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一、航空发动机产业链全景分析：军民需求共振，铸就万亿市场
(报告制片人/申万宏源研究韩强陈海波朱攀)
1.航空发动机:工业皇冠明珠
1.涡扇发动机是当今主流国家实力的象征
1.1.航空发动机是飞机的心脏，标准配置航空强国
航空发动机被称为现代工业皇冠上的明珠和工业之花，是衡量国家综合科技水平、科技产业基本实力和综合国力的重要标志，也是飞机的心。
航空发动机的研发特点是技术难度大、成本高、周期长，对飞机性能和飞机开发的成败和进度有决定性的影响。它是工业发展的核心基础，也是衡量国家工业水平和能力的重要标志。例如，航空发动机的工作原理复杂，涉及几乎所有科学和工程领域。主要结构部件包括进气道、压缩机、燃烧室、涡轮机和尾喷管，以及零件
3万多个。
此外，受限于发动机的尺寸小和工作环境严苛的原因，组装过程精细严格，生产商需要在有限的空间中安装成千上万的零件；并且组装精度要求高，单个组件的组装需要独特的技术，其中叶片滚轮的精度要求高达人发丝的十分之一。
目前，美国、英国、法国、俄罗斯和中国是世界上唯一能够独立开发航空发动机的国家。
目前，美国、英国、法国、俄罗斯和中国是世界上唯一能够独立开发航空发动机的国家。
1.1.2从活塞发展到喷气，军民应用两开花
从活塞式发动机到今天的各种喷气式发动机，涡扇式发动机应用最广泛。从1903
2000年，世界上第一架飞机诞生了。第二次世界大战结束后，几乎所有的战斗机都使用活塞式航空发动机，通过推动螺旋桨使飞机获得动力。然而，随着航空发动机向高功率和低重量方向发展，低功率活塞发动机逐渐退出历史舞台。
喷气式发动机能产生较大的推力，而且重量较轻，能大大提高飞机的飞行速度，因此得到了广泛的应用。可分为涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机和螺旋桨风扇发动机。涡扇发动机目前应用最广泛，
2020年全球产量占460%.10%。
不同类型的喷气点，不同类型的喷气式发动机逐渐被淘汰，涡扇式是当今的主流。现代涡流喷发动机主要由进气道、压缩机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，其特点是高速飞行性能好，但在低速飞行中，高速高温气体直接溢出发动机造成巨大的能量损失，整体油耗高，效率低，除了一些未退役的第二代战斗机涡流喷发动机外，大部分已被涡轮风扇发动机取代。
军用涡扇发动机主要有非加力式和加力式，前者主要用于高亚音速运输机，后者主要用于战斗机。
涡桨和涡轴发动机是涡喷发动机成熟后发展活塞发动机涡轮化的新动力。涡桨发动机的适用速度一般小于
900km/h，广泛应用于中低速飞机或巡逻、反潜或灭火等对低速性能有严格要求的飞机。
涡轴发动机一般配备自由涡轮机，主要用于直升机和垂直/短距离起落机。民用涡扇发动机主要为大涵道比，油耗低，广泛应用于大型商用客机。
1.2.行业壁垒高，红利期长，核心机系列化研发模式降本增效
1.2.1技术难度大，成本高，周期长，高壁垒铸造产品高附加值
航空发动机价值回报高，经济辐射驱动力强。航空发动机是工业部门附加值最高的高端制造业，对上下游产业也有很大的辐射驱动作用。
一是回顾效应，即机械、仪器、电子、材料、冶金、化工等上游产业的发展；二是前瞻性效应，即航空运输、旅游、城市交通基础设施建设、物流等产业的诱导作用；三是旁边效应，即促进资源配置，提高国民经济各部门的效率。根据日本通产省的统计，根据产品单位重量创造的价值，如果船只是
1.汽车9，电子计算机300，大型飞机800，航空发动机1400。
航空发动机技术门槛高，运行条件要求苛刻。
航空发动机是一种典型的技术密集型产品，重量轻、体积小、使用安全可靠、经济性好，满足高温、高压、高速、高负荷等恶劣条件下的长期重复工作指标，必须设计精细、加工精密、使用高性能材料部件，其研制对结构力学、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、控制理论等学科都有极高要求。
航空发动机研发投资高达数十亿美元。
航空发动机研发投资高达数十亿美元。
据统计，世界先进航空发动机研发投资一般高达数十亿美元，其中F135更是高达67
亿美元。与国外相比，投资不足是严重限制我国航空发动机产业发展的重要因素之一。从1988年到2003年，美国IHPTET计划总投资50元
1亿美元，约为1980年至2000年两项发动机预研计划总投资的6倍。
航空发动机开发周期长，预研和工程开发阶段长达30年。
根据《航空发动机开发全寿命管理研究及建议》，预研阶段和项目开发阶段需要30年，才能进入实际开发阶段进行大规模组装。整个研发周期很长。第一台大推力涡扇发动机涡扇-10
验证机的开发始于20世纪80年代末，到2006年正式宣布成熟，持续了20多年。目前已成为中国第三代战斗机的主要配套模式。
1.2.2基于核心机系列化的研发模式，产品红利期长，促进军民一体化
