1、航空发动机：工业冠珠厚积薄发，行业拐点已现

航空发动机是工业皇冠上的明珠，是人类工业文明的结晶。作为缺席了前两次工业革命的后发国家，我国航空发动机技术历史欠账较多，与国际先进水平差距巨大，半个多世纪来忍辱负重，历经引进、测仿、改进、创新四个阶段，近年逐渐迎来历史上最好的发展时期。

1.1、工业皇冠上的明珠

1.1.1、航空发动机分类：涡扇发动机应用最为广泛

航空发动机主要分为涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞发动机和电动机等类型，其中涡喷、涡扇、涡轴和涡桨发动机主要用于中大型飞机，而活塞发动机和电动机目前多用于小型飞机和无人机。涡喷、涡扇、涡轴和涡桨发动机无论从单体价值、技术难度、结构复杂度等方面都显著高于活塞发动机和电动机，其中涡扇发动机较为常见。

1.1.2、行业格局：大国重器，寡头垄断

目前全球仅有少数国家具有独立设计制造航空发动机的能力，代表性厂商有美国通用电气、美国普拉特·惠特尼、英国罗尔斯·罗伊斯公司、俄罗斯联合发动机制造公司，以及 CFMI（美国通用电气和法国赛峰各持股 50%）、国际航空发动机公司（IAE，由美国普拉特·惠特尼、英国罗尔斯·罗伊斯、日本航空发动机、德国 MTU 航空发动机公司合资成立）等。

中国航空发动机历经引进、测仿、改进、创新四个阶段，近年逐渐迎来历史上最好的发展时期。军用航空发动机起步较早，已经装备多型飞机；商用涡扇发动机研制持续推进，首台国产商用大飞机发动机验证机 CJ-1000 已经于 2018 年成功试车。

1.2、坡长雪厚，赛道长远

1.2.1、航空发动机研制、批产周期极长

据美国空军研究实验室（Air Force Research Laboratory，AFRL）2002 年发表的研究报告，综合考虑 F100，F404，F414 和 F119 发动机的研发过程，一型发动机研发项目理论上需要 10 年以上，15 亿美金的研制经费，以及 14 台整机试车用发动机，9 台飞行测试发动机，试验时数长达 11000 多小时。

根据中国航空发动机集团《航空发动机研制全寿命管理研究及建议》，中国新型航空发动机在技术工程研发方面遵循阶段性发展研究，强调预先研究、工程研制和使用发展 3 个阶段的有机结合推进，即全寿命管理方法。整个研制周期合计约 19 年

综上所述，一代新型航空发动机研发周期通常长达 15-20 年，而在成熟核心机上衍生一款新机需要 3-5 年。世界上经典的航空发动机核心机产品生命周期可以长达 30-40 年，期间会不断衍生出多达十余种改进型，生命周期显著高于船舶、汽车等其他行业。

以俄罗斯（前苏联）AL-31F 以及 CFMI 公司 CFM56 为例： AL-31F 据《航空世界》2016 年 03 期《“侧卫”之心—AL-31F 发动机家族探秘》，前苏联在 1973 年正式启动项目代号 99，正式型号名称为 AL-31F（字母 F 表示加力）。

1985 年 8 月 6 日，AL-31F 通过了苏联的国家鉴定试验，第二年开始批量生产，但首批生产型初始寿命只有 50 小时。在 AL-31F 服役后，采取了一系列改进措施，到 20 世纪 90 年代末期，生产型号的翻修寿命可超过 500 小时。

进入 21 世纪，俄罗斯在 AL-31F 的基础上，利用新技术进行改进改型。从 1985 年定型至今，AL-31F 通过不断改进，仍活跃于国际发动机市场。

据《航空世界》2016 年 03 期《“侧卫”之心—AL-31F 发动机家族探秘》，AL-31FN 用于国产歼 10 战斗机，且国产“太行” 发动机借鉴了 AL-31F 的发动机控制技术。

CFM56 据《大飞机》2021 年第 1 期《尼克松与 CFM56 发动机》，CFM56 发动机广泛用于波音 737、空客 A320 等客机，产量超过 2 万台，是目前使用最普遍的涡扇发动机。

