中信证券：航空发动机产业链的投资契机_新浪财经

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　　航空发动机产业链的投资契机

　　军工行业航空发动机专题报告|2020.2.17

　　航空发动机是制约我国航空产业发展的瓶颈，在强军目标引领下我军将加速补齐动力短板。需求端，未来 20 年我国航发产业市场空间超 2 万亿元，年均产值有望从当前不到 300 亿上升至千亿规模；供给端，长期制约我国航发产业的体制、资金、技术等因素逐步消除，且在国外技术封锁背景下，我国航发产业自主型号研制有望进入加速期，同时，随着太行系列逐步开始大批量交付，未来 WS-15 的研制完成，我国航空发动机产业发展有望迎来向上拐点。

　　▍市场空间：全球航发市场空间近 30 万亿元，中国企业望分享超 2 万亿市场空间。随着全球客货运量提升及安全形势加剧，预计未来 20 年全球军民用航空发动机市场规模将超 30 万亿，其中中国约 4 万亿元，我国企业能分享的军民用航空发动机市场空间约 2.2 万亿。根据正文测算，预计其中航发控制系统市场空间占比 10%达 2300亿元，盘轴件及叶片市场占比 30%达 7000 亿元，原材料市场空间约 7700 亿元。

　　▍市场格局：全球寡头垄断势力逐步增强，国内航发集团一家独大。全球民用航空发动领域，GE、PW、RR 及其两两联合组建的 CFM、IAE、EA 六家公司垄断了 90% 以上的市场份额，且近年来垄断趋势愈发显著。军用航发领域，仅有美、俄、英、法、中五国独立掌握大推力航发设计制造技术。我国军民用航发整机生产主要集中于航发集团旗下的四所七厂，零部件及原材料配套也主要以航发集团为主，部分民参军企业共同参与。目前我国尚不具备民用大涵道比涡扇发动机的整体制造能力，国产支线客机发动机严重依赖进口。

　　▍我国航发产业趋势：太行发动机逐步走向成熟，行业增速或迎向上拐点。近年来太行系列发动机性能已相对成熟，并逐步大批量列装部队，我们根据 SIPRI、《世界空中力量》等披露数据测算，我国三、四代战机航发国产化率或已接近 70%。宏观层面，航发集团成立、两机专项等政策扶持力度加大，料将逐步消除长期制约我国航发产业发展的体制、资金、技术等因素，在国外技术封锁背景下，我国航发产业自主型号研制有望进入加速期；微观层面，太行系利开始逐步大批量生产， WS-15 等新型号研制也在快速推进，我国航发产业增速有望迎来向上拐点。借鉴国外成功经验，我国航发产业未来发展趋势确定性较高，中长期看有望从当前百亿元年产值向千亿元产值迈进。

　　▍风险因素：两机专项资金投入不及预期，重点军用航空发动机型号研制及量产不及预期，政策支持力度不达预期等。

　　▍投资建议。航发集团成立、两机专项的实施将驱动我国航发产业进入型号研制加速期，随着太行系列逐步大批量交付，及WS-15 研制的快速推进，我国航空发动机产业将进入高速发展期，考虑到航发产业的封闭性、垄断性及未来国产化率的不断提升，我国航空发动机企业将望充分分享国内军用航发市场成长空间。同时，我军作训加强将带来航空发动机运营维护需求增加，航发维修投资机会也值得关注。建议从：1）细分产业链行业地位，2）细分产业链市场空间，3）当前的技术水平及未来的产业化发展潜力三个角度选择投资标的。推荐火炬电子、中航高科、应流股份（机械组覆盖），关注钢研高纳、中航重机、航发控制、航发科技、航新科技、海特高新。

　　核心观点：航空发动机产业逐步走向成熟

　　我国国产航空发动机产业逐步走向成熟。由于我国航空发动机产业长期走测绘仿制的道路，在整体设计、材料、制造工艺等方面相对落后，太行发动机列装初期存在一些故障，再加上媒体大量报道我国航空发动机产业与欧美等国的差距，到目前为止，市场上仍存在中国航空发动机产业落后的预期。近年来随着太行改进型号的列装，据《中国日报》报道，我国第五代战机歼-20 将逐步换装国产发动机，我们根据 SIPRI 以及《世界空中力量》数据计算出的我国三、四代战机航发国产化率已接近 70%。我们认为，随着太行系列发动机开始大批量产，以及未来更多型号有望完成研制，我国航发产业将逐步走向成熟。

