航空发动机行业深度研究：国之重器，万里鹏程

（报告出品方/作者：华泰证券，李聪、朱雨时、田莫充）

核心要点：壁垒高+市场大+格局清晰，关注坡长雪厚的航发赛道

壁垒高：1) 高投入、高回报：航空发动机研制正朝着更高的综合性能方向发展，其研制难度逐渐增 大，所需的研制费用必然大大提高，而与研制过程中的高投入相对应的是高附加值。2) 研制周期长：根据《基于“结构—材料—工艺”一体化大工程观理念的课程建设研究》 （牛序铭，【工业和信息化教育】，2021 年 6 月），全新研制一型跨代航空发动机比全新 研制同一代飞机时间长一倍。同时为确保研制的发动机能可靠工作，需对发动机进行大 量的主要零部件试验和整机试验，以考核设计、制造与选材等方面是否满足要求。3) 单型号的长服役周期&单台发动机的短寿命期：航空发动机高技术、寡头垄断下的衍生 化发展模式，使得一旦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。同时航空发动机工作寿命普遍小于飞机服役期限，以美国五代战斗机 F-22 为例，在预计服役期限内，至少需要更换 4 台 F119 发动机。

市场大：1) 军用市场：根据前瞻产业研究院、《World Airforces 2021》等相关数据，我们预计 2021-2030 年我国军用航发市场总规模为 11914.64 亿元，年均达 1191.46 亿元，对应 2022-2030 年复合增速约为 25.28%。2) 民用市场：根据中国商飞公司市场预测年报（2020-2039），2020-2039 年中国将累计 交付 8725 架新机，我国国产民用机型市场总规模可达到 13323 亿美元。结合民航飞机 成本构成中发动机占比 22%，按美元汇率为 1：6.5 计算，我们预估未来 20 年民航发 动机市场总规模为 19052.21 亿元，年均近千亿。

格局清晰：下游主机厂方面，随着我国航空发动机产业的“飞发分离”体系正式确立，航空发动机将 作为独立军工产品进行研发和生产，从此不再受制于飞机，不会出现飞机下马发动机也下 马的情况；中游铸锻件方面，受益于“小核心、大协作”格局下航发体系内的需求外溢， 集团内部保留核心能力，将重要能力及一般能力充分放开至体系外，民企有望实现从零部 件配套向分系统、部装研制生产的价值延伸；上游新材料方面，一代发动机一代新材料， 上游材料企业需在新型号发动机预研阶段积极跟研，市场格局较为稳定。

四个维度看航空发动机赛道的持续性：1) 短期：“十四五”军机列装带动批产型号（WS-10）放量，航发动力大额预收款锁定中 短期订单；2) 中期：我国四代发动机关键技术能力大幅提升，五代机预研技术持续突破瓶颈，在研型 号正加速转入批生产阶段；3) 长期：航空发动机先军后民，CJ-1000、CJ-2000 商用发动机加速研制推出，驱动远期 行业持续高景气度；4) 后市场：广阔后市场铸造航空发动机坡长雪厚赛道。按发动机生命周期费用拆分：研发、 整机制造、运营维修分别占 10%、40%和 50%。我国航发保有量达到高位后，训练量 加大带来替换、维修需求提升。

航发板块复盘：结构性β行情，市场表现异军突起

我们以航空发动机板块 16 支核心标的为样本绘制航发板块指数，以每日各标的涨跌幅平均 值作为指数涨跌幅，2021.1.4-2022.9.9，航发板块涨幅达 9.13%，跑赢中证国防指数 22.47pcts。即使在 2022 年 1-4 月军工板块受市场风险偏好调整等原因出现大幅下滑，同 时航空发动机板块受镍价上涨导致全产业链面临一定成本压力的局面下，航发板块依然跑 赢行业，2022.1.4-2022.4.29 航发板块下跌 33.30%，跑赢中证国防指数 1.29pcts。

原材料价格回落，航发产业链成本压力边际改善。受镍涨价影响，年初至今镍——高温合 金——航发铸锻件——航发主机厂产业链盈利能力显著承压。在印尼镍新增项目产量逐步 释放的背景下，镍价持续下跌，沪镍价格从 3 月 9 日高点下跌 46.98%至 9 月 1 日的 16.78 万/吨，9 月初至今镍价短期持续上涨，主要系欧央行 9 月议息会议宣布加息 75 基点，欧元 出现了较大幅度的走强，而美元指数则顺势回落，以美元定价的国际大宗商品迎来了普涨， 我们认为属于短期影响；2021 年起海绵钛持续涨价，而钛合金为航空发动机冷端部件的核 心材料，产业链成本持续上行。目前上游全流程海绵钛企业扩产顺利，同时镁价降幅较大， 利好半流程海绵钛企业生产经营。我们认为随着镍、海绵钛价格逐步下跌，航空发动机产 业链各环节对应企业或将在 22H2 成本压力下行阶段业绩加速释放。

具体看镍价对航发产业链的影响，由于最下游的航发主机厂议价能力强，中游的航发环锻 件企业较难将成本压力向下游传导，因此本次镍价上涨主要对产业链中上游产生影响。对 于中航重机、派克新材、航宇科技等从事航空发动机环锻件的企业，原材料是公司营业成 本的主要组成部分，而原材料中的高温合金是以镍为原料的高端合金，镍价上涨将对产业 链造成一定影响。如 2019 年派克新材航空锻件业务直接材料成本占比为 74.28%，其中高 温合金占直接材料成本的 38.16%；2020 年航宇科技航空锻件业务原材料成本占比为 83.28%，其中高温合金占原材料成本的 66.59%；2021 年中航重机航空锻件原材料成本占 比为 72.26%。

根据华泰军工第十周周报《“妖镍”激化板块行情震荡，关注高温合金产业链投资机会》（2022 年 3 月 13 日发布），我们测算了镍价上涨对产业链的影响：若上游企业将电解镍价格通过 产品涨价等方式向中游传递，而中游企业的销售价格保持不变，假设上游冶炼企业高温合 金产品毛利率为 40%（抚顺特钢 2021 年高温合金业务毛利率为 42.65%），假设中游锻造 企业毛利率为 30%（中航重机、派克新材、航宇科技 2021 年锻造业务毛利率分别为 28.92%、 30.71%、32.60%），则镍价涨幅为 10%至 100%时，对上游高温合金冶炼的毛利率影响为 0.00pcts 至-17.28pcts，对中游毛坯件锻造的毛利率影响为-0.10pcts 至-10.50pcts。

航发产业链中报回顾：增速领跑整体行业，板块性行情延续

航发产业链业绩增速显著高于行业平均水平。我们以前述 16 家航发产业链企业作为成分股， 整体分析产业链的业绩情况。2022H1 航空发动机板块实现营收 384.22 亿元，同比增长 29.86%；2022H1 板块实现归母净利润 34.95 亿元，同比增长 33.14%。单季度看，航发板 块 22Q1-22Q2 营收增速分别为 30.01%、29.75%（中信军工板块为 10.18%、11.08%）， 22Q1-22Q2 归母净利润增速分别为 46.11%、26.34%（中信军工板块为 17.18%、4.77%）， 航发板块业绩增速持续领跑军工行业。

