军工装备加速列装航空发动机市场长期空间广阔 发布时间:2022-08-09 01:23:53 来源:乐鱼电子竞技 作者:乐鱼比赛竞猜平台

  我国“十四五规划”指出“2027 年实现建军百年奋斗目标”,8 月 18 日人民日报发文《必须加快国防和军队现代化》。未来我国战机更新换代与列装加速将拉动军用航空发动机市场景气向上,同时航空发动机作为易耗品在“练兵备战”部队训练量大增的背景下其需求将进一步扩大。目前我国依旧有 20%左右的军用航空发动机需依赖进口,未来依然还有较大的替代空间。

  航空发动机作为飞机的“心脏”是飞行的关键。人类在航空领域的每一次重大突破,无不与航空动力技术的进步相关。航空发动机在工作时需承受极高的温度、转速和压力,这对其设计制造提出了极难的挑战,因此航空发动机也被称作“皇冠上的明珠”,目前在全球范围内能独立研制高性能航空发动机的国家仅有中、美、英、法、俄等少数国家。

  航空发动机的研制通常需要机械、能源、材料、计算机、电子等众多学科的参与,航空发动机产业的发展水平是一个国家科技、工业、经济和国防实力的集中体现,也是国家安全和大国地位的重要战略保障。

  研制一型全新的跨代航空发动机通常需要二十几年,是研制同一代飞机时间的两倍。以国外第 4 代战斗机发动机为例,其研究始于 20 世纪70 年代初,到二十一世纪初投入使用,具备初始作战能力,周期长达30年。一款优秀的航空发动机得来不易,因此在研制成功后通常会基于其核心机进行一定改进改型,发展出众多衍生型号,以更好的适配不同型号飞机。总体来说航空发动机研制全周期可分为预先研究、工程研制和使用发展三大阶段。每个阶段又可细分,并设置相应审查点以便控制风险。

  我国的航空发动机工业在上世纪 50 年代从零起步,从开始的仿制到部分自主设计,再到如今第三代、第四代航空发动机的自主研制,我国的航空发动机设计制造水平不断提高。目前我国航空发动机主力型号有涡扇-20、涡扇-18、涡扇-10、涡轴-16、涡轴-10、涡轴-9、涡桨-10、涡桨-6 等。

  在有良好技术储备的基础上,研制一种新的航空发动机尚需要做 1 万小时的整机试验和 10 万小时的部件和系统试验。航空燃气涡轮发动机涉及气动、热工、结构与强度、控制、测试、计算机、制造技术和材料等多种学科,一台发动机内有十几个部件和系统及数以万计的零件,其温度、压力、应力、转速、振动、间隙和腐蚀等工作条件远比飞机其他分系统复杂和苛刻。同时航空发动机对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性等也有极高的要求,因此航空发动机传统的研制过程难度极大,是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代过程。

  通常来说一款航空发动机的研制需要投入数十亿美元,在航空领域均衡发展的国家,航空发动机的研制费约为整个航空领域经费的 1/4。航空发动机研制费用与其技术难度大和研制周期长密切相关。研制一台航空发动机的费用可以与航天领域的火箭发动机相比,早期研制一台推力为11000daN、推重比为 5.5 的涡轮喷气发动机的费用与“阿波罗”登月飞船的第一级助推火箭发动机的研制费用相当,但后者的推力是前者的 60 倍。随着技术的发展,航空发动机的研制费用增长迅速,80 年代研制一台10000daN的涡轮风扇发动机需要 10~15 亿美元。到 90 年代,F-119发动机的研制费用超过20亿美元,而当前美国 F-35 战斗机的发动机 F-136 研制费用更是高达50 亿美元。

  根据两会消息,2021 年全国财政安排国防支出预算 13795.44 亿元,比 2020年预算执行数增长 6.8%。我国国防军费主要使用于三大领域:人员生活费、训练维持费、装备费。2019 年发布的《新时代的中国国防》白皮书指出,纵向对比 2010 年至 2017 年,我国装备费占国防支出比例持续提升,2017 年已达到41.1%,年均复合增长率达 13.44%,2015年至2017 年装备费占比稳定在 41%左右。

  但我国目前尚未披露详细的装备费明细,如果参照美国军费预算使用情况看,在美国军费预算中航空装备采购费约占装备采购费的 1/3。假设 2021 年我国国防预算支出中装备费占比 41%,同时装备费结构与美国类似,则2021年我国军费中用于航空装备采购的金额为1883.5亿元。航空发动机是飞机上的关键部件,其价值一般占整机价值的25%左右,由此可以推测出 2021 年我国军用航空发动机市场空间大约在 471 亿元。

  当前我国空军与世界强国空军相比在军机数量上还存在不小差距。根据《WorldAir Forces 2021》数据显示,目前我国拥有军机 3260 架,美国拥有军机 13232 架,我国军机总量仅为美国的 25%。近6年来我国军机总量年复合增长率为 2.2%,这主要是因为我军装备采用“小步快跑”的发展策略,在尚未完全设计定型前装备数量较低。随着改进改型的逐渐完成,大量型号正式列装部队频繁出现在各种重大场合,新型战机有望在“十四五”期间开启列装放量模式。