CFM56 发动机于 1979 年 11 月在波音 707-320 上实现首飞。

据赛峰公司年报，自批产以来，CFM56 年交付量总体保持上升趋势，并于 2016 年达到顶峰，年交付 1693 台。近年来，CFM56 发动机逐步被国际发动机公司 LEAP 系列所替代， 交付量逐年减少，但 2020 年仍交付 157 台。

1.2.2、军用航空发动机更新/维修需求远大于军机机体

据美国国会研究服务，2021 年 9 月 24 日美国空军决定为其服役已逾 60 年的 76 架 B-52H 轰炸机采购 608 台罗尔斯·罗伊斯公司的航空发动机，整个更换发动机的合同将持续 17 年，初始合同价值 5 亿美元，但合同金额最终可能达 26 亿美元。

空军实战化训练将大幅拉动航空发动机换发和维修需求。据解放军报 2021 年 11 月 10 日报道，“作为无人作战体系的重要装备，无侦-7 飞机已全面投入实战化训练”，“歼-16D 飞机，已经投入实战化训练，支撑空军作战范围拓展和战略转型建设”，“近年来，歼-20、运-20、空警-500、红-9B 等一大批新型国产主战装备投入实战化训练，空军战略预警、空中打击、防空反导、信息对抗、空降作战、战略投送和综合保障等能力不断提升”。

随着空军多型军机投入实战化训练，发动机换发和维修需求有望快速提升。

相比军机机体，后发国家军用航空发动机当前使用寿命有限，更新率较高。航空发动机使用寿命通常以飞行小时或工作循环次数作为单位，飞行小时达到特定数额后需要进行专检、翻修或是更换发动机。

首次维修前使用寿命称为首翻期寿命，发动机两次翻修之间的工作时间称为大修寿命。

据中国军网 2016 年转载科技日报《专家详解俄制航空发动机寿命过短原因》报道，“俄制 AL-31F 的总寿命仅为 900 小时，大修寿命仅为 300 小时”，“这款发动机被用于我国歼—10 和歼—11 战斗机上”；而“美国 F-100、F-110 军用航空发动机工作寿命和首翻期寿命一般都可达 4000 小时和 1000 小时”；不过“据说作为 AL-31F 深度改型的 AL-41F（117S 型） 军用航空发动机工作寿命可达 2000 至 3000 小时，首翻期寿命 1000 小时左右”。

据海军航空工程学院《基于单元体的军用航空发动机寿命控制和管理》，某型发动机机匣、压气机转子、涡轮、齿轮箱等关键单元体大修寿命在 700-2000 小时之间。实战化训练对于军机发动机维修和换发都提出了更高的要求。

据中国军网 2016 年转载科技日报《专家详解俄制航空发动机寿命过短原因》报道，粗略计算，若按照每年约 240—300 小时的训练和值班飞行小时数计算，对于使用寿命为 1500 小 时的发动机，每经过 5 年时间就需要更换全新发动机，对平均寿命可达到 20 年之久的战斗机来说，战斗机生命周期内需要约 4 台/套发动机。

据环球网，2018 年 5 月 9 日，空军深入学习贯彻强军思想研讨会在北京召开。时任空军司令员丁来杭、空军政委于忠福在研讨会上表示，深入学习贯彻强军思想，要牢记“加快建设一支空天一体、攻防兼备的强大人民空军”的战略嘱托，推进新时代练兵备战、提升新时代打赢能力、捍卫新时代空天安全。“打赢能力是维护国家安全的战略能力，建设现代化战略性军种必须扭住制胜空天这个关键。”研讨会上，东部、南部战区空军指挥员表示，要在警巡东海、战巡南海、前出西太、绕岛巡航中，抓实备战工作、提高打赢本领，做到一旦有事能快速应对，不负党和人民对空军的期望。

据《环球时报》，东部战区新闻发言人施毅陆军大校宣布，2021 年 11 月 9 日，中国人民解放军东部战区组织兵力在台海方向进行联合战备警巡，进一步检验提升多军兵种联合作战能力。