在华泰军工团队 2022.9.5 发布的《2022 中报综述，逆流而上，向阳而生》报告中，我们将 军工板块分为主机厂、信息化、新材料、配套厂、制造加工五个子板块进行了中报业绩分 析。在此我们单独将航空发动机板块进行分析，并类似地将航发动力归类为主机厂，中游 结构加工环节对标制造加工+系统配套板块，同时航发新材料可直接类比新材料板块。航空发动机主机端营收显著提速，有望前瞻性牵引产业链景气度。自 2021Q3 开始航发整 机端（航发动力）的营收增速开始快于整体主机厂，且近两个季度增速差逐步扩大，主机 厂为最接近军方的终端需求，航发动力的体量扩张有望同步牵引上游原材料和结构件等关 键环节的增长。同时 2021Q2 航发动力 248.23 亿元大额合同负债落地，锁定了行业中短期 订单，为产业链整体业绩释放保驾护航。

航发中游环节业绩增速自 2021Q2 起持续高于军工整体板块中游环节增速。中游板块规模 效应显著，21Q1-22Q2 板块净利润增速持续高于营收增速，得益于以中航重机为代表的中 游龙头持续提质增效，同时各家铸锻造企业深度绑定的航发型号先后进入批量生产期。同 时 9 月 13 日派克新材发布三季度预告，2022Q1-Q3 公司预计实现归母净利润 3.51 亿元左 右，同比增长 65%左右；预计实现归母扣非净利润 3.38 亿元左右，同比增加 70%左右， 业绩高增得益于航空、航天行业景气度向好，市场订单量充足。

短期波动不改长期成长逻辑，上游环节或迎来反转。受镍价、电费等涨价影响，航发上游 高温合金企业自 21Q4 起连续 3 个季度业绩增速位于低位。我们认为备库需求使得产业链 上游业绩弹性高于中下游，中长期看，我们预计镍、钴、钼等合金原材料价格终会回落， 短期镍价上涨不影响长期基本面，且随着 2022Q3 行业新增产能逐步释放，22Q3 起上游板 块业绩有望持续环比向上。

壁垒篇：飞机的“心脏”，新材料、新技术协同发展

航空发动机是技术先进国家基础性战略产业。航空发动机是高温、高压、高转速而又要求 重量轻、可靠性高、寿命长、可重复使用、经济性好的高科技产品，研制难度很大。航空 发动机是以材料和机械制造等为基础的多学科交叉融合的结晶，它以先进性和复杂性成为 一个国家科技水平、军事实力和综合国力的重要标志之一，被誉为“现代工业皇冠上的明 珠”。

航空发动机简单可以分为两大类，活塞式发动机和空气喷气式发动机。航空活塞式发动机 是依靠活塞在气缸中的往复运动使气体工质完成热力循环，将燃料的化学能转化为机械能 的热力机械，它与一般汽车用的活塞式发动机在结构和原理上基本相同，都是由曲轴、两 岸、活塞、气缸、进气阀、排气阀等组成。航空空气喷气式发动机中，经过压缩的空气与 燃料（通常为航空煤油）的混合物燃烧后产生高温、高压燃气，在发动机的尾喷管中膨胀， 以高速喷出，从而产生反作用推力。流进发动机的空气可以是由专门的压气机进行压缩， 也可以利用高速流进发动机的空气制止而产生高压来达到，因此空气喷气式发动机可以分 为无压气机和有压气机两类。

第一代涡扇发动机出现在 20 世纪 40-50 年代，以英国的康维发动机、美国的 JT3D 发动机 为代表，推重比在 2 左右；第二代涡扇发动机出现在 20 世纪 60 年代，以英国的斯贝 MK202 和美国的 TF30 发动机为代表，推重比在 5 左右；第三代涡扇发动机出现在 20 世纪 70-80 年代，以美国的 F100、欧洲的 RB199 和苏联的 AL-31F 发动机为代表，推重比在 8 左右；第四代涡扇发动机出现在 20 世纪 90 年代，以美国的 F119 和欧洲的 EJ200 发动机为代表， 推重比在 10 以上；第五代涡扇发动机出现在 21 世纪初，以美国的 F135 和英、美联合研 制的 F136 发动机为代表，推重比为 12-13。未来航空发动机推重比将不断提高，根据《航 空涡轮发动机现状及未来发展综述》（焦华宾等，2015 年 12 月，航空制造技术），美国已 经开启第 6 代航空发动机的研发，预计推重比将达到 16-18。

部件拆分：新材料、新技术协同发动机改型

航空涡轮发动机主要由风扇、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。从进气装置进入的空 气在压气机中被压缩后，进入燃烧室并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。涡轮带动压气机旋转不断 吸进空气并进行压缩，使发动机能连续工作。压气机、燃烧室和涡轮被称为核心机，在运 行过程中，该部分将受到温度、压力和转速方面最苛刻条件的影响。因此，核心机将以更 快的速度劣化，可能在每次大修时进行维修、更换，以恢复失去的性能。

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。

风扇：整体叶盘结构及复合材料技术或为发展趋势

目前，小涵道比发动机大多基于 20 世纪 60~80 年代的产品系列发展衍生而来，发动机的涵 道比整体呈降低趋势，压缩系统的总压比提高趋势较为缓慢，高压压气机的压比基本保持 在 5~7:1，因此需要通过提高风扇压比来增加压缩部件的总压比。目前，以 F119 为代表的 小涵道比涡扇发动机基本都采用 3 级风扇，压比在 5:1 左右。小涵道比涡扇发动机的风扇 除了采用宽弦空心叶片和复合材料技术，通常还采用整体叶盘结构。整体叶盘不仅减轻质 量效果显著，同时对性能和结构可靠性也有所提升，美国 F119、F135 和 EJ200 发动机风 扇和压气机转子都采用了整体叶盘结构。

树脂基复合材料风扇叶片是实现高性能宽弦风扇叶片推广应用的途径之一。根据《航空发 动机风扇/压气机技术发展趋势》（温泉等，【航空动力】，2020 年第 2 期），20 世纪 90 年代， GE 公司吸取 GE36 UDF 发动机的研制经验，成功地开发了 GE90 发动机树脂基复合材料 风扇转子叶片。该叶片的叶身和叶根由 IM7 中长碳纤维与增强的 8551-7 环氧树脂组成的称 为“大力神”的 8551-7/IM7 复合材料制成一体。叶片的压力面涂覆聚氨酯防腐层，叶身的 吸力面涂覆一般的聚氨酯涂层。为了提高叶片的抗大鸟撞击能力，在叶片前缘胶粘钛合金 薄片; 为了避免工作中复合材料叶片脱层，在叶尖与后缘处采用 Kevlar 细线缝合。采用该 材料和工艺，不但明显减轻了风扇叶片本身的质量，还减轻了其包容系统、盘以及整个转 子系统的质量，具备成本低、抗振、抗颤振性能好、抗损伤能力强等效果。