　　中国航空发动机产业具备从小规模低基数到大空间的高确定性产业成长逻辑。总体而言，我国军用航发技术水平落后美国一代以上，估计差距近 30 年，且运输机、新一代战斗机航发国产化率仍有待提高，民航客机等商用航发几乎完全依赖进口，考虑到国外技术限制等因素，发动机国产化需求愈发急迫。随着飞发分离、两机专项的实施，制约我国航发产业发展的因素将逐步消除，我国航发产业增速有望迎来向上拐点。对比英美航发强国的产业发展经验，我国航空发动机产业具备中长期从百亿元年产值向千亿元产值迈进的高确定性产业成长逻辑，当前我国航空发动机产业存在长期投资机会。

　　市场空间：全球航发市场空间近 30 万亿元，中国企业望分享超 2 万亿市场空间。随着全球客货运量提升及安全形势加剧，预计未来 20 年全球军民用航空发动机市场规模将超 30 万亿，其中中国约 4 万亿元，我国企业能分享的军民用航空发动机市场空间约 2.2 万亿。根据我们测算，预计其中航发控制系统市场空间占比 10%达 2300 亿元，盘轴件及叶片市场占比 30%达 7000 亿元，原材料市场空间约 7700 亿元。

　　航空发动机简介：工业皇冠上的明珠航空发动机概念及分类

　　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”。航空发动机的设计、研发、制造、工艺等均需要精尖的科学技术水平，其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”，代表了人类最先进的智慧，更体现了一个国家科技和工业的实力，其发展水平也是国家安全和强国地位的重要保障。

　　按结构划分，航空发动机分为活塞式与喷气式两类，喷气式中按是否有压气机又可以分为燃气涡轮发动机与冲压发动机。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，燃气涡轮发动机开始成为现代飞机与直升机的主要动力。冲压发动机构造简单、推力大，特别适用于高速高空飞行，低速飞行时冲压发动机成为死重，不能自行起动和低速性能差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。本文主要讨论燃气涡轮发动机。

　　军用航空发动机趋势：推重比提升，向变循环发展

　　军用航空发动机历经五代，推重比不断提升。第一代涡扇发动机出现在 20 世纪 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，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。

　　变循环是未来发展方向。变循环是指通过改变发动机的一些部件的几何形状、尺寸或者位置，实现不同热力循环间的转变。利用变循环改变发动机循环参数，如增压比、涡轮前温度、空气流量和涵道比，可以使发动机在各种工作状态下都具有良好的性能。爬升、加速和超声速飞行时减小涵道比，接近涡喷发动机的性能，增大推力，在起飞和亚声速飞行时，加大涵道比，以涡扇发动机状态工作降低耗油率和噪声。

　　民用航空发动机趋势：涵道比不断增大，更注重经济性与环保

　　民用大客机对发动机的要求与军机差别很大，主要是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、增加寿命，实现性能更加优化、控制更加智能化和对环境更加友好。提高运行经济性、降低耗油率的基本技术途径是提高发动机的涵道比，提高总增压比以及涡轮前温度。由于大涵道比涡扇发动机能更好满足上述要求，现代民用大型客机均以此为动力装置。

　　20 世纪 80 年代以来，随着涵道比的增加，发动机经济性不断提升。20 世纪 80 年代以来，随着涵道比的增加，发动机经济性不断提升。GEnx 发动机（主要用于波音 787）由于采用了高涵道比与高总压比及效率更高的部件，其耗油率比 1999 年投入使用的GE90-94B 发动机降低了 6.9%。遄达 1000 发动机（用于 B787）涵道比为 10-11，总压比为 50-52，两者在 2010 年前的发动机中均属最高，其耗油率比 2007 年投入使用的遄达900 发动机低 4%，经济性及环保性明显提升。