据《环球时报》援引军事专家的评论：战备警巡指的是警戒巡逻，这表明解放军各军兵种全天候待命，做好应对复杂形势下军事斗争的准备。

据人民网人民科技官方账号人民资讯报道，台媒日前报道称，根据台防务主管部门消息，2021 年截至 10 月 31 日，解放军军机累计进入台空域 185 天，超过 700 架次。中国台湾网 10 月 5 日讯，据台湾“中时新闻网”报道，台空军 4 日深夜二度发布解放军军机动态称，有 4 架次解放军歼-16 战机进入台西南空域，加上日间的 52 架次，当天合计有 56 架次，再创单日最高纪录。

据《航空维修与工程》期刊 2015 年第 10 期，我国军用航空发动机维修服务主要由军用航空发动机制造企业、维修企业与部队承担，未来，制造企业和维修企业会深入地与部队维护工作融合，并逐步承担原本由部队承担的部分维护工作，提供类似于民航维修企业航空发动机在翼维修服务。在解放军战备巡航和实战化训练背景下，航空发动机产业链将显著受益于军用航空发动机换发及维修需求的增长。商用发动机领域，亚太地区或是未来最大的商用飞机发动机维修市场。

据《民航发动机大修决策和大修成本估算研究》，双发商用飞机航空发动机的维修成本约占 飞机整体维修成本的 37%左右。据《民用航空发动机维修市场发展分析》，预计到 2028 年配装波音 737NG 和 A320ceo 的 CFM56 系列发动机维修市场分别为 600 亿 美元和 290 亿美元，整个发动机维修市场约 2670 亿美元，平均每年有超过 2000 台 CFM56 发动机返厂大修。

分地区看，据《民用航空发动机维修市场发展分析》，预计 2028 年亚太地区发动机维修市场价值将占据全球的 1/3，超过北美和西欧的市场份额。

1.3、材料性能攀升，工艺追求精进

1.3.1、航空发动机主要组成部分

以较为常见的航空涡扇发动机为例，其主要由进气道、风扇、压气机、燃烧室、涡轮、混合器、外涵道和尾喷管等八部分构成，主要零部件按其结构类型可以分为叶片、盘环件、机匣、轴、齿轮、钣金件等。

根据工作温度的不同，发动机分为冷端（进气道、风扇、压气机、外涵道等）和热端（燃烧室、涡轮、混合器、尾喷管等）。

航空发动机零部件行业产业链主要由上游的原材料供应商（高温合金、钛合金等）、中游的零部件供应商（铸造、锻造、机加工等）、下游的发动机整机制造商构成。

1.3.2、加工工艺：锻件在发动机结构中重量占比 30％~45％

材料和工艺同是航空发动机实现减重、增效、改善性能的关键。

据《先进航空发动机关键制造技术研究》，在新一代航空发动机性能的提高中，制造技术与材料的贡献率为 50%~70%，在发动机减重方面，制造技术和材料的贡献率占 70%~80%。 随着航空发动机大量采用新材料和结构越来越复杂，加工工艺呈现以下三个特点：

1）材料难加工，切除率大；2）形状与结构复杂；3）加工精度高。

据航亚科技招股说明书，零部件按毛坯提供方式可以分为锻件、铸件和钣金件。据《先进航空发动机关键制造技术研究》，先进的精密制坯技术正在向近净成形方向发展，包括定向凝固和单晶精铸制坯、精锻制坯和快速凝固粉末冶金制坯技术。

除了制坯工艺外，切削、特种焊接、热障涂层、特种加工技术、快速原型/零件制造等先进技术配合加工，最终制成零部件。

据《锻压先进制造技术及在航空工业领域的应用》，锻件在飞机机体结构和发动机结构中重量占比分别为 20％~35％和 30％~45％。

以高温合金为例，按照工艺路径大体可分为铸造高温合金、变形高温合金（锻造高温合金）和新型高温合金（包括粉末高温合金、氧化物弥散强化高温合金等）。

2、锻造加工：增强零件性能、减轻发动机重量

2.1、锻造工艺概况：自由锻造、环形轧制、模具锻造

锻造是在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状的零件（或毛坯）并改善其组织和性能的加工方法。

