目前中美空军实力最大的差距,除了战机性能之外,还有就是美国拥有大量的支援飞机。 美国庞大的运输机、空中加油机、特种飞机部队,是美军“全球到达、全球作战、全球 力量”战略得以实现的重要保障。而优秀的运输机,以及以此为改型的各种空中加油机、 指挥预警机,是一个国家空军实力的重要支撑。目前我国空军的战略运输能力与美俄差 距较大,我国主要的大型军用运输机还是依靠俄罗斯的 IL-78、Tu-154,自主研发的运-8、运-9 在运载量、航程以及航速上都有较大的局限性,不能满足我军的战略需求。在第 12 届中国国际航空航天博览会上,我国空军副司令徐安祥介绍:中国空军将按“三 步走”规划逐步实现建设世界一流空军的目标:第一步是到 2020 年基本跨入战略空军 的门槛,搭建起以第四代装备为骨干、第三代装备为主体的力量体系、指挥体系、作战 体系和保障体系;第二步是从 2020 年到 2035 年,基本形成战略空军的能力,力量体 系将更加完备、科学、合理;第三步是从 2035 年到本世纪中叶,建成世界一流战略空 军。目前我国航空装备无论在数量上还是在质量上与世界一流均有明显差距,预计我国将长 期保持在航空装备领域的中高速投入,而随着航空装备需求的增长必将带动我国军用航 空发动机行业的稳步增长。2、未来我国军用航空发动机市场年均超 700 亿人民币 2019 年 3 月 5 日,国务院报告披露, 2019 年我国国防支出预算 11899 亿元,相比 2018 年国防支出 11070 亿元,增长约 7.5%。2019 年 7 月 24 日,《新时代的中国国防》白皮书发布。报告指出,我国军费预算一般 包含三个方面的投入,分别是人员生活费、装备费和训练维护费。纵向对比,装备费占 国防费比例持续提升,从 2010 年的 1773.59 亿元提升至 2017 年的 4288.35 亿元,年 均复合增长率达 13.44%;我国目前未详细披露装备费使用情况。但如参照 2019 年美国军费预算使用情况来看, 美国 2019 年美国军费预算中用于采购、研发和的测试评估的费用高达 2367 亿美金,其 中 1443 亿用来主要用于装备采购,924 亿主要用于研发。这当中主要国防采办项目共 计 923 亿。从占比来看,用于任务支援保障的采购金额 668 亿。具体装备方面,航空装备相关的采 购排名第一,金额高达 552 亿美金,总占比 23%,如剔除任务支援保障采购费用,在 具体装备中,采购费用占比达到 32.5%。我们假设我国军费开支中,装备费占比维持在 33%,同时装备采购费的使用结构与美 国相同,则 2019 年,我国军费中装备费达到 3927 亿,用于航空装备的采购费用为 1276 亿。2018 年,我国主要航空主机厂中,沈飞、西飞、陕飞、洪都主要资产均已上市,直升 机业务中零部件资产已上市,哈飞和昌飞的总装资产未上市,另外成飞、贵飞也还未实 现上市,通过横向对比,预计上述主机厂 2018 年总收入在 1092 亿元左右,再考虑到 如无人机采购、进口采购等未统计部分,市场规模与我们测算的数据大致相当,具有一 定参考性。根据中国产业信息网数据,航空发动机在飞机中的价值链占比在 20-25%之间。参照上 述数据,对应我国航空发动机的市场将达到 319 亿人民币。从另一个角度,如我们自下而上,通过预测未来 10 年我国对各型飞机及其配套航空发 动机的市场需求来进行预测:因此,我们预测未来十年中国军用发动机新增设备市场容量约为 498 亿美元,对应年 均 340 亿人民币,与我们此前预测的市场空间基本匹配,平均 330 亿人民币。 另外,由于军用航空发动机的维护要求较高,所以其后续维护保养的费用较高,且有逐 步增大的趋势,通过公开论文披露的数据,军用航空发动机维护保障的费用已经超过了 购置费用。因此我们按购置费用的 1.2 倍来预计维护保障费用,则未来 10 年我国年均 航空发动机维护保障市场空间为 396 亿人民币。综上测算,未来 10 年我国军用航空发动机市场空间约为 1067.6 亿美元,年均 726 亿 人民币。2018 年,我国主要的航空发动机供应商航发动力实现收入 231 亿,如剔除 外贸转包等业务,其核心航空发动机产品收入 197 亿。对比我国军用发动机总市场空 间,预计目前我国航空发动机的国产化率仍有较大提升空间。另外,虽然由于其他航空 发动机维修厂的数据不可得,但仅从航发动力的情况来看,目前我国航空发动机的维修 能力也存在不足。未来随着新型航空发动机的成熟,以及产能提升,我国军用航空发动 机的总量增长,国产替代,以及维修市场,三者将为我国航空发动机产业提供巨大的市 场空间。 (三)我国军用航空发动机加速追赶,进入型号放量期 1、我国军用发动机现状:长期受制于人,国产发动机渐成主力 仿制为主,严重制约了航空工业的发展:军用航空发动机方面,很长一段时期,俄罗斯 战机和发动机是我们唯一的进口来源和学习对象,我国历史上的一系列发动机全部在走 仿制俄式的路线。直到现在,这个情况依然存在,过去 10 年我国从俄罗斯分批进口了 约 400 台 AL-31F 发动机,用于装备歼-11 和歼-10。这种状况对我国的先进战机装备进 度和对外军售都造成了很大的制约。正因为多年来我们主要走的是仿制路线,缺乏必要 的技术积累,使得发动机技术发展严重滞后,多年来一直是我国航空工业发展的短板。2、现有型号逐渐成熟,未来成体系化发展,进入收获期 尽管历经磨难,经过近 70 年的发展,我国已建立了相对完整的航空发动机研制生产体 系,具备了涡桨、涡喷、涡扇、涡轴等类发动机的系列研制生产能力。目前我国在役歼 击机、强击机、轰炸机、歼击轰炸机等主战飞机已批量使用国产涡扇发动机,同时仅有 部分三代战机仍然装配的是进口发动机。运输机方面,运-7、运-8 等运输机使用的涡 桨发动机全部国产化,运-20 目前装备的仍是进口发动机。直升机方面,随着直-9、直 -8、直-10 等整体技术的成熟,我国已经在引进的基础上实现涡轴-8、涡轴-6、涡轴-16 发动机的系列化发展。目前我国现有发动机谱系已逐步成熟。2012 年 9 月 8 日,先进航空发动机协同创新中心由北京航空航天大学和中国航空工业 集团公司联合发起成立,旨在通过原始创新推动我国先进航空发动机实现自主研发。据 中心披露的程度任务情况来看, 中国航空发动机发展已经进入快车道,一系列新型发 动机项目正在进入关键攻关阶段。2018 年 11 月 6 日,第十二届中国国际航空航天博览会在珠海开幕,换装了新型矢量尾 喷管的歼-10B 推力矢量验证机进行了精彩绝伦的单机飞行表演,上演了“落叶飘”、“眼 镜蛇机动”等多个高难度飞行动作。安装隐身轴对称柔性矢量喷管的歼-10B 飞机公开 进行飞行表演,标志着我国矢量发动机走向了实装化的道路,也标志着 WS-10 发动机 已经具有较高的成熟度,衍生型号逐渐涌现。现代航空发动机系列化发展的最主要途径是保持一台成熟的核心机基本几何参数不变 的条件下,通过改变风扇或低压压气机直径和级数以及涡轮的冷却技术或材料来改变发 动机的主要循环参数,如压比、涵道比、空气流量、涡轮进口温度等,从而获得不同性 能和用途的发动机。在同一核心机上配上不同的“风扇、低压涡轮、加力燃烧室等低压 部件及相关系统”,就可以以较低的风险研制出覆盖一定推力(功率)范围的一系列发 动机。满足不同用途飞机对动力的需要,从而实现核心机的多用途目标。利用多用途核 心机发展系列发动机的道路一直受到了航空发达国家的高度重视,并成为发动机系列发 展的主要技术途径。如惠普公司就开展的多用途核心机研究中采用 F119 核心机作为基准核心机,推力覆盖 范围为 2940~12740daN,可用于战斗机、教练机、轰炸机、运输机等六类飞机。GE 公司也采取同样的发展思路,利用 GE23 先进技术验证机的预研核心机,开发出了推力 范围为 3 920~14 700 daN 的系列发动机。我们认为,随着现有型号的逐步成熟,我国航空发动机已进入新的发展阶段,以 WS-10 为代表的三代发动机逐步成熟,成为我国航空动力的中坚力量,并进行系列化发展,同 时还有一系列新型发动机项目正在进入关键攻关阶段,有望陆续实现定型、批产。看好 行业发展前景。四、我国航空发动机产业链发展状况(一)产业链格局稳定,军民融合完善产业链建设 航空发动机是一个进入门槛极高的行业,全球范围内呈现出典型的寡头垄断格局。目前 能够独立研发大推力航空发动机产品的,主要是美国、欧洲的英国和法国。此外俄罗斯 也自成系统,尤其是在军用航空发动机上有比较强的实力,但在商用市场上没有竞争力, 整体呈现三极格局。在行业巨头地位稳固的情况下,航空发动机行业逐步形成了主承包商-供应商发展模式, 任何一家主流发动机公司都指数前台,他们的身后则有一列长长的供应商名单。出于政 治和商业的考虑,任何一家主要发动机公司都将大量的生产工作甚至一些零部件/子系 统的研发工作转包出去,以此提升合作关系并分担技术及商业风险。以罗·罗公司为例,公司从 2004 年开始就只生产其最终产品所以零部件中附加值最高 的 30%,而将余下的 70%转包出去,从而在风险可控的前提下,尽可能地降低发动机 全部零件的制造与采购成本。罗·罗认为具有竞争力的核心零部件必须自行生产;非核 心零部件如果有足够的竞争力也会自行生产;竞争性不强的核心零部件生产必须受控, 即在合作伙伴企业或合资企业中生产;不是核心零部件,竞争性又不高的零部件则完全 可以进行外部采购。(二)航发集团是我国航空发动机研制的核心 1、航发集团产品谱系完整,下属上市公司分工明确 中国航空发动机集团有限公司(简称:中国航发,AECC)是中央直接管理的军工企业, 由国资委、北京国有资本经营管理中心、中国航空工业集团有限公司、中国商用飞机有 限责任公司共同出资组建。