压气机：多级轴流压气机将向更高压比的方向发展

随着发动机更高推重比的发展需求，多级轴流压气机将向更高压比的方向发展。目前，大 涵道比涡扇发动机的压缩部件总压比从 25~30:1 提升到了 50:1，由于其风扇部件的压比略 有降低趋势，因此其增压级/中压压气机和高压压气机需要提高压比来满足高总压比的要求， 目前 GE9X 发动机的 11 级高压压气机压比达到了 27:1。对于多级轴流压气机，级间匹配问 题增加了流动复杂性，提高了压气机设计难度，往往需要经过多轮迭代才能满足设计要求。美国 GE 公司和普惠公司同时进行了 E3发动机研制，最终 GE 公司用 3 年时间经过多轮迭 代设计与大量试验验证才满足设计需求。GE 公司形成的 E3 发动机高压压气机技术，为后 续 GE 公司高压压气机设计提供了技术支撑。GE90 发动机的高压压气机就是将 E3 的高压 压气机按流量放大，实现了 10 级压比 23:1，平均级压比达到 1.368:1，是当时平均级压比 最高的民用发动机高压压气机。

目前普遍作为压气机盘和叶片材料的钛合金耐高温能力最高是 600℃。随着压气机压比及出 口温度的增加，在压气机的后几级也逐步采用了耐热钢和镍基高温合金。今后，随着压气 机总压比的进一步提高，压气机的出口温度将继续提高，预计推重比 15～20 的发动机压气 机出口温度可达 760℃，而目前的钛合金和镍合金已经难以满足这一温度要求。最近，国外 粉末冶金镍合金全盘工艺取得了一定进展，通过增加难溶金属和更好地控制晶粒尺寸，已 经发展了一种可使压气机排气温度升高 40～70℃的新型盘合金。国外正在发展用于压气机 叶片的聚合物复合材料，这种材料可使压气机叶片比钛合金轻 30%～50%。并且还研制一 种阻燃钛合金，它将使压气机后面级的钛叶片取代铜叶片或镍叶片，可进一步减轻压气机 的重量。

燃烧室：陶瓷基复合材料为关键候选材料

航空发动机的燃烧室位于压气机和涡轮之间，发动机工作时，在燃烧室供入燃料，与高压 空气混合，形成可燃混合气，进行充分的燃烧，以提高气流温度，并在涡轮和喷管中膨胀 做功。随着发动机的改进改型和新研，美国空军研究实验室和 GE 公司发展研究了驻涡燃 烧组织技术，驻涡燃烧室是一种利用燃烧室内驻涡腔实现火焰稳定的创新型燃烧组织方案， 具有在宽广的工作范围内性能稳定、地面/空中点火能量强、燃烧效率高、长度短、结构简 单等特点。此项技术对燃烧室温升的提高、稳定工作范围的扩展、燃烧室耐久性的提高和 排放的降低等方面产生较大推动，可以满足未来军用小涵道比发动机更高推重比、更低耗 油率、更高机动性等要求。

为了使燃烧室在高温升、高热容条件下同时具有较高可靠性、耐久性和较低寿命期成本， 一方面可以采用先进的火焰筒复合冷却和结构设计技术，另一方面可以开发耐温更高的材 料。近年来各航空发动机公司主要通过第一种途径来提高火焰筒的耐温能力，比较先进的 有多斜孔气膜冷却火焰筒、多孔层板火焰筒等。材料方面，由于陶瓷基复合材料、碳-碳复 合材料的耐高温能力，它们仍然被视为未来发动机燃烧室最具潜力的关键候选技术。多斜孔气膜冷却的原理是模仿发汗冷却的方法在火焰筒壁面上打出大量的发散小孔，隔离 高温燃气与火焰筒壁面。与常规缝槽气膜冷却形式相比，多斜孔气膜冷却可节约 40%的冷 却气量，综合冷却效率可达 0.9。层板冷却结构的火焰筒壁温比较均匀，温度应力较小。可 以有效提高燃烧室火焰筒的结构强度和寿命；层板冷却需要的冷却空气量少，能够有效缓 解高温升燃烧室冷却空气量少的矛盾，大幅提高涡轮前温度和改善出口温度分布，从而提 高航空发动机的推重比。

涡轮：单晶叶片与冷却技术为主要发展方向

航空发动机推力的提高很大程度上依赖于涡轮前总温 T3*的提高。根据《航空发动机涡轮叶 片冷却技术综述》（赖建和，【新型工业化】，2021 年 11 月），T3*每提高 55°C，在发动机 尺寸不变的条件下，发动机推力约可提高 10%。当代使用的航空发动机涡轮前温度已超过 2000K，应对高温所带来的问题主要有两个解决方法：（1）提高材料的耐热性，发展高性 能耐热合金，制造单晶叶片；（2）采用先进的冷却技术，以少量的冷却空气获得更高的降 温效果。其中材料的改善占 40%，冷却技术占 60%。

涡轮材料现已采用定向共晶合金、超单晶合金、机械合金化高温合金，近期发展方向是人 工纤维增强高温合金、定向再结晶氧化物弥散强化合金以及新的能承受高温的材料，如金 属间化合物及复合材料，碳-碳复合材料，陶瓷和陶瓷基复合材料。先进的冷却技术可使高温部件承受更高的工作温度，使发动机寿命更长、可靠性更高。现 阶段，航空发动机研究领域在涡轮叶片冷却方式的研究上已经做了不同程度的试验，并将 涡轮叶片冷却方式主要划分为以下几种，分别为：冲击冷却、扰流柱冷却、带肋冷却、气 膜冷却、双层壁冷却等，并且采用复合冷却的方式。

航发技术革新的本质：从“推重比”牵引到“系统综合效益”牵引

推重比是衡量战斗机发动机性能水平和工作能力的一个综合指标。提高推重比的主要实现 路径为：1）提高发动机推力（提高分子）；2）降低发动机自重（降低分母）。

IHPTET 计划的后继计划——多用途、经济可承受的先进涡轮发动机(VAATE)计划，集中关 注多用途核心机、智能发动机与耐久性三大领域。其旨在通过开发多用途发动机技术，验 证其经济性，并将先进的涡轮发动机技术转化应用在型号产品上，以获得革新的性能改进。VAATE 计划中提出了技术能力经济性指标，该指标不仅关注发动机的推重比与油耗，同时 还强调研制、生产和维护成本。这反映美国在推进系统技术指导思路上发生了重要变化：改变了 IHPTET 计划中主要以推重比和耗油率为主的评价体系，采用经济可承受性作为评 价标准，强调向系统综合要效益。

推重比的提升与发动机热端材料性能密不可分。现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压 气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。涡轮喷气 发动机仍属于热机的一种，就必须遵循热机的做功原则：在高压下输入能量，低压下释放 能量。因此，从产生输出能量的原理上讲，喷气式发动机和活塞式发动机是相同的，都需 要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段，不同的是，在活塞式发动机中这 4 个阶段是分 时依次进行的，但在喷气发动机中则是连续进行的。

航空发动机工作过程中的热力学循环为布雷顿循环。就喷气式发动机而言，初始状态 1 表 示大气气体状态，气体经由进气道被吸入压气机压缩的过程是 1-2 的等熵压缩过程，理想 情况下在这个阶段，空气的总熵不变，气体受压缩作用使得温度上升。气体从点 2 到点 3 是在燃烧室中进行等压加热。经过燃烧室加热后高温气体经过涡轮等熵膨胀（对应 3-4 的 循环阶段），在这个过程中推动涡轮做功，自身内能下降温度降低。分析布雷顿热力学循环 可以看出，3 点的温度越高，气体在涡轮前内能越高，在经过涡轮时膨胀做功也越多，进 而推动发动机产生更大的推力。这一点的温度也叫涡轮前温度，是航空发动机的重要设计 参数，目前喷气发动机普遍能到 1400K 以上，一些战斗机搭载的发动机涡轮前温度能到 2000K 左右，对发动机热端材料及冷却系统设计提出了挑战。因此，动力领域对工作温度 要求的提升将带动相关材料的升级换代。