根据锻件的尺寸和形状、采用的工装模具结构和锻造设备的不同，锻造主要可分为自由锻造、环形轧制、模具锻造

2.2、锻造工艺特点：力学性能优异，应用场景广泛

2.2.1、应用场景广泛

高温合金、铝合金、钛合金等特种合金材料广泛应用于航空发动机、燃气轮机、火箭、卫星、导弹等先进武器装备。

该类材料在锻造过程中塑性低、变形抗力高、流动性差、锻造温度范围窄，整体锻造难度较大，对企业的技术实力、装备水平以及管理能力均提出了较高的要求。

2.2.2、锻造工艺力学性能通常较铸造更佳

锻造主要以金属棒料、铸锭为原材料。

金属材料经过锻造加工后，形状、尺寸稳定性好，组织均匀，纤维组织合理，具有最佳的综合力学性能。

据三角防务招股说明书，通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械装备中的主承力结构或次承力结构件一般都是由锻件制成的。

2.2.3、减重效果显著

锻造工艺进步使得发动机零部件采用新结构成为可能，从而实现减重。

据《航空发动机关键部件结构及制造工艺的发展》，以压气机这一重要部件为例，基于锻造 的压气机整体叶环，减少结构重量及零件数量，相较传统叶片-叶盘榫接结构能够减重 70%。

2.2.4、加工工艺复杂

锻件产品主要生产流程包括下料、加热、锻造、出坯、辗环、锻后热处理、粗加工、性能热处理、成品机加工等多个环节，加工过程涉及冶金、金属加工、热处理和现代机械设计制造技术等多学科、多领域技术，整体技术集成度较高。

2.2.5、加工设备专业

锻造行业具有投资大、建设周期长的特征，属于典型的资本密集型行业。特种合金材料对加工设备性能提出了较高要求。因此，锻造企业通常需要投入大量资金购置现代化设计软件、高精度数控锻造设备和辗环设备、高均匀性的加热设备、高性能的热处理设备、数控机加工设备以及成套理化检测设备等，以满足不同生产工艺和下游装备制造企业对生产的要求。

2.3、环形轧制逐步在航空发动机环形件制造中取代自由锻造

航空发动机中压气机/涡轮机匣、燃烧室、密封环、安装边等关键部件均为环形件,因此环形锻件的性能在相当大的程度上决定着航空关键构件的使用性能和服役行为。

环形轧制在高温合金环形件制造中取代自由锻造。

据《高温合金环形件环轧工艺研究进展》，环形轧制所制备的高温合金环形件较自由锻造所制成的表面质量好、尺寸精度高、组织更为均匀。在加工超大型环件时，传统的自由锻工艺受到空间的限制不能锻造，环形轧制是唯一工艺方法。采用环形轧制能显著提升材料利用率。

例如据《航空锻造技术的应用现状及发展趋势》，采用精密环形轧制的发动机合金高筒薄壁环材料利用率达到 25%~30%，而据《在大锻件生产中节约材料的意义、潜力和途径》，叶轮采用自由锻造材料利用率仅 7.5%。

2.4、模具锻造日益成熟

精密模锻是制造压气机叶片常用的先进加工方式之一。叶片精锻是在普通模锻基础上发展起来的一种净成形技术。精锻生产更加完整地保持了金属流线的连续，增加了叶片的强度和承载能力，在很大程度上提高了叶片的性能和寿命，同时节约了昂贵的材料。

据《叶片精密锻造技术的发展现状及其展望》，精密锻造叶片减少机加工余量达 90%，美国、奥地利所生产的热精锻叶片占叶片总生产量的 80%~90％。

粉末高温合金等温模锻常用于高推重比发动机的盘件制造。据《锻压先进制造技术及在航空工业领域的应用》，等温锻造能够大批量生产优质高性能涡轮盘。据中国航空报 2015 年报道，航材院近年来为国内多种先进航空发动机研制了多种粉末涡轮盘零件。据《新型铸&锻 GH4096 合金篦齿盘研制与考核》，篦齿盘是航空发动机中关键的转动零件，其服役温度高、工作载荷大、工况条件复杂，对材料的力学性能和工艺性能要求很高，等温模锻是制造高温合金篦齿盘的先进工艺之一。