下辖 27 家直属企事业单位,拥有 3 家主板上市公司,现有 职工 8 万余人,拥有包括 7 名院士、200 余名国家级专家学者在内的一大批高素质、创 新型科技人才。建有多个国防科技重点实验室、创新中心,具有较强的科研生产能力, 以及较为完整的军民用航空发动机、燃气轮机研发制造体系与试验检测能力。主要从事 航空发动机、辅助动力、燃气轮机、飞机和直升机传动系统的研制、生产、维修和服务;从事航空材料及其它先进材料的研发与制造。中国航发设计生产的涡喷、涡扇、涡轴、 涡桨、活塞发动机和燃气轮机等产品,广泛配装于各类军民用飞机、直升机和大型舰艇、 中小型发电机组,客户涉及航空、航天、船舶、能源等多个领域,为我国国防武器装备 建设和国民经济发展作出了突出贡献。中国航发下属六大航空发动机主机厂,2008 年集团下属西航集团以航空发动机批量制 造等业务及相关资产,通过重组、定向增发等方式借壳上市,重组后,主营业务变更为 航空发动机批量制造及修理等,名称变更为航空动力。2014 年,公司采取发行股份购 买资产的方式,向中航工业、发动机控股、西航集团、贵航集团、黎阳集团、华融公司、 东方公司、北京国管中心等 8 家资产注入方定向发行股份,购买 7 家标的公司的股权 及西航集团拟注入资产。此次重组后航发动力(600893.SH)完成了国内航空发动机行 业最大规模的整合,国内六大航空发动机主机厂,除了成发和东安以外,均注入到上市 公司中,纳入到公司的统一管理,从而具备了涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞全种类军 用航空发动机武器装备科研生产许可资质,是三代主战机型发动机国内唯一供应商,集 成了我国航空动力装置主机业务的几乎全部型谱,发动机主机产业链得到完善和优化, 公司自此也确立为航空发动机生产和维修的产业平台和资本平台,成为承载我国航空发 动机事业的主体,当之无愧的行业龙头。2、相较国外巨头仍有巨大发展空间航发集团下属三家上市公司,其中航发动力拥有四家核心主机厂,是承载我国航空发动 机事业的主体,集成了我国航空动力装置主机业务的几乎全部型谱,是国内主战机型发 动机国内唯一供应商。但是相较于国外航空发动机巨头,航发动力仍然差距明显,仍有 较大空间亟待追赶。从经营情况来看, GE 近年在多元发展中的金融业务部门出现较大亏损,拖累整体业务, 但 GE 的航空发动机业务仍稳居世界第一,凭借公司的技术实力,牢牢把控宽体客机和 单通道客机的航空发动机市场份额,同时利润率明显高于行业其他。 UTC 子公司 Pratt & Whitney 凭借其在 F35 战机中巨额的军品订单,收入规模从 17 年开始向上爬坡,近年 来增长势头较好。而 RR 因为其 Trent 1000 的设计技术问题,导致其在民航市场的份 额不断萎缩,同时花费了大量维修、研发经费,拖累了整体经营情况。而对比国外巨头,航发动力首先在规模上有明显差距,仅比较各家航空发动机业务数据, 我国的航发动力在收入规模上与国外相差了 5-10 倍;在利润规模上相差 3-35 倍;在资 产规模上,相差 3-5 倍。从收入构成上来看。按最终客户可分为军品收入与民品收入,按产品类型又可分为整机 收入与维修服务收入。目前,国外行业龙头的下游客户均以民品收入,军品收入仅占到 总收入的 20-30%。此外,国外龙头的业务较为成熟,一般而言发动机整机收入与后续 的维修服务收入大致相当,在总收入中占到 50%-60%,其中比较特殊的是由于 P&W 公司新型军用发动机 F135 刚进入批量交付初期,目前维修业务占比相对较低。与国外行业巨头相比,目前我国民用航空发动机市场还是一片空白等待开拓。同时目前 军品生产任务繁重,维修服务能力研制不足,预计维修业务占比仅 20%。同时目前我 国军机中仍有一大部分使用的是进口发动机,未来仍有大量国产替代的需求空间。我们 认为,随着我国航空发动机产业逐步成熟,成熟型号进入批产阶段,未来将有充足的发 展空间,强烈看好我国航空发动机产业的发展前景。从盈利能力上看,GE 凭借其在民用市场绝对的领先优势,盈利能力远超行业平均,RR 公司则因为民用发动机技术故障问题,近年来民用航空发动机业务经营状况较差。而航 发动力相较国外龙头,在毛利率上相差不大,但在营业利润率上长期偏低。航发动力在 人均产值、资产利用率上相较国外明显偏低,,我们认为,国内企业在经营效率上仍有 提升空间。(三)一代新材料,一代新型发动机,材料领域有望先行成长 航空发动机是在高温、高压、高速旋转的恶劣环境条件下长期可靠工作的复杂热力机械,在各类武器装备中,航空发动机对材料和制造技术的依存度最为突出,航空发动机高转 速、高温的苛刻使用条件和长寿命、高可靠性的工作要求,把对材料和制造技术的要求 逼到了极限。材料和工艺技术的发展促进了发动机更新换代,如:第一、二代发动机的 主要结构件均为金属材料,第三代发动机开始应用复合材料及先进的工艺技术,第四代 发动机广泛应用复合材料及先进的工艺技术,充分体现了一代新材料、一代新型发动机 的特点。在航空发动机研制过程中,设计是主导,材料是基础,制造是保障,试验是关键。从总 体上看,航空发动机部件正向着高温、高压比、高可靠性发展,航空发动机结构向着轻 量化、整体化、复合化的方向发展,发动机性能的改进一半靠材料。据预测,新材料、 新工艺和新结构对推重比 1215 一级发动机的贡献率将达到 50%以上,从未来发展来 看,甚至可占约 2/3。因此,先进的材料和制造技术保证了新材料构件及新型结构的实 现,使发动机质量不断减轻,发动机的效率、使用寿命、稳定性和可靠性不断提高,可 以说没有先进的材料和制造技术就没有更先进的航空发动机。正是由于不断提高的航空发动机性能对发动机材料与制造技术提出了更高的要求,各航 空发达国家都投人了大量人力、物力和财力,对航空发动机用的材料与制造技术进行全 面、深人的研究,取得了丰硕的成果,满足了先进发动机的技术要求。从国外航空发动 机材料与制造技术的发展情况来看,加强材料与制造技术工程化研究是缩短发动机研制 周期、减少应用风险、增加研制投人产出比最有效的途径之一。因此从 20 世纪 70 年 代至今,航空发达国家安排了一系列的发动机材料和制造技术工程化研究计划,规划了 整个材料和制造技术领域的发展方向,为各种先进军、民用发动机提供了坚实的技术基 础。如美国综合高性能发动机技术(IHPTET)计划、下一代制造技术计划(NG-MTI), 美国空军复合材料经济可承受性计划(CAI)等。航空发动机的发展方向是提高涡轮前温度、提高压气机增压比和降低油耗,现代航空发 动机结构材料总的发展趋势是,2000 年以后传统金属材料和工艺将逐渐被一些新型材 料和先进制造技术所代替。其主要的特点是:(1)采用带热障涂层和各种先进冷却方式的单晶涡轮叶片或无冷却陶瓷、C/C 复合整体 涡轮,以适应 1650℃以上使用和满足减重要求。(2)减少压气机级数,采用整体结构;用高温钛合金和金属间化合物制造低展弦比无凸 台空心叶片。(3)燃烧室采用短环形、浮壁结构,由金属发展到陶瓷浮壁、整体结构。(4)长寿命和降低全寿命成本,如 F-119 发动机总寿命为 8000h,发动机冷端和热端寿 命要求分别达到 4000h 和 2000h。从发动机所用材料的趋势来看,碳纤维复合材料、陶瓷基复合材料、钛铝化合物、金属 基复合材料的用量占比在不断提升。我们认为,我国航空发动机产业的发展必然离不开上游原材料领域技术的支撑,随着现 代航空工业对航空发动机的性能要求越来越高,对高端新材料的需求也将更加旺盛。作 为行业上游领域,看好行业景气度在航空发动机用相关材料领域的先行反应。五、航空发动机产业链投资策略(一)国家投资力度不断加大,助力国产发动机技术突破 2016 年 5 月,中国航空发动机集团完成注册,7 月中旬国资委公告正式成为央企的一 员,排名第十一位,8 月底正式揭牌成立,集团注册资本 500 亿元,总资产 1027 亿元, 2016 年实现收入 446 亿,归母净利润 10 亿元。根据国资委公告,航发集团位列国家 电网、“两桶油”和三大运营商等超大副部级央企之前,排名第十一位,在央企加速整 合数目不断减少的趋势下,航发集团作为新央企的成立无疑表明国家对振兴航空发动机 产业的决心,标志着中国航空发动机一个崭新时代的到来。在原有的航空工业体制下面,发动机的发展依附于飞机,有一个飞机型号才能对应存在 一个发动机型号,飞机型号研发受阻,相应的发动机型号也随之受到影响,而发动机的 研制周期往往比飞机要长,从而导致发动机始终滞后于飞机的发展。飞发分离符合国际 惯例,有助于航空发动机产业的独立发展。2016 年 11 月 24 日,工信部部长苗圩在全国工业和信息化创新大会上介绍,“十三五” 期间,我国将以组织实施重大科技专项为抓手,持续推进高端装备制造业的发展,全面启 动实施航空发动机和燃气轮机重大专项。两机重大专项的实施将提供强有力保障,从 2015 年写入政府工作报告,到 2016 年底 工信部表示十三五期间要全面启动实施,再到 2017 年初新央企航发集团年度工作会上 表示要狠抓重点型号研制与“两机”专项实施,说明重大专项已经逐步落地实施,整体 规模预计将超过千亿,制约航空发动机研制的资金瓶颈有望破局。除了国家政策层面的支持,目前以航发资产、惠华基金为代表的国家队也在积极借助资 本市场为产业链上的企业赋能。