高技术壁垒铸造行业黄金发展期

高投入、高回报

航空发动机研制正朝着不断追求更高的综合性能的方向发展，其研制难度逐渐增大，所需 的研制费用必然大大提高。根据《航空发动机研制降低费用、缩短周期技术综述》（李华文 等，【航空发动机】，2006 年 4 月），国外 80 年代水平的各类航空发动机的研制经费一般需 5~20 亿美元。美国在 1988~2005 年期间实施的 IHPTET 计划中共投入 50 亿美元，在后来 的 VAATE 计划中 15 年内共投入 37 亿美元。

研制周期长

全新研制一型跨代航空发动机比全新研制同一代飞机时间长一倍。根据《基于“结构—材 料—工艺”一体化大工程观理念的课程建设研究》（牛序铭，【工业和信息化教育】，2021 年 6 月），飞机研制周期一般为 8 年左右，而高性能的航空发动机研制周期长达 15~20 年的 时间（其中包括预先研究）。GE 公司的经典三代涡扇发动机 F110 由成熟的 F110 核心机发展 而来，其研制也耗费了 6 年的时间。我国第一台自主设计研发的涡喷发动机“昆仑”耗费 了整整 15 年的时间；第三代军用大推力涡扇发动机“太行”的研制花费了 18 年之久。

航空发动机的试验验证十分严苛。为确保研制的发动机能可靠工作，需对发动机进行大量 的主要零部件试验和整机试验，以考核设计、制造与选材等方面是否满足要求。同时通过 试验，还能暴露出原设计中的不足并予以改进，以不断提高发动机的性能与可靠性。试验 工作越多、越深入，发动机的可靠性就越有保证。为此，在发展一种发动机时，需进行大 量部件与整机试验，一般须用 10~20 台发动机进行大约一万余小时整机试验，十万余小时 的部件与附件试验。普惠公司的 PW4000 第 1 种系列发动机（即风扇直径为 94 寸的系列发 动机）在定型（1986 年 6 月定型）前为取得适航证共进行过 75 项试验，其中包括：24 项 发动机整机试验、19 项试验器上的主要零件试验、32 项部件试验，另外还有两个飞机飞行 试验计划。地面试车中用了 6 台发动机，飞行试验用了 5 台发动机，即为定型用的发动机 共 11 台，另外还有 3 台发动机在定型后继续进行“定型后加速循环试验”（PACER）。

服役周期长+耗材属性明显

航空发动机寿命的衡量一般按照小时数或循环数来计算。飞机完成一次从起飞到着陆的过 程，被称为发动机完成一次工作循环。发动机每工作一个循环，就经历了从启动到高速运 转再到关闭的过程，这意味着许多部件受力经历了从零到最大再到零，长此以往，材料就 会出现疲劳。航空发动机工作寿命往往由材料的疲劳性决定，疲劳性是指使用中因受各种 应力的反复作用而产生疲劳，使制品的物理机械性能逐渐变坏，产生裂口、生热、剥离、 破坏等，以致最后丧失使用价值的性能，因此具有耗材属性。

当前航空发动机工作寿命普遍小于飞机服役期限。根据美国国防部数据，以五代战斗机 F-22 为例，其发动机为 F119 涡轮风扇发动机，发动机总寿命超过 10000 小时。目前美国空军 的飞行员每人每年的训练时间为 300 小时，如果每一架单座战机都配备 2 名飞行员，F-22 每年在空中的飞行时间是 600 小时，则每 18 年需要更换一次发动机。F-22 的预期服役时 长为至少 40 年，并且 F-22 采用双发动机设计，那么在预计服役期限内，至少需要更换 4 台 F119 发动机。

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。由高压压气机、燃烧室和高压涡轮组成的发动机核心机， 包括了推进系统中温度最高、压力最大、转速最高的组件，其成本和周期在发动机研制中 占比重大，是发动机研制主要难点和关键技术最集中的部分。发动机研制过程中发生的 80% 以上的技术问题都与核心机密切相关。

核心机衍生发展发动机产品的主要方式有以下几种：一是核心机不动，改低压部件，例如 F101 发动机与 F110-GE-100 发动机。F110-GE-100 发 动机的风扇是 F404 发动机风扇的比例放大；核心机与 F101 发动机的基本相同，为了适应 直径减小的风扇流路，少量改动了高压压气机静子的作动系统、放气系统、燃油管路和燃 烧室机匣的后部构件；低压涡轮以 F101 发动机的低压涡轮为基础重新设计；加力燃烧室 是 F101 发动机燃烧室的缩小型，喷管基于 F101 和 F404 发动机的喷管改型。

二是改变流道件或者改变高压轴转速，例如 F110-GE-100 发动机与 F110-GE-129 发动机。F110-GE-129 发动机继承了 F110-GE-100 发动机 81%的零部件；使用新材料，提高了涡 轮进口温度和转子速度，增大了涡轮压力；采用改进性能的全权限数字式电子控制（FADEC） 系统，代替了模拟式电子控制器和机械 - 液压式控制器。

三是核心机加减级。增加级数的如 F100-PW-220 发动机与 F100-PW-229 发动机，将 9 级 高压压气机的前 4 级改成 5 级，增大了流量。减少级数的如 GE90-76B 发动机与 GE90-90B 发动机，GE90-90B 发动机按照三维气动力技术设计高压压气机叶片，并取消了第 10 级， 总级数减少为 9 级。

四是核心机按比例缩放。例如，英国罗罗公司的遄达 800 发动机与遄达 900 发动机。遄达 900 发动机高压压气机是遄达 800 按 90%比例的缩小型；遄达 900 高压涡轮几何尺寸基本 与遄达 800 相同，高压涡轮的转速比遄达 800 高。

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。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。

市场篇：军民双驱动，需求前景可观

军机市场：装备列装加速叠加后装维修需求，年均市场超千亿

我国军机在数量上与美国存在较大差距，总量提升需求显著。军用飞机是直接参加战斗、 保障战斗行动和军事训练的飞机的总称，是航空兵的主要技术装备。据《World Air Forces 2021》统计，美国现役军机总数为 13232 架，在全球现役军机中占比为 25%，而我国现役 军机总数为 3260 架，在全球现役军机中占比仅为 6%。按各个细分机型来看，战斗机是我 国军机中的主力军，总数为 1571 架，但数量不到美国同期的 60%，且其他机型的数量都 远落后于美国，我国未来军机总量提升需求显著。