3、高端需求促转型，高壁垒有利先发者

3.1、我国锻造行业现状：低端产能过剩，高端需求释放

据国家统计局，2018-2020 年中国锻件产量呈现逐年恢复趋势。

据中国锻压协会，国内锻造行业大部分企业主要从事普通碳钢、合金钢、不锈钢材料等锻件的生产，对高温合金、钛合金、铝合金、镁合金等特种合金材料的加工能力整体不足、产品技术含量及附加值相对较低、工艺水平相对落后

由于在我国目前批产和在研的各种型号航空发动机中，高温合金、钛合金等难变形材料大型环件的应用十分广泛，所以在以航空发动机为代表的高端应用领域锻造供需关系较为紧张。

据航宇科技招股说明书，当前我国航空航天领域的部分关键锻件与国外发达国家尚存在较大差距，比如我国部分关键锻件材料利用率低、环件的组织性能均匀性和稳定性不高、环件尺寸精度低、研制周期长。

放眼全球，德国、美国、俄罗斯、日本、英国等发达国家，在原材料、装备水平、锻造技术和工艺等方面均处于世界领先地位，依托高端的生产设备及先进的加工工艺，能够生产出大尺寸、高精度、高性能的产品，长期占据着全球主要的高端应用市场。

在军机需求的牵引下，以及C919、ARJ21等多型商用客机研制、取证、量产工作的推动下，航空锻件需求必将显著增长，国内积极向高端转型的锻造企业将迎来跨越式发展的机遇。

3.2、国内航空发动机锻造加工行业特点

3.2.1、高精尖行业技术/设备壁垒高，行业集中度高

航空发动机被誉为工业皇冠上的明珠，是人类工业文明的结晶。航空发动机对于锻件的原材料质量、锻造工艺要求严格，因此行业存在较高壁垒。

技术壁垒高。航空锻件要求高性能、长寿命、高可靠性，且要求各批次性能稳定、一致，从而要求企业在材料成形与性能控制的基础研究和应用研究领域有较深的认识。

航空锻造企业不但需要具备深厚的材料和锻造理论知识，还需要进行大量的计算分析、工程试验验证和长期的工程实践。设备和资金壁垒高。

航空锻造具有投资大、建设周期长的特征，属于典型的资本密集型行业。

以大型模锻机为例，据《大型航空模锻件的生产现状及发展趋势》，截止 2010 年全球仅有 40 余台 100MN 级以上模锻机，其中 70%左右集中在在美、俄、法。

资金投入方面，进口大型设备单位价值昂贵，例如据派克新材招股说明书，1 台 7000 吨自由锻液压机价值 9000 万元，一台精密碾环机价值 1.2 亿元。行业集中度高。

由于航空发动机具有高技术、高投入、高风险的行业特点，进入门槛高，行业集中度较高。

据 Flight Global 报告，2020 年全球商用航空发动机市场以交付量口径统计，CR3（赛峰、普拉特·惠特尼、通用动力）为 88%。航空发动机主机厂对供应商考核程序复杂，考察周期较长，一旦合作又往往保持稳定，因此航空发动机锻造行业集中度较高。

3.2.2、国内供应商现阶段需求以军用为主

作为缺席了前两次工业革命的后发国家，我国航空发动机技术历史欠账较多，与国际先进水平仍有较大差距。

目前，我国第一款国产商用涡扇发动机 CJ-1000 尚处于研制阶段，国产商用大飞机 C919 当前适装的是 CFMI 公司的 LEAP-1C 发动机；我国军用航空发动机经过半个世纪追赶，历经引进、测仿、改进、创新四个阶段，近年逐渐迎来历史上最好的发展时期。