我们认为重大专项的实施以及国家发动机公司的成立,将在资金投入以及体制变革两方 面对航空发动机产业带来明显推动,体现了国家对航空发动机事业的高度重视,根治航 空“心脏病”的决心,同时以航发资产、惠华基金等为代表的国家资本积极通过资本市 场投资航空发动机产业链上游企业,帮助产业链实现均衡全面发展,我国航空发动机产 业将迎来历史发展机遇。(二)航空发动机产业链梳理 航空发动机被称为现代工业皇冠上的明珠,能够研发先进航空发动机的是一个国家制造业强大,衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础和综合国力的重要标志。航空发动 机由上万个零件紧密组装而成。从产品类型上大致可分为发动机整机、动力控制系统、 热端部件(燃烧室、导向器、涡轮叶片、涡轮盘),零部件(机匣、环件、齿轮、轴承 等锻/铸造件及钣金件),动力控制系统,原材料等大领域。在产业链上汇聚了大量优质 的企业。(三)重点推荐标的 航空发动机产业难度高、投资大、周期长,是典型的寡头垄断型航业,目前具备燃气涡 轮航空发动机生产能力的只有美、英、法、俄和中国。目前我国航空发动机的制造主要 集中在航发集团和中国商发。2017 年我国两机专项正式实施,有效促进了航空发动机 的研发进程。目前我国军用发动机已形成谱系化发展格局,第三代发动机逐步成熟,新 型发动机进入攻关阶段。我国民用航空发动机坐拥全球最大民航市场,未来发展潜力巨 大。在国家大力支持以及外部竞争加剧的背景下,预计我国航空发动机产业将加速发展。建议重点关注以下方向:1)航发集团在产业链上具有绝对垄断地位,有望最先受益,重点关注:航发动力,航 发控制。另外新型发动机有望实现国产替代的航发科技。2)借助军民融合推进,成长速度快的零部件供应商以及具有高壁垒的材料供应商,重 点关注:三角防务、钢研高纳,宝钛股份,万泽股份,应流股份等。3)发动机后市场服务未来将随存量打开,重点关注:发动机健康管理系统供应商航新 科技、3D 打印等先进制造工艺:铂力特、西部超导。(四)重点公司介绍 1、航发动力 公司是我国航空发动机的主要研制和生产商,航空发动机产品覆盖我国大、中、小推力 涡轮、涡喷、涡桨等发动机。我国航空装备正处于高速发展期,多型战斗机、运输机以 及直升机加速列装,数量不断增多,对发动机需求量日益增加,而随着国产军用航空发 动机成熟度不断提高,未来一方面国产化替代进程稳步推进,整体数量规模将不断加大, 另一方面维修业务也会持续增长,预计公司收入将保持增长并不断加快;2019 年 7 月,公司发布《发行股份购买资产暨关联交易预案》,推进市场化债转股,公 司引入国发基金、国家军民融合产业投资基金、交银投资、鑫麦穗投资、中国东方、工 融金投 6 家投资者对公司下属三家全资子公司黎明公司、黎阳动力、南方公司进行增资 65 亿。同时,中国航发将以国拨资金形成的国有独享资本公积合计 19.80 亿对三家标 的公司增资。增资完成后,航发动力拟分别向中国航发及 6 家投资者股份收购其持有的 黎明公司、黎阳动力、南方公司全部股权,本次发行价格确定为 20.56 元/股。我们认为,本次重组完成后,标的公司资产负债率显著降低并节约利息费用支出,有利 于减轻企业经营压力,增强经营活力,为标的公司实施技术改造、转型升级奠定坚实基 础,有助于解决黎明公司、黎阳动力、南方公司发展困境,是航发动力供给侧结构性改 革的重要举措。预计 2019-2021 年公司归母净利润分别为 10.77 亿、13.86 亿、16.33 亿,维持“强烈 推荐” 评级!2、航发科技 公司业务包括内贸航空及衍生产品、外贸产品以及工业民品三大板块。内贸航空及衍生 产品方面,公司统筹推进内贸航空及衍生产品的科研生产任务,业务发展态势良好;外 贸产品方面,公司紧紧把握 “调结构,提水平,增效益”的原则,坚定不移推进外贸 产品结构调整,坚决去除非主业业务和盈利能力低的产品,不断增强盈利能力,全面推 进外贸业务转型升级,外贸转包订单呈持续上升趋势。我们认为,随着全球民用航空市 场的持续发展以及公司技术水平的不断提升,未来公司有望在航发外贸市场扩大市场份 额,为公司业绩增长提供持续动力。3、航发控制 公司主要从事航空发动机控制系统及衍生产品、国际合作业务、非航空产品及其他三大 业务。其中,航空发动机控制系统及衍生产品主要包括航空发动机控制系统及衍生产品 的研制、生产、修理、销售与服务保障;国际合作业务主要是为国外知名航空企业提供 民用航空精密零部件的转包生产,如航空发动机摇臂、飞控系统和燃油系统滑阀偶件及 其他精密零件的制造。航空发动机控制系统主要完成对主、加力燃油的供油控制、尾喷管控制以及发动机的状 态监视和故障诊断,是发动机动作的执行机构。公司作为国内重要航空发动机控制系统 研制与生产企业,在军用市场具有强大的竞争优势。我们认为,我国航空装备正处于高 速发展期,多型战斗机、运输机以及直升机加速列装,数量不断增多,对发动机需求量 日益增加,公司作为我国航发控制系统的领军企业,预计公司业绩有望稳步增长。4、宝钛股份 公司是我国最大的以钛及钛合金为主的专业化稀有金属生产科研基地,主导产品钛材年 产量位居世界同类企业前列。钛材广泛应用于航空、航天、船舶领域,公司在国内市场 处于领先地位,是美国波音、法国空客、法国斯奈克玛、美国古德里奇、加拿大庞巴迪、 英国罗尔斯-罗伊斯等公司的战略合作伙伴。由于钛合金用于制造飞机发动机和机体能够有效地提高发动机推重比和机体机构效率, 新机型飞机上所用钛合金材料的比例不断提升。预计随着我国新型战斗机、运输机以及 直升机加速列装,将对公司的高端钛材的产生长期的需求。2019 年 10 月,公司公告拟非公开发行募集资金不超过 21 亿元,用于高品质钛锭、管 材、型材生产线建设项目、宇航级宽幅钛合金板材、带箔材建设项目、检测、检验中心 及科研中试平台建设等项目,加强高端钛材生产及技术。5、钢研高纳 公司目前是国内高端和新型高温合金制品生产规模最大的企业之一,拥有年生产超千吨 航空航天用高温合金母合金的能力以及航天发动机用精铸件的能力,在变形高温合金盘 锻件和汽轮机叶片防护片等方面具有先进的生产技术,具有制造先进航空发动机亟需的 粉末高温合金和 ODS 合金的生产技术和能力。高温合金是制造航空航天发动机热端部件的关键材料,在先进的航空发动机中,高温合 金用量占发动机总重量的 40%-60%以上。预计随着我国航空发动机技术不断提升, 新型号逐渐成熟,对于高温合金的需求将不断提升,我国发展自主航空航天产业研制先 进发动机,将带来市场对高端和新型高温合金的需求增加。6、三角防务 公司主营业务为航空、航天、船舶等领域的锻件产品的研制、生产、销售和服务。在航 空领域,公司为我国军用和民用航空飞行器提供包括关键的结构件和发动机盘件在内的 各类大型模锻件和自由锻件,也是公司占比最大的业务类型。公司拥有的 400MN 大 型模锻液压机是目前世界上最大的单缸精密模锻液压机,具有刚性好、压力稳定、压制 精度高、生产工艺范围宽广、批量锻件一致性好等特点。公司借助 400MN 大型模锻 液压机设备参与新一代战斗机、大型运输机等军工装备重要型号的预研到定型的整个阶 段,成功进入主机厂的供应商体系;未来随着主机厂新一代装备的批量化生产,公司的 规模与业绩将会呈现持续增长的态势。7、航新科技 公司是国内领先的航空机载设备综合运营保障服务商,业务已覆盖设备研制及保障、航 空维修及服务两大领域。公司近期拟通过发行可转债募集资金总额不超过人民币 25,000 万元(含发行费用),扣除发行费用后将投资于发动机健康管理项目、研发中心 项目以及用于补充流动资金。发动机健康安全系统可以提高发动机安全性,提高发动机 的维护效率,降低发动机维护成本,项目实施后,公司在飞机健康管理领域将形成完整 产品线,巩固市场优势。预测 2019-2021 年公司归母净利润分别为 0.75 亿、0.98 亿和 1.23 亿元,给与“强 烈推荐-A”评级!……(报告来源:招商证券)如需报告原文档请登录【未来智库】。

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汽车行业研究及2020策略报告:竞争加剧,寻找alpha

(获取报告请搜索“未来智库”,登录下载。)一、行业今年以来表现:低位运行,估值洼地一季度随着对于行业复苏的高预期,板块走势较为强势,二季度起由于国六切换的影响, 行业复苏在表观销量上被证伪,板块回吐年初涨幅,并持续低位运行。申万汽车行业指 数年初至今涨幅为+9.64%,在申万一级行业中排名 22/28。汽车经营业绩表现分板块看: 整车前三季度表现:货车>客车>乘用车。整体而言,19 年前三季度商用车的表现 优于乘用车。收入端,乘用车/客车/货车收入分别同比-8.0%/+6.2%/+5.5%;利润 端,乘用车/客车/货车分别同比-42.7%/+45.0%/+57.7%。 零部件前三季度表现:轮胎>动力系统>轮毂>内外饰件>热管理>汽车电子>铝合 金压铸件>NVH。业绩方面,轮胎在今年前三季度整体表现较好,收入同比+5.3%, 受上游原材料价格下降以及海外产能投放的影响,利润同比+52.5%,在零部件行业 中一枝独秀。除轮胎行业以外,动力系统加工行业前三季度利润同比-8.9%,其余子 行业均呈现两位数的利润降幅。 经销商前三季度收入同比-7.6%,归母净利润同比-79.4%。二、乘用车景气度回暖,2020 年销量有望转正2.1 销量逐月环比好转,景气度趋势向上根据中汽协披露销量数据,2019 年 1-10 月乘用车销量 1716.31 万辆,同比下降 10.91%。从单月来看,10 月份乘用车销量 192.77 万辆,同比下降 5.82%,较 8 月 降幅收窄 0.48PCT。