　　全球航发产业格局：寡头垄断逐步加深

　　全球民用航发市场：六大巨头垄断近九成份额

　　美英法德日等少数国家的寡头企业垄断了世界航发和燃气轮机市场。军用领域真正形成航空发动机产业并具有相当规模的国家只有美、俄、英、法、中等少数几个国家。民用领域垄断程度更深，美、英两国的三家公司（美国的通用电气、普•惠公司以及英国的罗• 罗公司）及其成立的合资公司（CFM、IAE、EA 公司）几乎占据了民用航发市场份额的90%。

　　全球民用航空发动机整机市场呈现 3+3 寡头垄断格局。世界民用航空发动机市场基本由美国通用电气（GE）和普拉特·惠特尼（PW）、英国的罗尔斯·罗伊斯（RR）以及这三家公司同法国赛峰集团（Safran）相互间合资成立的斯奈克玛国际 CFM（Safran/GE）、 IAE（RR/PW）和 EA（GE/PW）等公司高度垄断，特别是大型客机和运输机的大涵道比涡扇发动机市场基本被上述欧美巨头集团垄断。这六家公司具有独立研制航空发动机整机的能力，在全球大型民用航发的核心技术研发、总装集成、销售及客户服务等全产业链上处于主导及控制地位。近年来，产业垄断趋势不断增强。GE 与波音、RR 与空客近年来在部分新机型上实行“手拉手”合作，一款机型只对应选用唯一一款发动机型号。

　　既有竞争又有合作，三大整机公司成立合资公司专门生产某一款发动机，实现优势互补。GE 和 SNECMA 各持股 50%，于 1974 年联合成立 CFM 公司，负责 CFM56 涡扇发动机的合作研制、生产和销售。IAE 是 PW、 RR、 JAEC（日本）和 MTU（德国）于1983 年合资成立的公司，为 150 座级客机市场提供 V2500 发动机。RR 已于 2011 年退出 IAE。EA 由 GE、PW 于 1996 年成立，最初为波音公司计划在 747 基础上推出的 450 座级，四发 747-500/600 项目设计一款大推力高涵道比涡扇发动机，但项目流产，后和波音合作，生产 GP7200 发动机，用于装机 A380，以对抗罗罗的 Trent 9000。

　　全球军用航发市场：美、英等五国垄断

　　全球军用航空发动机市场基本被美、英、法、俄、中等五国的寡头公司垄断。目前世界上仅有美、俄、英、法、中五国独立掌握大推力航空发动机的独立设计制造技术。但是中国军用航空发动机谱系不全；民用航空发动机仍为空白，行业尚处于起步阶段。全球主要的军用航空发动机基本被美国的 GE 和 PW、英国的 RR、法国的 SNECMA、俄罗斯的联合发动机制造集团、中国的航发集团垄断。

　　在军用和小型航发领域，法国斯奈克玛（Snecma）、美国霍尼韦尔（Honeywell）、德国 MTU、意大利 Avio 以及俄罗斯土星、礼炮公司等是主要代表性企业，它们具有较完整的生产能力，除了进行整机研发与销售外，还作为一级供应商为顶级企业提供大部件和核心机部件。

　　中国航发产业格局：以航发集团为主导

　　航发集团成立之前，作为一家纵向一体、横向一体的行业性总公司，中航工业集团构成了中国的航空工业。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械设备厂所构成。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，以满足军方航空装备需求为核心基本职能。

　　整机制造集中于航发集团旗下厂所

　　航发集团成立后，实现了航空工业体系在垂直方向上的拆分。“单飞”方案的实施将导致中国航空工业垂直一体化被打破，在我国首次实现飞机主机与发动机的纵向分离，在上下游关系上更加符合航空工业发展规律。国际经验表明，飞发分离有助于发动机预研和技术发展，“单飞”方案有利于我国的发动机行业发展。

　　航发集团下属航发集团旗下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，企业的产品主要包含中、大型涡轮风扇/喷气发动机，是中国目前以及将来很长时间内主力机以及大型民机要依赖的动力。