除军机数量外，我国军机在先进性上也与美国有较大差距，预计两国军机质和量的差异将 驱动军机规模扩张和产品升级。美国现役歼击机以三代机和四代机相结合，数量分别为 1778 架和 374 架；而我国现役歼击机依然以二代机和三代机为主，数量分别为 561 架和 620 架， 四代机则仅有 19 架在役。我国军机目前处于更新换代的关键时期，预计未来老旧机型将逐 渐退役，新型战机将加速列装；特种飞机、运输机等军机也将有较大幅度的数量增长及更 新换代的需要。我国空军目前正在向战略空军转型，未来 10 年带来军机需求规模约 1.95 万亿元。当前我 国军用飞机正处于更新换代的关键时期，未来 10 年现有绝大部分老旧机型将退役，歼-10、 歼-11、歼-15、歼-16 和歼-20 等将成为空中装备主力，新一代先进机型也将有一定规模列 装，运输机、轰炸机、预警机及无人机等军机也将有较大幅度的数量增长及更新换代需要。假设 2021-2030 年二代机全部替换为三代机，且战斗规模按机种结构达到美国的 1/2，我们 预计未来十年中国军机将有 1.95 万亿元的市场空间。根据《World Air Forces 2021》，2020 年我国共有歼-10、歼-11、歼-15、歼-16 系列战机 620 架，歼-20 系列战机 19 架，作战支 援飞机 115 架，大型运输机 264 架，武装直升机 405 架，通用运输直升机 902 架，结合前 瞻产业研究院对 2021-2030 年中国军机需求规模及市场空间预测情况，2030 年市场规模将 达到 19508 亿元。

按发动机生命周期费用拆分：研发、整机制造、运营维修分别占 10%、40%和 50%。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。一台民用大涵道发动机使用寿命约 25 年，平均每 5 年进行一次大修，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。考虑到“全面聚焦备战打仗”背景下训练量所增加， 以及军用航空发动机本身性能要求较高，工作环境较恶劣，因此我们预估军用航发使用寿 命约 5 年，5 年使用寿命内维修 2 次。

考虑到军队的保密措施，我国战斗机实际数量或略高于《World Airforces 2021》保有量数 据，我们预计到 2030 年，三代机与四代机的保有量预计在 3000 架左右，其中单发三代半 机约 2000 架，双发四代机约 1000 架。根据中国产业信息网预测，2019 年军用飞机整机采 购成本和生命周期内维修成本的比例接近 1:1，我们假设：①目前存量飞机截止 2030 年平 均换发 2 次且每次换发周期中经历 2 次维修，共 4 次大修；②考虑到存量飞机旧机型占比 较高，多数战机服役期满后直接报废无须换发维修，我们假设存量飞机仅 30%需要大修；③至 2030 年增量飞机平均换发 0.5 次：以 5 年换发 1 次计算，2025 年及之前列装的飞机 到 2030 年需换发 1 次，2025-2030 年列装的飞机到 2030 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, 每次换发周期中经历 2 次维修，平均约 1 次大修；④各类型飞机单价参考国外同类型单价，发动机占军用飞机成本的 25%；⑤发动 机采购费和维护保养费按照 1:1 预估；⑥考虑换发发动机来自于备发，因此不再单独考虑备 发数。

民航市场：C919 交付在即，国产商用航发实现从零到一跨越式突破

全球客机市场空间广阔，中国及亚太地区交付预计快速增长。根据中国商飞公司市场预测 年报（2020-2039），2019 年全球喷气式机队共有客机共 23856 架。从全球历史交付量而 言，以空客为主的欧洲市场和以波音为主的北美市场占总市场的份额较大，分别占比全球 总份额的 20.27%和 27.99%。中国和亚太地区（除中国）分别占比 16.62%和 16.02%，中 国已成为亚太地区接近半数以上的客机交付国家。预计 2020-2039 年中国及亚太地区将在 民航领域快速发展，占据全球约 41.6%的客机交付量。

未来 20 年，民用客机全球市场空间将达万亿级别。据中国商飞预测，2020-2039 年全球将 有 40664 架新机交付，价值约 5.96 万亿美元，用于替代和支持机队的发展。其中，涡扇支 线客机交付量为 4318 架，价值约为 0.23 万亿美元；单通道喷气客机交付量为 29127 架， 其占交付总量三分之二以上，价值约为 3.44 万亿美元；双通道喷气客机交付量将达 7219 架，总价值约为 2.30 万亿美元。到 2039 年，预计全球客机机队规模将达 44400 架，是现 有机队的 1.86 倍。面对波音、空客公司高度占据市场的既有格局，受益于本土较大的需求空间，预计未来 C919、 ARJ21 等机型将保持一定的追赶态势。根据中国商飞公司市场预测年报（2020-2039），预 计 2020-2039 年中国将累计交付 8725 架新机，其中双通道客机占 21.41%，共计 1868 架；单通道客机占比高达 68.05%，共计 5937 架；余下 10.54%为 920 架支线客机。2020-2039 年，我国国产民用机型市场总规模可达到 13323 亿美元。结合民航飞机成本构成中发动机 占比 22%，按美元汇率为 1：6.5 计算，我们预估未来 20 年民航发动机市场总规模为 19052.21 亿元，年均接近千亿。

格局篇：军民融合+小核心大协作，产业链自下而上注入活力

中国航空发动机集团成立，“飞发分离”体系正式确立

相比各国尤其是美欧飞发分离、横向竞争的结构，中国航空工业现行体制明显不同。现存 的中国航空工业体系来自 1993 年由航空（航天）部转型的中国航空工业总公司（中航总）。中航总在 1999 年国内五大军工行业的拆分竞争中分为中国一航、二航，后于 2008 年再次 合并，改名为中航工业。2016 年航发集团成立前，中航工业体系由总部、下属飞机厂所、 发动机厂所、以及各种机载设备厂所构成。总部对旗下企业发挥领导协调作用，而各下属 企业之间也存在广泛的上下游联系。在体系之外，中航工业体系接受政府（国资委、工信 部国防科工局）监管，以满足军方军用航空装备需求为核心基本职能。

航发集团下属四所七厂是我国航发产业主要整机生产力量。我国航空发动机产业绝大部分 集中在中国航发集团内。传统的主机研制生产单位主要包括中国航发旗下的 4 家研究所 （606 所、608 所、624 所和贵发所）和黎明（410 厂）、西航（430 厂）、黎阳、南方、成 发（420 厂）、东安和兰翔 7 家生产厂，企业的产品主要包括中、大型涡扇、涡喷发动机， 是中国目前以及将来很长时间内主力机以及大型民机依赖的动力。

现代航空发动机产业市场容量大、产业链条长，整个产业链上聚集了众多的企业和机构， 主要有处于核心地位的发动机原始设备制造商，如美国的 GE 和 P&W 公司、英国的 R&R 公司，以及它们之间通过风险和收益共享伙伴形式成立的利益共同体，如 CFM 公司 （SNECMA 与 GE 的合资公司）、IAE 公司（R&R 与 P&W 的合资公司）以及 EA 公司（GE 与 P&W 的合资公司），以及数量众多的发动机单元体/系统集成供应商，组件及零部件制造 供应商，原材料供应商，如俄罗斯的土星公司和礼炮公司、法国的 SNECMA、美国的 Honeywell、德国的 MTU、意大利的 AVIO 公司、日本的三菱重工和川崎重工、韩国的三星 科技公司等，它们构成了产业链的主体。除此之外，一些从事航空发动机相关基础技术和 应用技术研究的高校、科研院所会根据产业发展趋势和发动机制造商的需求开展技术研发， 来参与到产业链当中。