从 2018 年 9 月至今年 5 月,乘用车销量降幅都在两位数以上(除 2019M3)。分车型来看,2019 年前 10 月各细分车型销量增速均出现较大的下降。 1-10 月 MPV 销量 111.24 万辆,同比下降 20.66%;轿车销量 829.83 万辆,同比下降 11.83%; SUV 销量 743.59 万辆,同比下降 7.95%。单月分析,2019 年 10 月 MVP 和 SUV 降幅 分别收窄 1.92PCT、3.37PCT,而轿车降幅增加 2.43PCT。分国别来看,2019 年前 10 月各车系分化较为明显。2019 年 1-10 月各国乘用车销量 中日系品牌、德系品牌、韩系品牌乘用车销量实现同比正增长,分别增长 14.63%、 9.55%、2.33%。日系车维持高景气主要受益于丰田和本田的新车周期。其他车系中:前 10 月份,自主品牌(-5.03%)、美系(-13.29%)、法系(-51.95%) 均下滑较多,其中美系品牌下滑原因在于长安福特销量大幅下滑。而从 10 月单季销量看,除了自主品牌车系环比改善外(环比+5.08%),其他车系环比 均有所下滑。2.2 三线城市车市逐步复苏,有望贡献主要增量2018 年前房价与汽车销量走势趋同,2018 后逐步背离。根据 70 个大中城市的房价走 势,2012-2015 年及 2015 年-2017 年为两轮房价上涨周期,期间汽车销量增速与房价走 势相同。2018 年之后,房价和汽车销量走势逐步背离,我们理解为长期房价高位透支了 汽车的潜在购买力,同时叠加宏观经济下行,造成汽车销量增速逐步下行。分城市级别来看,房价和汽车销量的背离趋势更为明显。2017 年初一线城市房价领涨, 而一线城市的汽车零售销量(交强险数量)增速低于二线和三线城市。2017 年下半年, 二线和三线城市房价领涨,其涨幅也陆续超过一线城市,从交强险增速来看,二三线汽 车销量增速低于一线城市。2017 年之后房价和汽车销量表现出明显的背离现象。三线及以下城市为国内汽车消费主力市场。从销量占比来看,约占国内乘用车市场一半 销量,但从趋势来看,自 2017 年以来持续下行,从单月销量最高点 54%逐步降至 2019 年 42.6%左右。以年度口径统计,2016-2018 年及 2019 年前 10 个月三线及以下城市交 强险占比分别为 48.3/47.8/45.5/44.6%。70 个大中城市价格三线城市在今年 6 月出现明显拐点,下降幅度较大,而汽车零售销量 从 7 月起三线城市逐步抬升,与一线城市销量增速差值逐步收窄。随着地产价格走势逐步放缓,我们认为地产对汽车销量的影响和挤出效应逐步减弱,行 业销量将回归至自身周期轨道上。同时从三季度起可以看到三线及以下汽车零售增速逐 步回暖,有望在 2020 年贡献行业主要增量。2.2 中期看周期底部,行业逐步复苏本轮乘用车周期已触底。汽车周期从历史数据来看对经济表现具有一定的领先性,而本 轮下滑周期,我们发现从中汽协的批发数据增速(起自 2016 年 9 月)来看,每一轮下 滑周期持续时间一般为 3-4 年。同时从汽车工业产成品存货增速来看,至今持续时间以及下降幅度已达历史经验性底部。 汽车工业产成品存货同比增速每一轮下滑持续周期一般为 24 个月左右,同时单月最大 下滑幅度为 10%左右。本轮下滑周期起自 2017 年 8 月,由于行业利空因素较多,持续 时间已经超过历史均值,但边际改善趋势逐步显现。批发销量下滑幅度自 6 月以来持续维持在个位,行业复苏逻辑基本验证。2019 年 1-10 月累计销售 1717.4 万辆,同比下滑-11%。其中 10 月汽车同比增速-5.8%,连续 5 个月 保持个位数下滑,且自 8 月以来同比增速逐月改善。2.3 远期看我国汽车市场仍有提升空间我国人均汽车保有量仍有较大提升空间。以千人汽车保有量计算,我国 2018 年汽车千 人保有量约为 172,远低于欧美 800 左右,日韩 500 左右的保有量水平。假设我国未来 达到 400 左右的千人保有量,远期我国汽车总保有量为 6 亿台,按照 15 年更新周期, 年销量峰值应在 4000 万左右。关于保有量的一个认知误区。市场以一线城市拥堵水平为参考基准担心我国未来汽车保 有量峰值,但是参考日美发现,一线都市核心地区汽车保有量均低于全国水平。 日本城市汽车保有量排名中,可以看到在人均汽车保有量排名中,日本主要城市东京、 大版、京都等汽车保有量均排名倒数,其中东京排名倒数第一。而在总保有量排名中, 东京甚至不在前 20 中。中长期来看,销量峰值到来的快慢受 GDP 是否能够稳定增长影响。中长期空间刚需确 认后,参考海外,千人保有量能否继续上行与人均 GDP 增速密切相关,从 2011 年起, 随着我国千人保有量突破 100,我国人均 GDP 增速和汽车销量增速中枢出现同步下行。人均 GDP 水平与汽车保有量高度相关。参考海外,汽车千人保有量能否持续增长的一 个重要前提是人均 GDP 能否继续增长,顺利跨越中等国家收入陷阱。我国主要城市千人保有量已经接近 300,远期达到 420 辆/千人为大概率事件。我国我 国 GDP 较高地区,人均汽车保有量已开始接近 300,未来有望进一步提升。我国未来汽车发展空间主要集中在中西部即三四线城市。复盘汽车销量与 GDP 增速高 度相关,行业经验用 R 值衡量判断一个地区的汽车的发展阶段:R=汽车平均售价/当地 人均 GDP,在 R 达到 2-3 的时候当地汽车销量增速提升。我们复盘历史上国内汽车行业销量,用整车工业总产值除以销量代表汽车平均售价,发 现历史上汽车销量的两个高峰期 2001-2003 年,以及 2009-2010 年(虽有购置税优惠政 策刺激)正是一线城市和东部发达省份 R 值降到 3 的时候。目前中西部多个省份 R 值正 处于临界值位置,而随着经济稳定增长,有望撬动中西部地区车市需求。2.4 预计明年行业恢复正增长,头部品牌集中度提升预计行业明年正增长。为估算 2019 年全年乘用车销量,我们主要对历史环比数据进行 参考,并进行一定修正,取 11 月和 12 月环比增速分别为 9%和 7%,求得 2019 年乘用 车批发效率同比下滑约 9%.在此假设下,12 月单月批发销量有望转正。同时对 2020 年 估算全年销量,主要参考 2012-2013 年间的环比增速情况。预计 2020 年行业批发销量 同比增长 0-5%,我们取乐观值偏上限 5%的正增长。行业竞争格局日趋激烈,推出更多的新车型并及时更新换代老款车型成为行业竞争的必 要策略。头部品牌研发/制造优势在今年前三季度已经开始显现,上市新车占比持续提升: 从数量占比看,头部品牌前三季度的上市车型数量同比提升 68%/96%/139%, 行业占比同比提升 15/15/11 PCT。2019 年前三季度,头部品牌(吉利系、上汽 系、广汽系、长城系、长安系)的新上市车型分别为 64/100/139 款,较 2018 年前 三季度的上市车型数量同比提升 68%/96%/139%。同时前三季度,头部品牌的上 市车型数量占行业比例为 38%/36%/39%,较去年同期同比提升 15/15/11 PCT。 从新车型价格看,头部品牌在低端市场的新车布局较行业整体领先一个季度。从价 格看,同样以入门款的最低指导价计,2019 年单三季度,10 万以下/10-20 万/2030 万 /30 万 以 上 各 价 位 中 , 头 部 品 牌 的 新 上 市 车 型 数 量 占 比 分 别 为 47.5%/39.5%/9.4%/3.6%,较 18 年三季度同比+3/+6.2/-11.3/+2.0 PCT,较今年 二季度环比-7.5/+6.6/-0.6/+1.60 PCT。头部品牌对于低端市场的车型布局,在二季 度达到高点,较行业整体提前了一个季度。行业格局重塑,一线龙头集中度逐步提升。2017 年国内车市进入下行通道,并受到购置 税优惠政策透支效应,尾气排放升级提前实施等多重因素影响,一线龙头集中度逐步提 升,市场格局正在出清。根据我们统计目前国内生产乘用车的厂商约有百家左右,而海 外经验来看,行业集中度提升是必然趋势,尾部企业面临淘汰。龙头集中效应体现,看好一线整车龙头。我们认为这一轮行业下滑周期对行业格局出清 有着重要的作用,一线合资和自主龙头市场集中度得到提升,随着行业复苏将显著受益, 自主品牌我们看好吉利汽车、长安汽车,合资品牌看好丰田和大众,建议关注广汽集团 何上汽集团。四、结构分化下聚焦高景气度细分市场4.1 智能驾驶:ADAS 渗透加速,看好毫米波雷达国产替代逻辑4.1.1 智能驾驶各项功能加速渗透我们采用爬虫对目前 5353 款在售车型进行了配置抓取,重点分析目前自动驾驶单项必 备功能当前的车型渗透率。发现上市新车的各项功能渗透率 2018 年快速增长,2019 年 在车企受降本压力增加影响的背景下,各项功能渗透率仍保持增长趋势,但增速放缓。 此外各项配置将向中低价车市进行渗透,其中 10-20 万指导价区间的新车配置渗透率显 著加速。 定速巡航/自适应巡航 2019Q3 新车渗透率为 48.5%/15.5%2019 年 3 季度上市新车 1142 款中配置定速巡航有 559 款(48.5%),配置 ACC 自适应 巡航有 178 款(15.5%),相比去年同期渗透率分别+0.7/2.2 pct。分指导价区间来看, 小于 10 万元、10-20 万元、20-30 万元、大于 30 万元级别车定速巡航 2019Q3 渗透率 为 45.3%/53.8%/58.8%/52.3%,自适应巡航渗透率为 1.4%/17.9%/ 31.3%/46.5%。