　　零部件及原材料由航发集团主导，部分民参军企业共同参与

　　我国航空发动机部件级研制生产单位主要包括航发动控、航发科技、中航重机和中航精铸等；航发材料领域的研制生产单位主要有中科院金属所、北京航空材料研究院、钢研高纳、抚顺特钢、宝钛股份和包钢股份、炼石有色等。航空发动机维修方面主要为国内主要航空发动机制造企业以及海特高新、航新科技（通过收购 MMRO 切入航空发动机部件维修）等公司。

　　中国航发产业趋势：行业增速有望迎来向上拐点

　　中国航发产业历经三阶段，从测绘仿制到自主研制60 多年来，我国航空发动机的发展，经历了从无到有，从测绘仿制到自行研制的过程，目前已经有了一定技术积累，在生产上已具有相当大的规模；在实验方面，建成了亚洲第一的高空台及其他研究实验设备。总体来看，我国航空发动机行业的发展经历了以下三个阶段：

　　第一阶段：1950-1965 年前后，在苏联帮助下仿制自制涡喷。当时，我国根据苏联BK-1F 技术资料仿制出了涡喷 5，随后完成涡喷 6 研制，并开始着手研制涡喷 7 和涡喷 8 发动机。这一阶段我国航空动力行业快速发展不断突破，实现从完全依赖外援技术到开始自助设计研制的转变。

　　第二阶段：1966-1990 年，进入独立发展阶段。20 世纪 60 年代中苏关系出现问题，我国开始着手完整的自主研制航空发动机。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。期间，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，开始了新一代核心机预研计划，构建核心机体系的整体发展思路逐步形成，科研系统逐步成熟。2002 年，我国自行设计研制的涡喷 14 发动机设计定型；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，并使我国成为少数能自主研制航空发动机的国家之一。

　　横向看：中国航发技术估计落后美国近 30 年

　　美国航空发动机产业从技术及管理上都较为成熟。管理上，美国一直实行“飞发分离”、美国政府持续开展研究计划，并在航空发动机研制中强化竞争等措施，技术上，估计中国航空发动机落后美国 30 年，发动机技术水平差距一代以上。

　　中国航空发动机从仿制开始，起步较晚，估计从时间上看落后美国近 30 年，从代际上看，落后美国一代以上。上世纪 80 年代美国 F15 战机已经装备推重比达到 8 的 F110 发动机，我国同类型的 WS10 发动机到 2010 才投入生产，用于装备歼 11B 战机。WS10

　　中间推力及加力推力略高于 F110，质量也比 F110 略轻。美国装备 F22 的 F119 发动机 20 世纪 90 年代就以后投入生产，据观察者网报道，我国与 F119 同代际的涡扇-15 在 2020 年后才有望完成研制。

　　美国新一代航空发发动机研制项目取得重大突破，技术优势或更加明显。根据英国“飞行网站”报道美国新一代航空发发动机研制相关技目前已获重大突破，预计将在 2020 年之后投入使用，装备在 F35 联合战斗机上。美军下一代“自适应变循环发动机”推力高达20 吨，处于全球领先水平。

　　纵向看：中国航空发动机逐步走向成熟，国产化率不断提升太行系列发动机性能成熟前，我国三、四代战机大量依赖进口发动机。在 2005 年WS-10 定型列装前，我国歼 10、歼 11、歼 15 等三、四代战机主要依靠进口俄罗斯的 AL-31F系列发动机。初期定型列装的WS-10 稳定性相对不足，存在死机、返修寿命短等问题。

　　我国航发产业当前规模仍然较小。我国军民用航空发动机整机制造、维修，以及主要零部件及材料均由从航发集团主导，所以从航发集团航空产品收入规模来可以近似看出我国航空发动机产业的年产值约 250 亿元，对比 RR、GE 等公司，规模相对较小。

　　我国国产军用航空发动机逐步走向成熟。随着技术的不断完善与改进，近几年太行系列的后续型号WS-10A/B 性能快速提升，并逐步批量装配我国三代、四代、甚至五代战机。依据斯德哥尔摩和平研究所公布的我军向俄罗斯引进的战机、AL-31F 系列发动机数据，并对比《世界空中力量 2018》相关数据，我们测算当前我国的三四代战机需要国产航发近 900 台，三、四代战机的航发国产化率接近 70%。