航空发动机行业的可持续发展发动机可以不断改进和衍生一系列军民发动机，降低研发成本，大大提高研发效率和产品可靠性，拓宽市场应用领域，满足不同客户的需求。
核心机具有军民通用性。一旦发展成熟，核心机可以改进涡扇发动机、轰炸机或军用运输机的发动机和船舶使用的燃气轮机。制造商可以根据客户的不同需求，根据成熟的核心机衍生出不同的型号，降低成本和效率，保证产品的可靠性，大大拓宽了市场应用领域。
航空发达国家普遍采用多用途核心机开发一系列发动机，如美国GE在第三代核心机的基础上，公司成功开发了一系列军民发动机，包括
F101、F110、F404、TF39、CF6和CFM56。
20世纪70年代初，中国引进了美国核心机器和验证机器的研究方法，坚持基础研究、应用研究、预发展（核心机器、验证机器）-工程开发的研发道路。
成熟发动机可销售30-50年，产品红利期长，军民一体化进一步促进航空发动机产业可持续发展
。
根据美国《国家关键技术计划》，发动机行业处于寡头垄断环境中，技术高端，成熟产品可销售30种~50
制造商可以充分享受技术和产业链升级带来的市场回报。在航空发动机领域，军用民用航空发动机普遍是通用的。基于核心机器，可以衍生出满足民用需求的发动机，不仅可以最大限度地缩短研发周期，还可以促进产品系列化发展，延长产品销售生命周期。
目前，我国航空发动机产品的军民融合主要体现在国内发动机的军民应用上，如涡轴-8
发动机可同时应用于军用和民用直升机型号；基于以太行发动机衍生的民用燃气轮机实现一机多型。在民转军领域，我国仍处于初期阶段。
1.2.3.大涵道比发动机未来发展趋势
世界军用航空发动机发展趋势：推重比不断提高，目标更快、更高、更远。
自20世纪40年代第一代喷气发动机出现以来，世界航空发动机经历了五代升级，从第一代3-4升级到第五代
12-15。与此同时，发动机涡轮机的前温度也在上升，从1200-1300K逐代发展到22000多个K。
根据美国对下一代战斗机的系统需求，未来军用航空动力将继续朝着更快、更高、更远的目标前进。
目前，美国已开始研发第六代航空发动机，预计推重比将达到
与此同时，第七代航空发动机的预研也在国际上开始。我们可以预见，未来军用航空发动机比将继续增长，以满足更高的军事需求。
全球民用航空发动机发展趋势：涵道比不断增长，更注重民用发动机的经济性。
1977-1992年，民航发动机涵道比为4-10，发展至2008年后，涵道比已达到
10-15。同时，随着总增压比的增加，涡轮前温度也相应增加，油耗率也会降低。
例如，特达900发动机采用高涵道比(10)和高总压比(36).3)与1997年投入使用的效率提高的部件相比，其耗油率高CFM56-7B发动机减少了
8%；GE-GenX发动机涵道比为9.5.总压比为40，耗油率2007年投入使用的特达900发动机低4%。CFM-LeapX
由于其油耗和碳排放量较低，系列发动机在市场上极具竞争力。
可以预见，为了顺应更安全、高效、低油耗、低排放的发展趋势，民用航空动力发动机将继续提高涵道比，提高经济环保。
1.3中国拥有整机研发能力，现在正在全力追赶世界级梯队
1.3.1发展历史:起步虽晚，奋起直追，具备自主研发能力
经过半个多世纪的发展，中国航空发动机具有完全自主研发的能力。中国航空发动机的发展始于20年
本世纪中叶，大致经历了修复与仿制、仿制与自主研发相结合、完全自主研发三个阶段。
1)维修复制阶段:
20世纪60年代，中国在苏联BK-1φ第一款国产涡喷发动机涡喷-5在发动机的基础上成功模仿。涡喷-5
发动机的成功发展标志着中国航空发动机产业从活塞发动机时代发展到喷气发动机时代，成为当时世界上为数不多的能够批量生产喷气发动机的国家之一。
2)模仿与自研相结合的阶段:
20世纪80-90年代，我国不断提高自主研发能力，研制出涡喷-14(昆仑)和涡扇-10(太行)。涡扇-10
它是中国第一台大推力涡扇发动机。它的出现结束了国内先进涡扇发动机的空白，标志着中国航空发动机从第二代到第三代的飞跃，对中国国防工业和国防现代化具有深远的历史意义。目前，涡扇-10
该系列发动机已成为中国第三代军用飞机的主要发动机。
3)自主研发阶段:
自21世纪以来，经过半个多世纪的发展，中国建立了相对完整的发动机开发和生产体系。2016年，首款国产大功率涡轴发动机涡轴-10
珠海航展亮相。该发动机的出现填补了国内涡轴发动机型谱的空白，其功率等级和结构安装可以满足不同吨级直升机的功率需求。据ChineseAir
Force报告称，2020年运-20已配备涡扇-20完成首飞，未来也将配备运-20，成为我国大飞机的强心。
1.3.2.发展现状:军事领域与国外相差一代，商业发展领域亟待突破
我国军用航空发动机与国外先进水平仍存在一代差距，产品严重短缺。国外航空发动机起步较早，第一代涡喷
发动机成型于20世纪40{n}年代，而此时，我国才刚刚开始航空发动机的研制工作。{n}
目前，西方航空发达国家现役的主力机种都配装第三代发动机，
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