材料端：一代发动机一代材料，航空产品的换代基础

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。

高温合金

航空发动机涡轮入口温度需要不断提高。喷口温度从 1300K 提升到 1610K 时，涡轮输出效 率可从 46.40%提升到 51.60%。这要求发动机材料的升级换代，同时原来那些可以使用合 金钢的零件，如压气机盘和叶片等，也需要使用高温合金。

我国高温合金产业目前处于成长期，产业链企业未来发展空间广阔。我国高温合金生产企 业数量有限，生产水平与美国、俄罗斯等国有较大差距，但近些年在产能与产值上皆有明 显提升，炼石航空、西部超导等多家公司高温合金产能项目在建设投产中。

军用高温合金处于持续升级中，研发能力是高温合金企业的立足之本。以抚顺特钢，钢研 高纳为首的国内老牌高温合金企业科研根基扎实。其中，抚顺特钢的变形高温合金市场和 技术优势明显，而钢研高纳铸造高温合金国内顶尖、研发能力卓越。以万泽股份为代表的 新兴高温合金企业，业务覆盖面广，同时也注重新型高温合金的研发。

钛合金

航空飞机发动机部件要求在高温下具有很好的持久强度、瞬时强度、耐热性能、组织稳定 性、高温蠕变抗力。β型钛合金在高温下，合金的耐热性能和蠕变抗力都大大下降，不能 很好的应用在航空飞机发动机上。α型钛合金在高温下具有良好的持久性能和蠕变抗力， 适合在高温工作环境下使用。对于航空飞机发动机来说，推重比越高，代表其性能越好。镍基高温合金虽然可以提供很 好的高温性能，但其推重比与钛合金相比较低。航空飞机发动机使用钛合金材料，可以兼 顾优异高温性能和高推重比。根据《航空用钛合金研究进展》，钛合金材料在国外先进飞机航空发动机上的用量占其总重量的 25%-40%，并且随着技术的发展，钛合金材料用量越来越多。例如第三代航空飞机发动机 的钛合金材料用量为 25%，第 4 代航空飞机发动机的钛合金材料用量为 40%。

全球钛材消费量与航空航天业的发展息息相关。自 2000 年以来，我国钛材需求主要集中在 中低端的石油化工领域，随着 2016 年中国“十三五”规划的制定以及国防军队现代化的“三 步走”战略的更新，航空航天领域用钛量不断提升。对于军用钛材而言，由于军工行业的 特殊性，需接受国防科工局监管，采用严格的行政许可制度，对产品质量的要求更苛刻， 在钛材“高均匀性、高纯净性、高稳定性”方面提出更高的要求。2020 年中国钛材总消费 量达 6.9 万吨，其中航空航天用钛量约为 1.2 万吨，占总消费量的 17%。我们认为，虽然 近年来中国航空航天、船舶制造、海洋工程等高端用钛占比持续优化，但是与全球钛材需 求结构相比，高端用钛占比依旧偏低，未来增量空间广阔。

中国钛工业在第一个五年计划时期的 1954 年开始起步，先后建设以遵义钛厂为代表的 10 余家海绵钛生产单位、以宝鸡有色加工厂为代表的数家钛材加工单位，同时也形成以北京 有色研究总院、西北有色金属研究院为代表的科研力量，也因此成为继美国、苏联和日本 之后的第四个具有完整钛工业体系的国家。如今中国已成为名副其实的钛工业大国，但还 不是钛工业强国。高端钛材的研发能力尚不成熟，高低端钛材的供需处于结构性失衡的状 态。

陶瓷基复合材料

陶瓷具有耐高温、耐氧化、硬度高、密度小、比强度高、抗蠕变性能好等特点，缺点是塑 性差，特别是在机械冲击或热冲击作用下，容易失效开裂。为了解决这些问题，材料工作 者研发出连续纤维增强陶瓷基复合材料，这种材料通过陶瓷或碳纤维增强，能够使裂纹在 基体开裂过程中发生偏转，或者通过纤维拔出、断裂等方式来消耗形变能，从而提高材料 的塑韧性。目前处于研发或应用的连续纤维增强陶瓷基复合材料主要有碳纤维/碳化硅基 （C/SiC）、碳纤维/氮化硅基（C/Si3N4）、碳化硅纤维/碳化硅基（SiC/SiC）、碳化硅纤维/ 氧化铝基（SiC/Al2O3）、碳纤维/氧化铝基（C/Al2O3）等。

目前各大航空发动机制造商正积极推进连续纤维增强陶瓷基复合材料在航空发动机上的应 用。如法国斯奈克玛公司生产的连续纤维增强陶瓷基复合 材料的调节片、封严片等部件已 经装机使用。英国罗罗公司则计划在未来航空发动机涡轮盘、涡轮叶片、高压压气机叶片、 机匣、燃烧室、尾喷管等部件均采用陶瓷基复合材料陶瓷具有耐高温、耐氧化、硬度高、 密度小、比强度高、抗蠕变性能好等特点。目前处于研发或应用的连续纤维增强陶瓷基复 合材料主要有碳纤维/碳化硅基（C/SiC）、碳纤维/氮化硅基（C/Si3N4）、碳化硅纤维/碳化硅 基（SiC/SiC）、碳化硅纤维/氧化铝基（SiC/Al2O3）、碳纤维/氧化铝基（C/Al2O3）等。目前 各大航空发动机制造商正积极推进连续纤维增强陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用。如法国斯奈克玛公司生产的连续纤维增强陶瓷基复合材料的调节片、封严片等部件已经装 机使用。英国罗罗公司则计划在未来航空发动机涡轮盘、涡轮叶片、高压压气机叶片、机 匣、燃烧室、尾喷管等部件均采用陶瓷基复合材料。

隐身材料

隐身技术是通过控制和降低武器装备的特征信号，使其难以被探测、识别、跟踪和攻击的 技术。武器装备的隐身能力可以通过外形设计和使用隐身材料来实现。外形设计是通过武 器装备的外形设计尽量降低其雷达散射截面，但因受到战术技术指标和环境条件的限制， 进行理想设计有相当大的难度，因此开展隐身材料的研究成为隐身技术的关键。

隐身材料可在不改变外形、气动特征的前提下，大大减小目标信号特征。隐身材料按照针 对的探测技术分类，可以分为雷达隐身、红外隐身、激光隐身及多频谱隐身等。根据《多 频段隐身材料的研究现状与进展》（徐国跃等，【航空科学技术】，2022 年 1 月），当前战场 上高技术探测器中，雷达探测占 60%，红外探测占 30%，因此隐身材料的主要研究集中于 这两个领域。对于飞行器而言，发动机后腔体及其内部件和边缘等产生的雷达散射信号、 后腔体及其热端部件和尾喷流等产生的红外辐射信号占整个飞机尾部方向特征信号的 95%， 因此通常会采用外形设计叠加多重隐身涂层。

华秦科技是国内极少数能够全面覆盖从常温、中温到高温的隐身材料设计研发及生产的企 业，在中高温领域技术优势明显，产业化优势突出。目前，公司产品已在多军种、多型号 装备实现装机应用。鉴于军工行业较为稳定的产品配套关系，以及后续的产品日常维护与 维修、技术改进和升级、更新换代、备件采购中对供应商存在一定的技术和产品依赖，且 公司产品已对客户形成批量供应。