　　我国主要民用航空发动机大量依赖进口，尚不具备完整制造民用涡扇发动机能力。民用航空发动机对可靠性、安全性、经济性要求较高，目前我国尚不能完整制造一台高涵道比民用涡扇发动机，新舟系列、ARJ21 等国产支线客机发动机严重依赖进口。

　　制约因素逐步消除，行业或迎向上拐点

　　我国航发产业受制于体制、经费、技术等因素，自主研发能力相对较弱，发动机型号研制依赖于飞机整机，投入经费及预先研究不足，材料及工艺落后等问题成为此前长期制约我国航发产业发展的瓶颈，而受益于欧美国家长期以来对航发产业的巨大支持，以及一直实行飞发分离、预研先行、内部适当竞争、多元化经营的管理体制，三大行业巨头发展迅速，其中 RR 成长尤其明显，近 30 年来，市值最大时成长近 20 倍。

　　航空发动机产业定位为战略性支柱产业。美、英、法等国将航空发动机列为国家战略性产业，给予较大的政策及经费支持。航空喷气发动机在美国《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位列第二，排在核技术之前。英国在罗•罗公司濒临破产之时实施援救，并保留一英镑的“黄金股”，防止股权落入外国投资者手中。

　　实行“飞发分离”，先行开展长期研究计划。美国发动机研制与飞机研制相独立，采用预研计划，提前开始研发发动机，以加强技术储备、降低研发风险、缩短研发周期。综合高性能涡轮发动机技术（IHPTET）和多用途、经济可承受先进涡轮发动机（VAATE），都是典型的政府相关部门主导的预研项目。美国因为提前预研发动机，使发动机技术走到了战机前面， F-22 战机使用的 F-119 属于第四代发动机，但美国的核心机技术已发展到第六代。

　　进行垂直一体化的行业整合，提升竞争力，打通产业链。为了集中优势资源，提高本国航空发动机产业的竞争优势，俄罗斯从 2007 年开始对本国的航空发动机行业资源进行整合，组建了联合发动机公司、礼炮公司等。整合后联合发动机公司占行业总资产的 85%，产品覆盖军用及民用航空、商业项目、发电供热用途、抽气系统、船用燃气轮机等。

　　美英等国的 GE、PW、RR 等主要航空发动机公司也已经形成了从研发设计、关键部件制造到整机总装的完整产业链，其在产业链中具备较强的主导地位。

　　军民融合，多元化布局。世界航空发动机企业早期均以军机为主，但单纯做军品易受行业周期性因素影响，为了提高抗风险能力以及加强盈利能力，主要航空发动机公司逐步向民品领域拓展，实现多元化布局。RR 在 1985-1994 年，非航空燃气轮机与航空涡轮发动机的销售额比例为 15：85，而 2008 年，公司 32%的销售收入来自非航空动力领域，其中绝大部分是燃气轮机业务。其他发动机公司也均采用军民融合的多元化发展模式，以强化公司内部各个业务板块的协同，拓展技术的应用范围，打通产业链的上下游，缩短业务流程并降低成本。

　　采用主承包商-供应商的模式。目前世界航空发动机产业已经逐步形成主承包商-供应商的模式。主要发动机公司基本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。RR 从 2004 年开始只生产其最终产品所有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。

　　制约因素逐步消除，加速追赶欧美

　　2016 年航发集团挂牌成立，标志着我国从管理体制上实现“飞发分离”；效仿欧美等国实施预研计划，2016 年实施的两机专项估计投入将超千亿元，有效支持我国重点型号航空发动机、燃气轮机及高温材料的研制。同时，我国在高温合金等材料问题上不断突破。