  当前我国空军与世界强国空军相比在质量上也存在较大差距。从战斗机看,美国战斗机全部为三代四代机,而我国战斗机数量1571架,其中以二代三代机为主,四代机占比极低。除此之外,我国仅拥有特种飞机 115 架,加油机3 架,运输机 264 架,战斗直升机 902 架,教练机 405 架。我军缺乏远程大型战略轰炸机,重型直升机,等关键机型,我国相较于美国在军机领域的结构劣势明显。我国“十四五”规划明确指出“2027年实现建军百年奋斗目标”,人民日报发文《必须加快国防和军队现代化》,我国空军建 设步伐将明显加快。随着歼-16、歼-20 等先进战机的加速列装,预计二代机将逐渐淘汰。

  我国军机即将迎来“量”与“质”的双重提升,将拉动军用航空发动机市场景气向上,同时航空发动机作为易耗品在“练兵备战”部队训练量大增的背景下需求将进一步扩大。预计 2021~2027 年我国军用航空发动机市场总规模约为 4927 亿元。

  中国的航空发动机产业经过 70 多年的发展壮大,已经形成了一条军工国企为主,民营企业部分参与的完备产业链。我国航空发动机产业链包括:研发设计、原材料毛坯制造、零部件加工制造、整机制造交付、运营维修等全部环节,航空发动机研制和生产体系完整。

  我国军用航空发动机整机制造任务由中国航空发动机集团旗下主机制造厂承担,其中绝大部分在航发动力体内。中国航发集团目前已经实现各型第三代航空发动机与第四代民用涡轴发动机的生产制造能力。涡扇-10 经过不断改进性能质量成熟稳定,同时还衍生出矢量推力版本,已经基本完全替代俄罗斯进口的AL-31F,装备在我国第三代主力战机歼-10、歼-11、歼-16 等战斗机上。同时涡扇-15、涡扇-20 正在加紧研制,暂时还不能完全替代进口发动机。

  锻造件作为飞机与发动机中的关键部件,通常占发动机结构重量的 30%~45%。根据相关企业营收来统计 2020 年我国航空锻造市场约 68 亿元。航空锻造领域技术壁垒较高,目前此领域以国企为主,如中航重机,其市占率大于 60%。除此之外,三角防务、航宇科技、应流股份等企业也参与其中。随着我国军队现代化建设步伐的加速,下游飞机和发动机新型号正处于快速批产上量阶段,航空锻造市场将双重受益迎来高增长,预计 2021 年市场增速在 30%~50%。

  航发控制作为国内主要航空发动机控制系统研制生产企业,在军用航空发动机控制系统方面持续保持领先地位。公司与国内各发动机主机单位合作密切,几乎已经垄断军用航空发动机控制系统领域市场份额,根据航发控制 2020 年营收来推测我国军用航空发动机控制系统 2020 年市场空间约为 35 亿元。

  钛合金性能优异,有着较高的结构强度与轻量化等众多优点,主要应用于压气机叶片、压气机盘、机匣等零件。目前,我国钛合金的应用主要集中在化工、航空航天、冶金等领域。其中,化工应用量占总量的 45.30%,航空航天领域占比为 17.9%。根据研观报告网统计 2019 年我国钛合金整体市场规模为142.3 亿元,预计 2021 年可达159.4 亿元。

  国内钛合金市场集中度较高,宝钛股份、西部超导和西部材料为钛合金行业前三大企业,合计市占率超过 80%。

  公司是国内航空发动机和燃气轮机领域的龙头,拥有较强的科研能力。公司产品几乎涵盖全谱系航空发动机,包括 WS-10、WZ-8、WZ-9、WZ-10、WJ-6、WJ-10 等各型航空发动机,目前已经应用到各型战斗机,直升机,运输机上。公司在国内军用航空发动机领域的领先地位不可撼动,是我国三代主战机型国产发动机唯一供应商,也是全球为数不多能实现自主研发制造航空发动机的厂商之一。

  公司是航空工业集团旗下第一家上市公司,公司于 2016~2018 年剥离力燃机与新能源板块,形成了航空锻铸和液压环控两大业务主力板块。公司的核心业务为锻铸,2020 年锻铸业务占总营收比例为 74.4%,公司下属锻铸业务公司为贵州安大、陕西宏远、江西景航,其均为航空工业集团专业锻铸厂,目前在行业内具有较强综合实力。公司液压业务主要包括液压和热交换器两部分,主要子公司有力源液压、贵州永红,近年来公司在液压业务领域不断剥离低效资产,公司报表情况有望持续提升。

  公司背靠北京钢铁研究总院,技术实力强劲、主营业务为铸造高温合金、变形高温合金、新型高温合金三个细分领域,能够生产国内 80%以上牌号的高温合金,其经营业绩、技术实力稳占国内高温合金领域的第一把交椅。公司2020 年实现营收15.85亿元,同比增长 9.57%;实现归母净利润 2.04 亿元,同比增长 30.78%。

  公司在发动机控制系统的研制技术和能力处于同行业领先水平,位,是航空发动机产业链中重要的一环,在中国航发下属单位中,其与 614 所的产品共同构成完整的航空发动机控制系统。军用航空发动机面临新装、替换、国产替代、维修等多重需求驱动;民用航空发动机市场潜力大。控制系统作为航空发动机重要组成部分,市场空间广阔,公司发展空间大。2021年一季报每股收益0.12元,净利润1.33亿元,同比去年增长45.91%。

  部分参考(20210819财信证券《航空发动机景气度大幅提升,抢跑长期掘金赛道》,作者:何晨)





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