零部件端：“小核心大协作”下形成百家争鸣格局

以涡扇发动机为例，气流从涡扇发动机通过的顺序依次为进气道→风扇→压气机→燃烧室 →涡轮→尾喷口，其中最主要的部件有风扇、压气机、燃烧室和涡轮。航空发动机主要部 件的组成零件按其功能可以分为叶片、轮盘、轴、齿轮和机匣等。零件按毛坯提供方式可 以分为锻件、铸件和钣金件等，锻造和铸造是两大最主要的制造工艺。

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。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。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。

涡轮叶片需要在高温高压的环境下工作，是涡扇发动机中制造难度最高的叶片。高温高压 燃气在涡轮中膨胀做工，推动涡轮高速旋转以带动压气机，气流经涡轮出口进入尾喷管， 压力降低，速度增加，最后排出发动机，产生动力。涡轮叶片的结构和材料的选用是提高 航空发动机性能的关键。20 世纪 50 年代，第二代发动机主要使用实心涡轮叶片，随着结 构和材料的升级逐渐开始使用更为先进的空心涡轮叶片，第五代发动机 F135 已经采用双层 壁超冷/铸冷涡轮叶片。涡轮叶片一般采用高温合金或钛铝合金，通过精密铸造加工而成余 量小、质量高的叶片毛坯。随着发动机性能的提升，高压涡轮叶片逐步发展到了定向结晶 和单晶材料叶片。定向结晶是在熔模铸造型壳中使熔融合金沿着与热流相反的方向结晶凝 固的一种铸造工艺，采用这种工艺成形的涡轮叶片具有很高的抗热疲劳和抗热冲击性。

竞争格局：历史上长期被欧美企业垄断，近年国内企业实现突破。高性能、长寿命的涡轮 精 铸叶片均由欧美企业提供，GE、赛峰、罗罗、普惠等国际航空发动机巨头均有直属涡轮叶 片工厂，Precision Castparts 公司是最大的独立涡轮叶片供应商。俄罗斯的涡轮叶片可满足 性能需求，但在使用寿命和经济性上远不如欧美产品。国内企业进步显著，航发精铸、应流股份等多家公司涡轮叶片实现突破，发展空间较大。经过多年发展，国内涡轮叶片技术进步显著，其中，航发精铸实现涡轮叶片的稳定供应， 叶片性能和寿命不断提升，是国内最主要的涡轮叶片供应商；应流股份、江苏永瀚、万泽 股份实现技术突破，成功进入中国航发的供应商序列。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。

盘件

航空发动机中的涡轮盘、压气机盘也是十分重要的转子部件。盘环件是航空发动机中工作 条件最为苛刻和重要的零部件之一，承受着复杂的循环热载荷及机械载荷。盘环件受力状 态十分复杂，不同部位所受温度、载荷、介质作用都不相同。如涡轮盘材料性能的主要要 求有：高屈服强度和塑性、足够的蠕变和持久强度、高疲劳抗力、高的低循环疲劳性能、 低的裂纹扩展速率、低缺口敏感性、低线膨胀系数、高导热系数、良好的加工工艺性能等。

机匣及其他结构件

机匣是航空发动机上的主要承力零件，为发动机承受载荷和包容的关键零件，属于典型的 薄壁结构零件。其主要作用为：保护发动机核心机、给装在外部的发动机部件如燃油泵、 滑油泵、发电机和齿轮箱等以及管路等提供支撑、内侧和转子组件一起构成空气流通通道。机匣按功能进行分类包括风扇机匣、外涵机匣、中介机匣、压气机机匣、燃烧室机匣、轴 承机匣、涡轮机匣、附件机匣等。

控制系统：航发控制为龙头

航空发动机分系统包括控制系统、空气系统、机械系统、短舱系统等。其中，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。发动机控制技术从 20 世纪 50 年代简单的液压机械控制，发展到现代的全权限数字电子控 制技术，并向智能/分布式控制方向发展。

产业链相关企业梳理

航发动力

航发动力成立于 1993 年，是国内唯一具备涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞全种类军用航空 发动机生产制造能力的大型航空发动机制造基地企业，为三代主战机发动机的国内唯一供 应商。公司前身是吉林华润生化股份有限公司，其于 2008 年通过第一次重组借壳上市，并 于 2014 年通过第二次重组成为我国最大的航空发动机及衍生产品生产制造维修基地。2017 年，公司正式变更为“中国航发动力股份有限公司”，公司业务包括航空发动机及衍生产品 （覆盖研制、生产、试验、销售、维修保障五大环节）、外贸转包生产（国际新型民用航空 发动机零部件试制等）及非航空产品三大板块。

公司业绩呈稳步上升趋势。营业收入从 2017 年的 225.55 亿元增加至 2021 年的 341.02 亿 元，2018-2021 年的 CAGR 为 10.89%；归母净利润则从 2017 年 9.60 亿元增加至 2021 年的 11.88 亿元，2018-2021 年的 CAGR 为 5.47%。其中，航空发动机制造及衍生品的营 收占比逐年上升，从 2017 年的 84.00%增加至 2021 年的 93.55%；外贸转包生产业务营收 占比逐年下降；非航空业务和其他业务的营收占比保持稳定。除了非航空业务和其他业务 的毛利率在 2020 至 2021 年期间有一定的上升之外，航空发动机制造及衍生品业务的毛利 率维持在 15.00%至 20.00%的水平，外贸转包生产业务的毛利率则维持在 8.00%至 10.00% 的水平。

西部超导

西部超导正式设立于 2003 年，是目前国内唯一实现低温超导线材商业化生产的企业，也是 目前国际上唯一的铌钛(NbTi)锭棒及线材全流程生产企业,主要从事高端钛合金材料和低温 超导材料的研发、生产和销售。公司拥有钛合金、超导线材、高性能高温合金材料三大主 营业务，所生产的高端钛材产品广泛应用于航空航天领域。公司为我国新型战机、运输机 钛合金材料的主要供应商之一。

公司业绩增长速度可观，钛合金及超导板块盈利能力较强。收入端，公司营业收入从 2017 年 9.67 亿元增长至 29.27 亿元，2018-2021 年的 CAGR 为 31.90%。2018 年以前，钛合 金及超导业务为公司营收占比最大的主营业务，2019 年开始，公司新增高性能合金材料业 务，该业务营收占比逐年增加。利润端，归母净利润从 2017 年的 1.42 亿元增长至 2021 年的 7.41 亿元，2018-2021 年的 CAGR 为 51.14%。其中，钛合金及超导业务毛利率呈总 体上升趋势，高性能高温合金材料从 2021 年开始扭亏为盈。此外，2022H1 公司实现营业 收入 20.84 亿元（+65.95%），归母净利润 5.52 亿元（+76.27%）。其中，2022H1 公司高 端钛合金业务实现营业收入 16.60 亿元（+60.41%），高温合金业务实现营业收入 0.73 亿元 （+42.19%），超导业务实现营业收入 2.50 亿元（+137.30%），三大业务并驾齐驱，推动 公司业绩的持续增长。