　　制约我国航空发动机产业发展的体制、经费、技术上的制约因素有望逐步消除，我国航空发动机产业发展有望加速。

　　“飞发分离”，优化体制机制航发研制旧体系制约我国航空发动机的发展。在实现“飞发分离”模式之前，我国的航空发动机研发体制一直仿照前苏联的模式，遵循“飞机型号在先，发动机型号在后”的顺序，这种模式把发动机视为飞机的附属品，确定了具体型号的飞机，然后对与该机型配套的发动机立项，立项之后才能获得人力和经费的支持，从而开展基础研究和系列测试工作；如果飞机型号下马，则该飞机型号所对应的发动机的研制也必须下马。这样的模式大大限制了航空发动机的研制自由，且不利于相关技术的积累和储备，大大增加了发动机研制失败的风险。

　　“飞发分离”新体系在 2016 年尘埃落定。2016 年 3 月 2 日，航发控制和航发科技发布公告确定了中国航空发动机集团有限公司主要领导的任职，并且确定新成立的“中国航发”将取代中国航空工业集团公司成为这两家上市公司的实际控制人。从此，中航工业集团下属的中航发动机控股有限公司等航空发动机业务相关企（事）业单位将从原来的飞机制造体系中分离出来，纳入新成立的中国航空发动机集团有限公司，标志着我国飞机和航空发动机的研制真正实现了“飞发分离”。“飞发分离”利于提高发动机制造商的灵活性和研发效率，也有利于两机专项等预研计划的开展。

　　实施“两机”专项等政策支持航空发动机产业发展

　　我国航空发动机发展一直落后于欧美发达国家，其原因是我国航空发动机基础研究薄弱、技术储备不足、试验设施不全和管理体制落后等。受启发于美国的 IHPTET 计划和VAATE 计划，我国亟需出台类似的国家级航空发动机专项发展计划，集中政府和工业部门的资源并长期给予大量资金扶持，以期改变我国航空发动机研制的落后现状，跻身全球航空发动机产业的竞争舞台。

　　2015 年，航空发动机和燃气轮机“两机”项目首次被写入政府工作报告。在 2016 年3 月公布的“十三五”规划纲要草案中，航空发动机和燃气轮机“两机”项目位列未来五年中国计划实施的 100 个重大工程及项目名单之首。“两机”专项已经确立了详细的工作重点。据《经济参考报》报道，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、涡桨和活塞等发动机领域，主要研发大涵道比大型涡扇发动机、中小型涡扇发动机、中小型涡喷发动机和中大功率涡轴发动机等重点产品。为了快速有效地推进重点产品的研发，“两机”专项将突破“两机”关键技术，推动大型客机发动机、先进直升机发动机、重型燃气轮机等产品研制，初步建立航空发动机和燃气轮机自主创新的基础研究、技术与产品研发和产业体系。

　　军费增速回升、“两机”专项实施，保障经费支出

　　2019 年国防支出预算 11，899 亿元，同比增长约 7.5%，较 2018 年 8.1%增速略有下滑。预计未来随着国防与军队改革的持续推进，军费使用也有望优化，用于武器装备采购及研究支持的经费将快于整体军费增长。美国航空发动机的研发费用（包括型号研制和改进、改型）约占整个航空工业研发经费的 25%，未来我国航空发动机研发费用也有望达到相应水平。

　　随着航空发动机和燃气轮机重大工程的正式立项，与之配套的专项资金业呼之欲出。专项资金预期 1000 亿元，加上社会配套资金，总的资金预期将达 2000 亿元。这将有效支持我国 2~3 款航空发动机的研制。

　　关键材料技术性能逐步提升

　　航空发动机材料占零部件价值的 50%左右，美国 IHPTET 计划技术的创新，70%-80% 来自于材料的改进贡献。此外，航空发动机零部件成本的 50%也都来自材料本身。材料技术进步对整个航空发动机产业意义巨大。在最为关键的单晶高温合金方面中国虽然产业化能力相对落后，但从研究角度已发展出较为先进的第五代产品。

　　自主型号不断走向成熟，未来追赶欧美确定性较强

　　我国航发产业从体制机制、经费支持等角度不断向欧美等发达国家看齐，并叠加太行系列发动机的逐步大批量产以及未来更多型号逐步研制完成，我国航发产业在技术上不断取得突破，未来追赶欧美确定性较强。