目前 10 万元以上级别车渗透率达 50%以上,已大范围配置,主要发展空间在 10 万元以 下车型,其渗透率由 2018Q1 的 38.0%提升至 45.3%。各个价格区间自适应巡还未大范 围配置,整体渗透率在稳步提升。此外 30 万元以上级别车标配定速巡航以及自适应巡航 的整体渗透率接近 99%,未来高端车配置趋势以自适应巡航替代定速巡航为主。 车道保持 2019Q3 新车渗透率为 18.8%,同比提升 1.8pct2019 年 3 季度上市新车 1142 款中配置车道保持有 217 款(18.8%),相比去年同期渗 透率+1.8 pct。分指导价区间来看,小于 10 万元、10-20 万元、20-30 万元、大于 30 万 元级别车车道保持 2019Q3 渗透率为 1.4%/20.7%/34.4%/68.6%。目前 30 万以上级别车配置比例维持在 70%左右,2019Q1 主要由于奥迪 A6L、奔驰 E 级 全系选配影响有所波动。而 10-20 万元、20-30 万元级别车渗透提速,由 2018Q1 的 10.6%/23.8%提升 10.1/10.5pct,整体来看车道保持向中低级别车型渗透为大势所趋。 主动刹车 2019Q3 新车渗透率为 24.7%,同比提升 4.2pct2019 年 3 季度上市新车 1142 款中配置主动刹车有 284 款(24.7%),相比去年同期渗 透率+4.2pct。分指导价区间来看,小于 10 万元、10-20 万元、20-30 万元、大于 30 万 元级别车主动刹车 2019Q3 渗透率为 1.9%/28.5%/41.2%/81.4%。主动刹车在各项功能中配置比率提升较快,近两年增长主要来源于 40 万元以上车型渗 透率快速提升驱动。目前 30 万以上车型渗透率已达 80%,同时 10-20 万元、20-30 万 元车型渗透率同样显著提升,我们认为未来主动刹车渗透率将主要由中低端车型驱动。 并线辅助 2019Q3 新车渗透率为 16.9%,同比提升 1.0pct2019 年 3 季度上市新车 1142 款中配置并线辅助有 195 款(16.9%),相比去年同期渗 透率+1.0pct。分指导价区间来看,小于 10 万元、10-20 万元、20-30 万元、大于 30 万 元级别车并线辅助 2019Q3 渗透率为 1.4%/17.2%/40.5%/51.2%。20-30 万元车型并线辅助配置提升较快,由 2018Q1 的 9.5%提升至 40.5%,是推动整体 渗透率提升的主要因素。整体来看,目前并线辅助整体渗透率还有较大提升空间。 自动泊车 2019Q3 新车渗透率为 9.2%,同比提升 1.4pct2019 年 3 季度上市新车 1142 款中配置自动泊车有 106 款(9.2%),相比去年同期渗透 率+1.4pct。分指导价区间来看,小于 10 万元、10-20 万元、20-30 万元、大于 30 万元 级别车自动泊车 2019Q3 渗透率为 0.0% /5.4%/17.6%/62.8%。自动泊车目前还未大范围普及,仅有 30 万以上级别车型渗透率提升显著,目前标配比率 已经达到较高水平 62.8%,未来向中低级别车型渗透为大势所趋。 360 环视 2019Q3 新车渗透率为 19.1%,同比减少 1.9pct2019 年 3 季度上市新车 1142 款中配置 360 环视有 220 款(9.2%),相比去年同期渗透 率-1.9pct。分指导价区间来看,小于 10 万元、10-20 万元、20-30 万元、大于 30 万元 级别车 360 环视 2019Q3 渗透率为 5.5%/24.9%/28.2%/26.7%。各个价格区间车型渗透率有所下滑。从选配价格来看360环视价格在3000-11000不等, 平均 5500 左右。配置价格相对其他功能处于较高水平,故在车市竞争加剧,降本压力增 加的情况下配置比率有所下滑。我们认为在车市需求回暖,竞争格局向好阶段 360 环视 渗透率有望重新恢复增长。4.1.2 L2 向低级别车市快速渗透,国产替代逻辑增强通过前文分析我们发现,诸如前碰撞预警、车道偏离预警、车道保持系统、自动泊车辅 助等 L2 级别功能在 30 万元以上车型中已经得到了广泛应用,未来重点发展的方向在于 由 30 万元以下级别车市。我们统计 L1 级别及以上渗透率可以发现,渗透率自 2018 年以来快速提升,从各个价格 区间来看,小于 10 万元、10-20 万元级别车型渗透率提升是主要驱动因素。而重要推手 就是随着自主品牌已率先将 L2 应用到 10 万元价格的乘用车,证明了产品力的提升。L1-L2 级别的自动驾驶是在单一的 ADAS 基础上改进而来,其中 L1 能够在直线加减速或 转向方面实现某一单一功能,而 L2 能够同时实现直线加减速与转向。因此我们将包含同 时直线加减速与转向功能的车型归为 L2 级别,统计可以发现 L2 级别渗透率由 10-20 万 元、20-30 万元车型驱动。其中新增车型主要集中在吉利汽车、长城汽车、长安汽车、 上汽乘用车等自主头部品牌,L2 向低价车市渗透加速。未来两年智能驾驶产业链将出现国产替代逻辑。ADAS 行业的扩容已成必然趋势,且必 然是由 30 万以上级别的车辆向 30 万以下级别车辆的渗透,因此这个过程中需要实现降 本。由于海外的供应商具备先天优势,目前也基本垄断了整个行业,具有较强的话语权, 定价较高。而国内供应商具有价格优势,未来随着 L2 级别自动驾驶向低级别车市快速渗 透,整个行业在未来的两年将有出现国产替代逻辑,打破现有国际巨头垄断地位。未来 2-3 年是供应商扩容国产化替代的快发发展阶段,我们认为毫米波雷达作为 ADAS 感知 层主要传感器,后续将有望率先实现商业化量产落地。4.1.3 毫米波雷达:被国外 Tier1 垄断,国产化在即毫米波是指频率位于 30GHz 到 300GHz 之间的电磁波。近些年,随着毫米波雷达技术水 平的提升和成本的下降,毫米波雷达开始应用于 ADAS,并成为自动驾驶所需的传感器。 当前主要的毫米波段为 24GHz/77GHz,79GHz 是未来发展方向。24GHz 雷达严格意义 上处于厘米波段,但在特性上接近毫米波雷达,因而也被归类入其中;77GHz 是当前车 载毫米波雷达的主要使用频段;而下一代产品 79GHz 雷达兼具远测距和高分辨率的特 点。毫米波最大优势在于可以弥补摄像头的不足,精度较高,穿透雾、灰尘的能力强,能够 全天候全天时工作。不过,毫米波易受干扰,而且难以识别小的物体(会发生衍射现象, 无法接收到反射线)。随着自动驾驶程度加深,对毫米波雷达及摄像头的需求逐渐加大。智能驾驶分为环境感 知、中央决策和底层控制三个环节。感知包括视觉(单目、双目、环视)、雷达(毫米波 雷达、激光雷达、超声波雷达)和高精度地图。目前完全实现 ADAS 各项功能一般需要 “1 长+4 中短”5 个毫米波雷达,如全新奥迪 A4 采用 5 个毫米波雷达(1 长+4 短),奔驰 的 S 级采用 7 个毫米波雷达(1 长+6 短)。此外高阶自动驾驶系统单车还需需配备至少 5 至 7 个摄像头,如特斯拉 Autopilot 2.0 的硬件系统中就包含 8 个摄像头。2020 年车载摄像头、毫米波雷达等市场将进入快速成长期,市场空间有望增长 3 倍。 目前,超声波雷达、毫米波雷达和多摄像头系统已经在高端汽车上应用,随着智能驾驶 发展升温,环境感知技术将快速发展,进一步发挥协同作用。虽然传感器仅仅是自动驾 驶汽车的一部分,但是市场前景十分广阔。我们预计到 2020 年左右全球车载摄像头、毫 米波雷达和摄像头等市场都将进入快速成长期。而根据智研咨询的预测,到 2020 年,车 载毫米波雷达及摄像头的市场空间将增长 3 倍达 303.8 亿元。国际 Tier1 领先,国内企业跟进。目前摄像头、毫米波雷达基本均由国外厂商垄断。目 前摄像头产业有松下、法雷奥、富士通天、大陆、麦格雷占据约 59%的份额,毫米波雷 达则有博世、大陆、Hella、电装、德尔福等占具了市场上几乎所有的份额。目前国内汽 车零部件厂商积极布局自动驾驶传感器领域,建议关注相关标的保隆科技(预计于今年 量产车载摄像头;毫米波雷达在研,进入设计验证阶段) 。4.2 大众产业链:MEB 平台投产,新周期开启大众自 2016 年开始提出 2025 发展规划,将电动化作为未来 10 年的核心战略,全面发 力电动车打造 MEB 平台车型。目前根据 2019 年 11 月第 68 轮计划:集团计划到 2029 年向市场推出多达 75 种全电动车型以及约 60 种混合动力汽车,计划累计电动汽车销 量增加至 2600 万辆,其中基于 MEB 平台 2000 万辆。MEB 脱胎自 MQB,是 大众新一代电动车平台。MEB 平台全称为“电动车模块化平台”, 脱胎自大众 MQB 平台,具有极强的扩展性,可打造不同车身轴距,并根据不同电动车的 需求调校出不同的续航里程。此外,MEB 平台相比 MQB 平台“油改电”方式打造的新 能源车型(如 e-Golf)在续航、成本等方面更具有优势。产能端,MEB 规划全球 8 个生产基地,其中中国两个分别位于安亭/佛山,计划 2020 年投产。根据大众集团的规划,大众汽车将在亚洲、欧洲、北美分别建立 8 个工厂,并 将在此基础上制造基于 MEB 的车型。在德国的 Zwickau 工厂计划于 2019 年底开始生产 紧凑型 ID。中国安亭/上海和佛山也有两个 MEB 工厂正在筹建中,计划于 2020 年开始 生产,总产能为 60 万辆/每年。大众计划到 2022 年,为下一代电动汽车运营 8 个 MEB 工厂。