中航重机

中航重机正式设立于 1996 年，为“中国航空工业第一股”。公司以航空技术为基础，建立 了锻铸、液压、新能源投资三大业务发展平台，形成了高端宇航锻铸造业务、高端液压系 统业务、高端散热系统业务、中小型燃机成套业务四大主营业务。公司产品广泛应用于国 内外军民航空航天、新能源、工程机械等领域。

专注锻造领域，营业绩效稳定。营收端，公司聚焦主业、提质增效，经营规模稳步提升， 2017-2021 年公司营收规模由 56.63 亿元增长至 87.90 亿元，2021 年公司营收同比增速达 到 31.23%；利润端，公司聚焦核心主业，加强成本控制能力，2018 年公司逐步摆脱低效 资产及计提存货跌价带来的业绩拖累，2021 年实现归母净利润 8.91 亿元，同比增长 159.05%。2018 年剥离新能源业务后，公司核心战略围绕锻铸业务开展，2019-2021 年锻 铸业务营收占比分别为 71.73%、73.17%、74.90%，毛利占比分别为 74.71%、77.03%、 76.47%。据 2021 年报，航空锻造业务三家子公司宏远、安大、景航国内市场份额稳步提 升。此外，2022H1 公司实现营业收入 50.77 亿元（+14.60%），归母净利润 5.60 亿元， （+107.40%）。其中，2022H1 业绩大幅提升的原因是公司锻铸业务占比扩大，业务结构进 一步优化，且公司在原有订单基础上，积极开辟件号流水及新产品、新市场，推动公司市 占率提升。

航发控制

航发控制设立于 1997 年，前身为南方摩托股份有限公司，其为我国唯一一家集航空发动机 控制系统研制、生产、试验、销售、维保等环节于一身的企业，具备控制、机械、液压、 电子等多专业综合研发能力，拥有丰富的航空发动机控制系统各类燃油泵及调节器等产品 的研制生产能力，以及复杂壳体加工、精密偶件加工、齿轮加工等机械制造关键技术。公 司的三大主营业务为航空发动机控制系统及部件业务、国际合作业务、和非航产品业务， 产品广泛应用于航空、航天、兵器等领域。公司下设 4 家全资子公司，其分别为西控科技、 贵州红林、北京航科和长春控制。

抚顺特钢

抚顺特钢设立于 1999 年，于 2002 年成功上市，是中国重要的国防军工、航空航天等高科 技领域特殊钢材料的生产研发基地。公司以特殊钢和合金材料的研发制造为主营业务，生 产合金结构钢、不锈钢、高温合金钢、合金工具钢四类主营产品，其产品广泛应用于机械、 汽车、军工、化工等行业。此外，公司旗下设有 7 个子公司，1 个联营企业。

高附加值业务增长可期。收入端，公司营业收入从2017年的49.84亿元增长至21年的74.14 亿元，2018-2021 年的 CAGR 为 10.44%，营收同比增速波动较大。其中，合金结构钢、 不锈钢营收占比相对稳定，合金工具钢营收占比呈总体下降趋势，以高温合金钢为代表的 其它特钢产品的营收占比则呈逐年上升趋势。利润端，公司 2018 年实现扭亏为盈后公司净 利润稳健增长，2021 年实现归母净利润/扣非归母净利润 7.83/6.85 亿元，同比 +42.02%/+34.33。此外，2022H1 公司实现营业收入 38.15 亿元（+1.24%），归母净利润 1.83 亿元（-57.50%）。2022H1 公司业绩的下滑是由于镍钴等原材料价格的上涨，以及公 司无法完全将原材料价格上涨增加的成本转移至下游用户。

华秦科技

华秦科技成立于 1992 年，是国内极少数能够覆盖全温段隐身材料业务的高新技术企业。公 司从 1992 年开始进行企业改制和产品预研，于 2012 年开始进行武器装备的装机验证， 2016 年实现产品的初步产业化，2019 年进入全面批产阶段，2022 年 3 月上市科创板。此 外，公司下设一个全资子公司，拥有特种功能材料产品和特种功能材料技术服务两大主营 业务，主要生产隐身材料，伪装材料，和防护材料三类产品。现阶段，公司已形成耐温隐 身涂层材料、防腐隐身涂层材料及隐身复合材料等多系列产品，并实现了多军种、多型号 装备的装机应用。

钢研高纳

钢研高纳成立于 2002 年，是专业从事航空航天高温合金材料研发、生产和销售的高新科技 企业，为国内航空航天用高温合金的重要生产基地，也是国内电力工业用高温合金的重要 供应商。公司定位于高端和新型高温合金领域，具体包含铸造高温合金、变形高温合金、 新型高温合金三大主营业务。公司拥有年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。此外，公司下设 3 个子公司，4 个联营企业。

派克新材

派克新材成立于 2006 年，是一家专业从事金属锻件研发、生产和销售的高新技术企业。公 司专注于锻造行业，已掌握异形截面环件整体精密轧制技术、特种环件轧制技术、超大直 径环件轧制技术等多项核心技术，可供应航空、航天、舰船等高端领域环形锻件。根据产 品应用领域划分，公司具体包括船舶锻件、电力锻件、航空锻件、航天锻件、石化锻件和 其他锻件六大主营业务。

收入端，公司营业收入从 2017 年的 4.84 亿元增加至 2021 年的 17.33 亿元，2018-2021 年的 CAGR 为 37.56%；其中，航空航天锻件业务的营收占比逐年提高，从 2017 年的 16.00% 增加至 2021 年的 41.00%。利润端，公司归母净利润从 2017 年的 0.59 亿元增长至 2021 年的 3.04 亿元，2018-2021 年的 CAGR 为 50.66%。从收入结构来看，2021 年公司实现 收入 17.33 亿元，其中航空航天锻件营收占比最多，为 41.32%，其次为石化锻件和电力锻 件，占比分别为 30.12%、9.92%；从毛利润结构来看，2021 年公司实现毛利润 5.02 亿元， 其中航空航天锻件占比最大，合计 65.94%，其次为石化和电力锻件，占比分别为 17.93%、 4.58%。2022H1 公司实现营收 12.57 亿元（+64.56%），归母净利 2.29 亿元（+62.35%）。

航亚科技

航亚科技成立于 2013 年，是一家专注于航空发动机关键零部件及医疗骨科植入锻件研发、 生产及销售的公司。2013年成立以来公司专注于精锻压气机叶片的制造，2016年开展LEAP 发动机压气机叶片产业化项目，以此为契机打开国外民航市场和国内军用发动机零部件市 场。

近年来国家持续关注航发产业链的国产替代，国产大飞机发动机项目也在持续推进。同时 17 年后赛峰压气机叶片订单进入量产阶段，公司先后参与 GE、罗罗外涵道导流叶片和压 气机转子叶片的研发和生产。公司 2021 年实现营收 3.13 亿元，同比+3.82%，实现归母净 利润 0.24 亿元，同比-59.48%，2022H1 公司实现营收 1.62 亿元，同比+23.07%，实现归 母净利润 0.08 亿元，同比-28.40%，主要是因为疫情影响，国内市场产品交付结构变化， 医疗骨科集中采购等诸多因素。

（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。）

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