　　第五代战机未来有望换装 WS-15。为我国第五代战斗机而研制的小涵道比推力矢量涡扇发动机WS-15 于 2006 年 5 月首次台架运转试车成功，未来有望装配第五代战机。此外未来或用于装配大型运输机的WS-18、WS-20 等型号发动机研制工作也在推进。

　　实验平台获得重大突破，首台民用整机点火成功。2017 年年底，大型客机发动机验证机（CJ-1000AX）首台整机在上海完成装配，标志我国首个民用大涵道比涡扇发动机整机验证平台建立，将为后续研制工作奠定坚实基础。3 月 30 日 CJ-1000AX 在上海临港总装试车台完成全部调试工作。4 月 3 日通过试验前评审，落实专家代表提出的各项意见建议后，5 月首次点火一次成功，核心机转速最高达到 6600rpm，初步验证了各部件及相关系统的功能和匹配性，后续将开展发动机整机初步性能摸底试验。CJ-1000AX 由中国航发集团商发公司负责研制，未来有望装配国产 C919 客机。

　　市场空间：未来 20 年我国军民用航发市场规模约四万亿

　　未来随着全球军民航机队规模的增加及老机型的更新换代，将有效带动全球航空发动机市场增长。我们综合考虑备件及更新维护、维修需求，认为未来 20 年我国军用航空发动机市场空间约 2.2 万亿元。当前，我国主要军机架数约占全球数量的 10%，随着我国军机加速列装，若假设未来 20 年该比例增加至 15%，则全球军用航发市场空间约为中国的7 倍左右，达到 14 万亿元。预计未来 20 年我国民用大中型客机的航空发动机市场空间约2 万亿元，考虑到未来中国新增民机是全球规模的 12%左右，全球民用中大型客机发动机市场规模约 16 万亿元。

　　预计我国军用航空发动机市场空间约 2.2 万亿元

　　当前我国军机架数总量仅约为美国的 1/5 左右，且随着我军军费预算增速的回升，装备建设将加快推进，武器装备采购投入增速将有望维持 10%-15%水平，且三代以下机型占有相当高比重。

　　我们预计，到 2040 年我国军用航空发动机市场空间约 8800 亿元。当前我国部分重点装备出口约占内部需求的 6%。随着我国军机性能的不断提升，预计到 2038 年我国军机出口占比也望达到国内需求的 6%左右。预计加上军贸出口，2040 年我国军用航空发动机市场空间约 1.1 万亿元。航空运营维修市场基本与整机价值相当，加上运营维修，预计我国军用航空发动机市场空间约 2.2 万亿元。

　　预计我国民用大中型客机航空发动机市场空间约 2 万亿，通用航空发动机市场近千亿未来 20 年民用大中型的航空发动机市场空间超过 2 万亿元。根据波音公司的预测，未来 20 年中国需要新增民航大中型飞机超过 6300 架以上，潜在民用航空发动机新增需求超过 1.4 万台，加上更新、维修、保养等业务的市场价值，民用航空发动机市场空间合计有望超过 2 万亿元。

　　未来 20 年我国通航用航空发动机市场规模有望接近 1000 亿元。低空空域放开将有望打开我国通用航空发展的瓶颈，拉动中小型航空发动机需求。2016 年 5 月 17 日，国务院发布《关于促进通用航空业发展的指导意见》，计划到 2020 年，通用航空器达到 5000 架以上，当前不足 3000 架。近年来我国通用航空器增速维持 10%以上，我们预计未来 20年，中国通用航空器有望达到 20000 架，按平均 1 台发动机人民币 200-500 万元测算，未来 20 年通航发动机市场规模将在 1000 亿元左右。

　　我国企业有望分享国内军用航发 90%市场份额，但民用航发份额较少

　　当前我国三、四代战机航发国产化率接近 70%，随着国产型号的批量列装，我们预计未来20 年，我国军用航发国产化率有望达到90%左右，国内航发企业也将有望分享近8370亿军用航发市场，若加上维修则市场空间约 1.67 万亿元。