首款车型 I.D.3 下线,获默克尔站台,未来规划 2022 年 27 个车型。德国时间 11 月 4 日,在德国大众汽车的 Zwickau 工厂,德国联邦总理默克尔出席了大众汽车 MEB 纯电平 台首款车 ID.3 的生产启动仪式。根据大众大众集团的规划,到 2022 年,集团的四个品 牌大众,奥迪,SEAT 和 KODA 计划生产 27 种 MEB 车型。MEB 全新平台即将投产,将显著提升产业链相关零部件公司未来增长空间。目前大众 MEB平台项目全球招标基本结束,我们认为未来相关零部件有望受益平台巨额订单红利。 建议关注配套大众 MEB 项目差速器锥齿轮、主动轴、从动轴和 DQ501 项目变速器轴的 精锻科技。4.3 特斯拉国产拉动配套产业链特斯拉的整车装配产能集中在加州工厂,今年投产的上海工厂是特斯拉第一个海外工厂, 具体而言: 加州工厂目前 9 万辆 MS/MX+35 万辆 M3 产能,规划在建 MY 产能: 2012 年 6 月下线第一台 Model S 。截至 2019 年三季度,该工厂目前在产产能包括 9 万辆/年 的 Model S/X 车型以及 35 万辆/年的 Model 3 车型。此外,特斯拉在 2019 年 7 月 作出决定,将在这一工厂中生产 Model Y 车型,根据计划将 2020 年秋季进入生产 阶段。 上海工厂一期投产 15 万辆 M3 产能,全部规划产能合计 50 万辆:特斯拉上海超 级工厂项目总投资达 500 亿元,在 2019 年 1 月正式开工建设。10 月 17 日,上海 工厂获工信部《道路机动车辆生产企业及产品公告》(第 325 批)公示,一期投产产 能 15 万辆/年,年产能将达 50 万辆纯电动整车。目前生产车型为 Model 3。特斯拉在全球范围销售快速增长,上海工厂产能释放后有望迅速占领国内高端新能源汽 车市场。自 2012 年第一辆 Model S 下线以来,特斯拉凭借强力的产品标识与车型竞争 力,销量从 2012 年的 2509 迅速增长至 2019 年 19 万辆,2019 年前三季度销量 13.6 万 辆,同比增长 19%,销量已经占到美国新能源汽车市场的半壁江山。目前特斯拉的销量 仍然受到其产能的制约,上海工厂投产后,有望迅速占领国内高端新能源汽车市场。目前特斯拉已完成第一轮的车型迭代,Model 3 已经成为其主力走量车型。19 年三季 度,特斯拉共生产汽车 9.62 万辆,同环比分别增长 20%/10.5%;其中 ModelS/X 与 Model3 分别生产 1.63/7.98 万辆,分别同比-39.3%/+50%。从交付量看,公司共交付汽 车 9.7 万辆,同环比分别增长 16%/12%,达到特斯拉当前最高交付水平。其中 ModelS/X 与 Model3 分别交付 1.74/7.96 万辆,分别同比-27%/+42%。目前 Model 3 销量占比已 经达到 82%,成为特斯拉目前的主力走量车型。Model 3 国产版配置与目前主流高端电动车较为接近,但凭借巨大的品牌效应,竞争优 势仍然十分明显。特斯拉国产版指导价为 35.58 万元,对比同价位的比亚迪唐 2019 款 四驱版,两者续航里程分别为 460/500km,较为接近。另一方面,Model 3 由于在采用 单电机驱动,在动力性能上并没有明显的优势。而在其他方面,特斯拉轴距更大,同时 采用双叉臂式独立悬挂,更有利于改善操控性能。而在辅助驾驶方面,两者配置均较为 完善。建议关注单车配套价值量较高、收入弹性较大的零部件龙头。上海工厂在开工建设时, 特斯拉 CEO 马斯克表示,上海工厂的产能在未来两三年有望达到 50 万辆/年,按照一期 15 万辆/年,远期 50 万辆/年的产能测算。特斯拉目前国内供应商包括旭升股份、拓普 集团、保隆科技、岱美股份、文灿股份、福耀玻璃、长信科技、四维图新、宁波华翔、 广东鸿图、联创电子等。 从单车价值量看,配套价值量较大包括:华域汽车(配套座椅、保险杠、电池盒等, 估算单车价值量 8000-10000 元);拓普集团(配套 NVH 零部件、底盘结构件、内 饰,估算单车价值量 4000-5000 元);长信科技(配套中控屏,估算价值量 26003000 元);旭升股份(配套变速箱箱体&悬挂、电池组外壳、箱体等,估算价值量 2400-2800 元);三花智控(供应热管理零部件,单车价值量 1200-1400 元)。 以 2018 年的收入为基准,上海工厂一期 15 万辆投产后,收入弹性较大的公司包 括:旭升股份29.1%-33.9%,拓普集团11.2%-14.1%,四维图新5.2%-7.7%, 长信科技 4.0%-4.6%,文灿股份 3.8%-6.1%。五、新能源车政策加码,节能车迎长效发展空间5.1 双积分政策迎完善,促行业健康发展7 月 9 日新能源汽车 “双积分”修正案征求意见稿公布,新增 2021-2023 年新能源汽车 积分比例要求,同时降低单车积分,强化能耗等指标,进一步优化对新能源汽车产业发 展的长效机制。并降低新能源车在车企整体计算燃料消耗量比例,加强对燃油车整体油 耗下降要求。 我们关于新能源车 2019-2023 年的销量预测,其中约束条件和关键假设有:1)2019-2023 年乘用车产量增速分别为-8%/5%/4%/3%/3%;2) 2018 年纯电动车单车平均积分为 4.4 分,为单车最高积分(5)的 87.6%,2020 年开始 单车最高积分为 3.4 分,假设这一比例逐年提升,且 EC 系数不断提升;3)油耗降幅 2019-2023 年分别为 4%/4%/2%/2%/2%5.2 油耗考核趋严及政策支持有望促使节能车领域快速发展我们认为未来传统燃油车的油耗考核对车企是需要重点应对的问题,而之后的油耗考核 我们认为依然压力较大。主要原因有三点: 调减新能源及节能汽车在计算平均燃料消耗量系数。新能源汽车 2021-2023 年倍数 分别为 2.0/1.8/1.6 倍,节能汽车 2021-2023 年倍数分别为 1.4/1.3/1.2 倍. 测试流程的改变,由 NEDC 换成 WLTC。nedc 工况是欧洲由市区运转循环和市郊 运转循环两部分组成。市区循环由 4 个 195 秒的小循环单元,包括怠速,启动,加 速以及减速停车等几个阶段,最高车速 50 km/h。市郊循环时间 400s,最高车速 120 km/h。NEDC 有几个问题:仅有 16 个上升沿,还不及 21 个稳态工况的数量多,而 且 4 个市区小单元还完全一致,导致车辆大部分处在平稳运行过程中。NEDC 工况 全程运行 1180 秒,不能充分反映汽车的油耗。而 WLTC 更贴近实际运行程度,从 严苛程度仅次于美国的 FTP75,测出的油耗上会有 15%-20%的提升。 计算油耗目标值的 GB27999 国标在今年 1 月发的征求意见稿。意见稿 6 月进行了 报批公示,替代之前的 GB27999-2014 乘用车燃料消耗量评价方法及指标,新的国 标对燃油目标值比原来严苛了 10%左右。节能车受到政策支持。一方面严苛的油耗考核迫使行业进一步提升节能车渗透率,另一 方面双积分征求意见稿里提到节能车在计算基数的时候可以按照 0.2 辆计算。我们认为 未来节能车的高速发展不仅是行业满足法规的需要,也是全社会节能减排的需求。5.2.1 混动车型密集上市,丰田称霸市场2018 年混动车型密集上市。2018 年市场出现的一个特点是除丰田将第二代 THS 混动 系统移植到卡罗拉、雷凌和凯美瑞上外,还有多家企业上市了混动自家的混动车型。我 们认为一方面是 CAFC 积分压力使得企业有上油电混动车型的动力,另一个重要原因是 2017 年,丰田的一项“行星齿轮核心专利”到期,该专利解释了如何通过行星齿轮机构 使用内燃机的电动机分配动力,属于丰田 THS 混联式混合动力系统的基础专利。随着该 专利到期,进入油电混合领域的门槛变小。混合动力领域之前由丰田独霸。作为混合动力的创始者,自 1997 年推出第一款车型普 锐斯之后,截止 2016 年底丰田在全球共销售了 1004.9 万辆混合动力汽车,其中普锐斯 销售 398.5 万辆,Aqua(Prius c)累计销量为 138.01 万辆,凯美瑞混动版累计销售 61.47 万辆,Prius α/v/+销售 61.12 万辆。普锐斯车型在全世界范围的成功并没有使其在中国热销,一个很重要的原因就是第一代 THS 系统售价高昂,普锐斯的售价高昂。以 2012 款普锐斯为例,一汽丰田的 CKD 车型 指导价格在 22.98 万-26.98 万之间,而一汽丰田的 2012 款卡罗拉指导价格在 13.2815.18 区间。油耗的节省并不能弥补巨大的价差,这也是普锐斯在国内遇冷的重要原因。 2019 年拥有新能源车路权的 HEV 油电混合上市。在今年广汽丰田和一汽丰田相继推出 卡罗拉以及雷凌的基于 THS 的 PHEV 车型,即双擎 E+。根据公司公告,卡罗拉双擎 E+ 平均售价将在 21.5 万左右,由于纯电续航可以达到 50km 以上并且可以充电,该车型将可以享受国家新能源政策支持。我们认为这款车型堪称 2019 年车市的重磅车型,考虑 其售价、油耗以及最关键的技术平台,对目前市场主流 PHEV 车型带来空前的竞争压力。5.2.2 混动车型产业成熟,多家车企跟进我们统计了目前在售的混动车型,将其与同车系下配置相同的燃油车进行比较,发现在 不考虑发动机的区别下,一套混动系统和普通内燃机系统的价差平均在 1.5-3 万区间, 从油耗上平均节省 2.5-3.5L/百公里。