　　民航客机方面，考虑全球商用航发市场基本上被六大行业巨头垄断，垄断程度有进一步加深趋势，且到目前为止我国尚没有一款用于客机的大涵道比航空发动机，我国在商用航发领域短期内抢占相应市场份额难度较大。计划于 2025 年装配 C919 的 CJ1000 系列发动机有望成为我国第一款量产的商用涡扇航空发动机。预计未来 20 年 C919 交付 2000架，发动机按 1：1.1 备件，乐观情景，80%用 CJ1000，则对应市场空间约 1936 亿元；中性情景，50%用 CJ1000，则对应市场空间约 1210 亿元；悲观情景，30%用 CJ1000，则对应市场空间约726 亿元。通航方面，假设未来20 年通航用航空发动机国产化率达到80%，则国内航发企业对应的市场空间为 800 亿元。

　　在中性情景假设下，加上运营维护，我国企业可分享的军民用航发市场空间约 2.08万亿元，对应未来二十年行业复合增速约 12%。

　　产业链细分市场拆分：原材料、航空维修占比较大航发产业链构成

　　航空发动机产业链主要由发动机整机制造商、一级的特殊部件、单位体、主装配件供应商、二级的零部件供应商、三级的原材料供应商组成，二级以上产业链上企业数量从上到下呈金字塔式分布，三级原材料技术壁垒较高，企业数量相对较少。

　　整机制造商控制着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，代表企业有 GE、 P&W、RR、SAFRAN、CFM、IAE、EA 以及我国的航发集团等。整机制造商负责整体设计，承担研发风险，利润也相对最高。

　　一级供应商供应单位体、核心部件，一般具备核心机制造能力。主要包括 MTU、GKI、MHI、IHI、VOLVO、JAEC 等欧洲与日本企业，其与整机制造厂商关系紧密，通常共担风险与收益，在先期按比例承担发动机研制费用，新机型投产后，一级供应商将按比例共享技术与收入。

　　二级供应商主要负责向一级供应商供应零部件，代表企业有 PCC、SKF、KH 等，二级供应商数量较多，通常不具备核心的设计能力及知识产权，多分布于新兴市场，我国的发动机制造厂商如航发科技在国际分工中也处于二级供应商层面。

　　三级供应商主要向二级或一级供应商提供原材料，技术壁垒相对较高，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，代表性企业包括 PCC、美国铝业、西屋公司、佳能·缪斯克贡、国际因科合金、A&P 合金公司、TOKAI、德国西格里等。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。

　　按部件价值拆分：高、低压涡轮的价值占比最高

　　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。

　　预计我国企业面临的航发原材料市场需求 0.7 万亿，运营维护需求 1 万亿

　　考虑到未来 20 年我国企业有望分享国内军用航发 90%市场份额，约 1.98 万亿市场空间。在中性情景假设下，未来 C919 航发国产化率 50%，则预计未来 20 年市场空间约 1210亿元。我们测算，下游军民用航发市场需求将带动国内航发控制系统需求约 2400 亿元，盘轴件及叶片需求约 7000 亿元，钛合金需求 2300 亿元，高温合金需求 2700 亿元，铝合金、钢及其他复合材料需求 2700 亿元，累计原材料需求约 7700 亿元，运营维护需求 1.2万亿元。

　　风险因素

　　两机专项资金投入不及预期，重点军用航空发动机型号研制及量产不及预期，政策支持力度不达预期等。

　　投资建议

　　航发集团成立、两机专项的实施将驱动我国航发产业进入型号研制加速期，随着太行系列逐步大批量交付，及 WS-15 研制的快速推进，我国航空发动机产业将进入高速发展期，考虑到航发产业的封闭性、垄断性及未来国产化率的不断提升，我国航空发动机企业将望充分分享国内军用航发市场成长空间。同时，我军作训加强将带来航空发动机运营维护需求增加，航发维修投资机会也值得关注。建议从：1）细分产业链行业地位，2）细分产业链市场空间，3）当前的技术水平、未来的产业化发展潜力三个角度选择投资标的。推荐火炬电子、中航高科、应流股份（机械组覆盖），关注钢研高纳、中航重机、航发控制、航发科技、航新科技、海特高新。