在统计的车型的油耗差别和价格差别的基础上,可以看到几款混动车型的价格弥补公里 数在 7-12 万公里区间,平均值在 9.35 万公里,我们认为在新车的第一个生命周期内, 混动车型在显性使用成本上和普通车型基本达到平价。但混动车型仍有独特的优势,例 如更好的动力性,同时在加油频率上减少带来的时间成本减少以及里程焦虑感的降低。我们假设在 10 万公里的一次使用周期内,以红线为界,处于上方的车型拥有更好的用车 体验,目前混动车型基本可以达到这个限值。混动车型正在逐步进入产业化的成熟阶段。在市场上具有一定的认知度,同时在广州和 天津作为节能车享有一定的政策补贴支持,从目前终端折扣来看,油电混动车型的折扣 率均小于同系列燃油车,终端销售良好。油电混合技术是将内燃机热效率提升,提升燃油的利用率。丰田 THS 系统利用电动机低 速效率高的特点,起步及低速行驶时,2 号电机单独工作,此时没有油耗。当车速上升 到某一零界值(40km/h)时,发动机开始介入工作,此时发动机作为主要动力源进一步 提升车速。正常驾驶,根据行驶工况,当发动机能量过剩时,多余的能量又通过 1 号电 机转换成电能,储存在蓄电池中(无论何时,只要电池电量过低,发动机就会全力驱动 1 号电机发电)。当松开油门或踩下刹车时,发动机停止运转,车轮惯性还会带动 1 号电 机发电,把动能转换成电能储存在蓄电池中,实现能量回收再利用。通用和本田的油电混合在技术上和丰田略有不同。本田采用了一套被称为 i-MMD 的混动 系统,发动机通过离合器连接到发动机输出轴,在离合器前通过齿轮与发电机连接,电 动机直接连接电机输出轴,在发动机输出轴和电机输出轴之间有第三根轴,这根轴将动 力传递到车轮。从架构上来看,本田 i-MMD 属于 P1P3 结构,使用此类型技术的还有上 汽乘用车的 EDU 系统。通用 VoltecⅡ与丰田 THS 3 都属于典型的 Power Split 功率分流式技术架构,又被业内 俗称为 EVT 或 ECVT,PS 技术特征是其一是采用行星排、其二是采用双电机、其三是系 统控制,三者缺一不可。其真正的内涵是通过行星排的三自由度、双电机及智能控制的 互相配合,强劲、顺畅地输出动力。六、运力缺口提升行业保有量,抬升重卡销量中枢6.1 治理超载重卡将带来运力缺口。2019 年 1-8 月国内重卡实现销量 80.5 万辆,同比下滑 2%,其中重卡整车/牵引车/重卡 底盘分别占比 22%/47%/31%.目前超载车辆主要集中在五类重卡中的自卸车和水泥搅 拌车,同时自卸车亦是“大吨小标”现象高发区。牵引车和载货车经过历次治标后,长 途超载现象基本杜绝,主要集中在短途货运。我们判断目前超载车辆占行业总体 15-20% 之间,2018 年重卡行业保有量为 711.2 万辆,治超力度加强将带来较大运力缺口,从而 提升行业终端需求。6.2 重卡历史上周期性强,近年周期性却逐步弱化重卡行业历史周期性强。重卡作为生产资料,受宏观经济周期波动影响较大,因此销量 也呈现出一定周期性。2005 年至 2016 年,行业增速顶点均相隔三年,同时行业在经历 了销量高峰之后,在 2012 年和 2015 年均有 25%左右的下滑幅度。而从 2017 年起,行业 仍然保持较高的增速,同时在 2018 年至今的回落阶段,仍保持高景气度,行业总销量维 持在高位。物流类重卡与公路货物周转量增速、公路物流运价指数、煤炭等大宗原材料的运量相关 度较高,从保有量来看其与 GDP 高度相关,相对工程类重卡需求较为均衡。同时物流类 重卡是治超的重点,历次治超使得单车运力下降都会抬升物流重卡的销量中枢。工程类重卡主要用固定资产投资过程中的建筑施工,包括房地产开发施工和基础设施建 设施工。其销量与交通运输、房地产、水利投资、房屋新开工面积这类房地产基建项目 相关度较高,因此相对物流类重卡具有更强的周期性。物流类重卡占比逐步提升。我国超限运输车辆通行管理和治理违法超限运输工作由无序、 间断、不规范状态,逐步步入正规化、规范化轨道。2004 年九部委开展联合治超以来, 全国货车严重超限超载运输蔓延的势头得到有效遏止,但随着治超工作的深入,原规章 存在的自身缺陷及不足逐步显现,如执行标准不一、处罚裁量权过大等问题。受“921 治超”影响,同时叠加行业周期复苏,物流类重卡在 16 年 11 月迎来爆发式增 长,持续周期为一年左右。物流类重卡自 2005 年以来的销量占比不断提升,由 2005 年的 51%提升至 2019 年(截 止 8 月份)的 69%,其核心原因是我国经济结构发生变化,从投资拉动逐步转为消费驱 动,由此带来运输业的快速发展。而 912 治超使得物流车在短期内占比进一步提升, 2016 年和 2017 年物流车销量占比分别达到 75%和 73%,为历史高点。物流类重卡弱周期,工程类重卡强周期。从历史复盘来看,物流类重卡增速和公路货运 货运周转量具有较强相关性(非同步),而从近年来看我国公路货运周转量保持较稳定的 态势。2016 年前,公路货运周转量受经济周期波动幅度较大,2009 年受经济刺激影响, 当年实现翻倍增长,2014 年和 2016 年均出现一定程度负增长。而进入 2017 年以来, 公路货运周转量月增速维持在 5-9%的正增速,维持在稳定增长区间。工程类重卡 2016 年前与房地产基建的固定投资完成额累计增速高度相关,其周期性较强。随着物流类重卡占比逐步提升,由物流类重卡占主要驱动因素的重卡行业终端需求将会 逐步平稳,周期逐步弱化。我们预计 2020 年重卡销量将保持 5-10%的增速,继续维 持在高景气度位置。6.3、顶层治超考核临近梳理我国目前对于货运市场的超载治理的政策脉络,顶层规划来自交通部平安交通三年 攻坚行动方案(2018-2020 年),其中对于超载相关要求较大以上等级道路运输行车事 故死亡人数年均下降率 5%,具体到各省制定的各自任务目标,普遍规划到 2020 年高 速公路车辆超限率低于 0.5%。同时此次无锡事故发生后,多地开展针对超载治理的专项行动。对了事故发生所在地附 近的无锡、南京、苏州外,上海、湖南、安徽、河南、广东、海南、福建等 7 省份也开 展了治超治限工作。其中,江苏省交通运输厅于 12 日召开电视电话会议,对切实做好当 前全省交通运输安全生产工作进行部署安排。会议中的要求包括,严管严控道路“两客 一危”运输安全,及严管严控货运车辆超限超载 。对过往车辆尤其是外省籍“两客一危” 车辆、旅游车辆实施重点检查,还将对严重超载超限车辆运用《安全生产法》实施顶格 处罚,做到现场处罚到位、卸驳载到位、“一超四罚”到位,对照“平安交通”建设三年 行动计划 2019 年 60 项重点任务清单,逐条排查。以无锡为例,目前所有高速收费站已 完成安装称重设施,未来常态化的严监管,将成为行业变革的最好助力。七、电动两轮车:国内已进入成熟市场,海外尚有增量空间7.1 国内市场:行业已进入成熟期,未来以存量升级/替代为主行业已进入成熟期,年产/销量约 3000 多万辆。我国是全球电动自行车生产和销售第 一大国,经过多年发展,行业已逐渐进入成熟期。根据自行车协会及中国轻工业网数据, 2017 年累计生产 3097 万辆,同比增长 0.55%,累计销售 3200 万辆,产销大致平 衡。2018 年产销水平略有下滑,主要原因在于:1)部分用户需求下降,包括作为电动 车购买主力人群之一的流动人口和外来务工人员下降;2)新国标的发布和各地针对“超 标车”的整顿工作,消费者短期观望情绪显著。未来随着新增购买、换新和产品升级需 求逐步复苏,行业产销水平将逐步恢复。从保有量上看,国内保有量已达 2.5 亿辆,未来以存量升级/替代为主。根据中国自行 车协会,2010 年底,我国电动自行车保有量为 1.2 亿辆,此后经历快速成长期,2014 年 已经达到 1.91 亿辆,截至 2018 年,我国电动自行车保有量约 2.5 亿辆,行业发展已比 较稳健。分地区看,农村地区是行业保有量增长的主要区域,考虑到城市地区的牌照监 管将日益严格,未来城市地区将以升级/替代为主。7.1.1 未来行业新动力一:政策催化,锂电车型渗透率提升新修订《电动自行车安全技术规范》实行,推动行业产品整体换挡。2018 年 1 月 16 日, 工信部、公安部、原工商总局、原质检总局(国家标准委)联合公布《电动自行车安全 技术规范》强制性国家标准报批稿,向社会公众征求意见。5 月 17 日下午,国家市场监 督管理总局、国家标准化管理委员会正式批准了新修订的《电动自行车安全技术规范》 强制性国家标准。新标准将于 2019 年 4 月 15 日起正式实施。2018 年 5 月 15 日至 2019 年 4 月 14 日为 过渡期。新标准合理设定了最高车速、整车质量等关键技术指标,于 2019 年 4 月 15 日 起正式实施。2018 年 5 月 15 日至 2019 年 4 月 14 日为过渡期。在过渡期内,鼓励生产 企业按照《技术规范》组织生产,鼓励销售企业销售符合《技术规范》的产品,鼓励消 费者购买符合《技术规范》的产品。新国标落地有利于低端产能出清,锂电车型有望实现大量替代。1. 从整车厂而言,电动自行车重量主要集中在电池,目前铅酸电池难以满足整车 55kg 要求。通过重量能量密度可知,锂电池通常为 200~260Wh/Kg,而铅酸电池只有 50~70Wh/Kg,约为锂电池的 1/3。因此新国标下锂电池的能量密度优势是其有望 全面替代铅酸电池的关键因素。2. 从消费端,目前行业监管已成为中低端消费者车型选择的首要因素。根据 ZDC 互联 网消费调研中心,自 2018 年电动自行车新国标颁布之后,尽管政策在 2019 年才会 正式实施,有关部门也给予了一定的“缓冲期”,但消费者对于电动自行车的需求呈 现出两极分化的态势。中低消费者对于电动自行车(国标车)的购买意愿出现了大 幅增长,而对于简易踏板车和“豪华款”车型,由于无法实现合法上牌,在监管力 度强的地区已经呈现断崖式下降。对于高端消费者而言,其选择方向为大型电摩, 故而不受新标准的影响。3. 考虑到消费意愿及监管力度,假定城市地区未来锂电车型渗透率达到 80%,有望 催生 1500 万辆/年的升级空间。不考虑农村及县级市,按全国市级人口 2.39 亿户, 百户电动车保有 54 辆计算,则保佑电动车约 1.29 亿辆。假定 2025 年之前锂电车 型渗透率由目前的 10%提升至 80%,将催生电动自行车车换代 9000 万辆,年均 1500 万辆的市场空间。7.1.2 未来行业新动力二:年青一代的高端化需求购车者年龄逐渐换代,电动车新势力以小牛、E 客电动、速珂为代表,迅速占领年轻人 市场。根据品牌关注度,排名较高的主要包括两类:1)传统巨头,主要包括雅迪、爱玛、 台铃、绿源、新日,这些品牌积累多年,市占率高,经销商渠道优势明显;2)定位年轻的新势力,主要包括小牛、E 客电动、速客,其对象群体基本是 80/90 后用户,这一年 龄层用户的用车需求基本上都以通勤为主,由于这一部分用户往往有着更好的经济基础, 所以他们会更愿意去尝试一些全新的车型和高端品牌产品。分车型看,锂电车型期望中枢远高于铅酸车型。根据 ZDC 互联网消费调研中心调研,对 比 2017 年的数据,2K 以下区间的用户比例基本保持不变,作为用户关注度最高的 2K3K 区间占比出现了明显下降,与之形成对比,3K-4K 和 5K 以上价格区间用户占比均出 现了明显增加。分车型看,消费者对于铅酸车型的价格认知还停留在 2000 元左右的价 格区间,但对于锂电车型,用户普遍拥有更高的价格宽容度,超过三成用户的心理价位 已经超过 4000 元。对于不同的市场而言,目前自行车电动替代比例已达到 58%,而摩托车替代比例不到 1% ,高端市场未来有望逐步打开。2017 年我国脚踏自行车产量约 5700 万辆,对比 3300 万辆的电动自行车产量,电动自行车产量/脚踏自行车的比值已达到 58%,而 2017 年电动摩托车产量 9.9 万辆,相较于 1713.5 万辆的燃油摩托车,电动摩托车/燃油摩托 车的比值不达 1%,未来随着锂电渗透率的逐步普及,电动摩托车型的将逐步丰富,几 万元-几十万元级别的电动摩托车市场将逐步打开。未来随着电动车高端市场逐步打开,先入者凭借口碑优势将率先享受行业红利。目前我 国万元以上的高端电动车市场尚未打开,各家整车厂尚处在产品试水阶段。未来随着消 费理念的逐步变化,同时行业集中度提升,低端产能的逐步出清,高端电动车市场有望 迅速发展。同时,对于高端消费者往往更注重品牌,对价格敏感性更低,小牛等新兴整 车厂,有望凭借在高端市场的先发优势,率先享受行业红利。7.2 国外市场:欧洲“油改电”开启,两轮电动车加速渗透欧盟和各国政府的目标是在2050年实现无二氧化碳运输,零碳排放目标不仅限于汽车, 摩托车和其他动力的两轮、三轮车也将包含在其中。近期欧盟成员国已达成共识,开始 在运输部门进行能源转换即“油改电”加速。摩托车排放成为不可忽视的问题。根据 ICCT 的研究表明,双冲程 50 cc 轻便摩托车排放 的碳氢化合物和颗粒物排放量是 Euro 3 汽车标准的 10-30 倍;四冲程轻便摩托车排放的 碳氢化合物和微粒排放量是 Euro 3 汽车标准的 3-8 倍;此外,50 cc 轻便摩托车 NOx 排 放量与汽车大致相当。因此,摩托车排放成为不可忽视的问题,根据欧洲摩托车制造商 协会公布的摩托车减排计划,2020 年欧盟摩托车将达到 Euro 5 标准。政府政策以及共享出行趋势,驱动电动轻便摩托车加速替代燃油车。欧盟各国出台各类 政策已加速电动两轮车发展: 比利时 2019 年 2 月实施:共享代步车(轻便摩托车)不能具有内燃发动机,必须 依靠绿色电力运行。 瑞典:补贴了 25%的电动两轮车购车成本(包括电动自行车或轻便摩托车等)。 此外欧盟各国共享出行的发展也一定程度促进电动两轮车渗透率提升,因为电动车更具 有成本优势,同时也受政策青睐。根据欧盟摩托车注册量数据,电动轻便摩托车渗透量 快速提升,由 2011 年的 1.4%提升至 2019 年前三季度 19.3%,此外电动大型摩托车、四轮车渗透率同样快速提升。2018 年欧盟电动轻量摩托车注册量 3.97 万辆,相比 2017 年新增 1.27 万辆(+46.9%),主要增量来自于受政策支持的比利时(增量贡献 37.6%), 以及共享出行发达的法国(增量贡献 22.0%)。欧洲电动自行车迎来普及,未来提升空间大。根据欧盟相关规定,将有小型电动机,提 供踏板辅助,最大电动机额定功率不能超过 250 瓦,最高时速不超过 25 km/h 归为电动 自行车(EPAC)。2014 年,2015 年和 2016 年欧洲电动自行车销售量分别为 113/136/166 万辆,同比 25.6/19.8/22.2%,渗透率超 10%将迎来快速普及期。根据 Technavio 的预 测,从 2017 年到 2022 年,销量 CAGR 有望达 18%增长至年销售 450 万辆。投资建议我们建议关注乘用车整车估值底部具有业绩弹性以及处于强势新车周期的广汽集团、长 安汽车、吉利汽车;零部件建议关注自主TPMS龙头及在智能驾驶长期布局的保隆科 技,大众产业链核心标的精锻科技,特斯拉主要供应商拓普集团,旭升股份;重卡板块 建议关注潍柴动力和中国重汽;电动自行车行业建议关注小牛电动。(报告来源:国盛证券)(获取报告请搜索“未来智库”,登录下载。)

模特们

中国发动机尾气后处理行业分析与发展趋势预测研究报告

柴油车国六排放在2021年升级,非道路移动机械在2022年底四阶段排放升级,为后处理部件创造了增量机会。按照环境部排放法规的要求,轻、重柴油车将分别在21年1月和7月全面升级国六排放标准,而非道路移动机械将在22年12月升级国家四阶段排放标准。随着下游柴油机销量稳步上升,环保标准加严,带动柴油机后处理零部件渗透率的提升,带来后处理产业链2-3年维度的高速增长机会。柴油机商用车和非道路移动机械预计将长期保持稳定增长,柴油机后处理在国家六排放升级的推动下迎来高弹性+高确定性的快速扩张,后处理零部件生产链企业有望全面受益。受益于重柴和轻柴在2021年的国六排放升级,而且重柴的销售规模和 ASP都很高,带动后处理市场实现了60%的同比增长。预计2022年EGR+ DOC+ DPF带动重柴行业增长,在重柴中提升渗透率,行业实现38%的同比增长。预计2023年后处理行业增长主要系非道路移动机械四阶段排放标准驱动, EGR+ DOC+ DPF+ SCR将在非道路移动机械中渗透率大幅提升,行业增长率49%。相关报告来源:北京诺拓信息咨询有限公司《发动机尾气后处理行业分析与发展趋势预测研究报告》资料来源:诺拓项目分析。2023年的不同车型的尾气后处理市场规模各不相同,预计重型柴油车市场规模371亿元、非道路移动机械车市场规模254亿元、轻型柴油车市场规模135亿元。重型柴油车由于其销售规模大,后处理零部件的单车ASP比轻型柴油车和非道路移动机械更高,市场空间比较大。2020年-20203年,重柴后处理市场将累计增长139%,轻柴后处理市场将累计增长79%,重柴后处理市场成长空间更大。重柴国六排放升级开始于2021年7月,而轻柴2021年1月开始,轻柴国六增长基本上在21年内完成,相对来说,与配套重柴的后处理零部件的增长时间将会更长。从2020年-2023年各细分零部件的市场规模增长的幅度上来看, DPF增长幅度近20倍,弹性最大,主要原因在于国五阶段在轻、重柴中的渗透率非常低,国六阶段渗透率将会大幅提高达到100%,并且由于ASP较高所导致这几乎是一个新的市场。EGR和 DOC的市场规模分别增长了近8倍和6倍,这主要是由于国六重柴的渗透率迅速提高,并且 ASP要高于国五轻柴。 SCR市场规模增长近60%,增长相对较低,主要原因是国五柴油发动机渗透率较高,而国六升级ASP基本没有变化。图表 柴油机尾气后处理市场细分零部件空间预测(亿元)整体而言,外资企业在各个后处理零部件环节有一定的市场占有率领先优势,特别是在国五阶段中渗透率较高的 SCR和 DOC技术环节。在各自细分领域中,自主品牌具有一定的竞争力,在EGR领域中,隆盛科技的市场占有率为35%,排在第一位,在国六升级后的表现值得期待。在DPF领域中,威孚高科市场占有率为27%,排在第一位,但由于国五阶段DPF的渗透率较低,预计在国六阶段DPF领域的竞争情况仍需进一步观察。在国六升级的过程中,后处理载体市场空间主要受益于单车需求载体体积增加和单价提高所带来的综合单车ASP提升,以及后处理在非道路移动机械上的渗透率上的提升,形成综合行业的扩张。载体是起到催化剂与排出的废气进行化学反应场所的作用。国六排放的升级(非道路移动机械四阶段升级),载体在轻、重柴的领域上主要得益于载体体积需求增加(主要是DPF在轻、重柴区中渗透率提高)和单位体积ASP提升(壁流式DPF载体的单价比直通式更高),带动了市场扩张,同时非道路移动机械后处理渗透率的提高将会在2023年将带来载体需求增加。国内柴油机载体市场预计2023年市场空间125亿元,相对于2020年增长473%,3年复合增长+79%。国内后处理载体预计在2023年的市场空间有望达到125.1亿元,需求将在2021-2023年迎来爆发式增长,三年复合增长约+79%,相关产业链企业有望充分受益。图表 国内柴油机载体市场空间预测(亿元)如您需要其他行业调研报告,请私信。