据航发动力 2021 年半年报，公司科技研发工作有力推进，三代机工艺不断趋于成熟；四代机关键技术能力大幅提升；五代机预研技术持续突破瓶颈。

当前阶段拉动航空发动机配套企业需求的主要为军用航空发动机。定制化特征强，多采用“以销定产”的生产模式。

由于航空发动机产品型号众多，每种型号的产品在材料、规格、性能方面均具有特殊性要求，因此产品具有定制化特征，且我国军品采购具有强计划经济色彩，客户单次采购的产品也具有多种类、多规格、小批量的特征，因此航空发动机零部件锻造企业多采用以销定产的 生产模式。

3.2.3、部分企业供货国际航空发动机龙头，商用航空发动机未来市场可期

商用市场体量更广阔。据 Flight Global 发布的 2021 年商用航空发动机报告，2020 年全球共生产 25532 台商用喷气机发动机，全球航司机队在役飞机数量在经历 2020 年初的疫情影响后已经显著反弹。国产商用航空发动机稳步进展，未来可期。

据工信部网站，由中国航发商用航空 发动机有限责任公司（商发公司）自主研发的 CJ-1000（长江-1000）已于 2018 年 5 月成功点火。

据机电产品招投标电子交易平台，2020 年 7 月 23 日 CJ-1000A 初始批整机（03 台份）遥测系统硬件加工及天线制作调试发布国际招标，国产发动机研制工作有序推进。

据各公司招股说明书，航宇科技、航亚科技已经参与国产长江系列商用发动机研制工作。

部分企业已供货国际航空发动机龙头。部分国内领先的航空锻造企业已具备先进的生产设备和工艺水平，除配套国内航空发动机整机的研制需求外，还积极开拓国际转包市场。

据航宇科技招股说明书，公司已经获得通用电气、霍尼韦尔、普拉特·惠特尼、赛峰、MTU、罗尔斯·罗伊斯等国际航空发动机制造商的供应商资质，并签订长期协议；据航亚科技招股说明书，公司通过了赛峰、通用电气、罗尔斯·罗伊斯的供应商资质；据派克新材 2020 年报公告，公司分别与罗尔斯·罗伊斯和通用电气签订了 11 年和 5 年的长协。

商用航空发动机锻件市场前景广阔。

伴随国内航空发动机锻造企业逐步进入国际主流生产商供应体系，以及国产发动机研制工作不断取得进展，商用航空发动机锻造业务体量有望逐步提升。

3.3、行业规模测算：军用需求增速换挡，商用市场潜力巨大

3.3.1、航空发动机锻件价值占比约 35.5%

按航空发动机零部件分类测算锻件在航空发动机中的价值占比。机匣环形锻件价值占比约 6%。环形轧制主要加工各类机匣/环形件。

据《航空优质钛合金锻件锻造工艺技术及其质量控制》，环形锻件约占航空发动机价值的 6%。

叶片锻件价值占比约 13%。据《航空发动机结构设计分析》，叶片占涡扇发动机价值的 35%，其中涡轮叶片、精锻叶片和钛合金/复材叶片价值占比分别为 63%、11%、26%，需要进一步测算其中锻造件的价值比例：

1）据《铸造与航空工业》，涡轮叶片几乎全部为铸造叶片，因此不计入锻造件价值中。

2）精锻叶片价值全部计入锻造件中，并且据《叶片精密锻造技术的发展现状及其展望》，叶片精密锻造逐渐取代传统模锻，因此还存在非精密锻造的叶片。

3）据《航空发动机关键部件结构及制造工艺的发展》，钛合金叶片由锻造加工而成，因此需要在价值占比 26%的钛合金/复材叶片分类中讨论钛合金/复材占比情况。

结合我国军/商用航空发动机实际情况分析复合材料使用情况，据《航空发动机关键部件结构及制造工艺的发展》复合材料叶片主要应用于商用大涵道比宽弦风扇叶片，而除大型运输机、轰炸机外主战军用飞机发动机为小涵道比发动机，进一步参考美国大规模装备的新一代 F-35 战斗机配套的 F-135 发动机情况，据《F135 发动机试验中的风扇故障》，F-135 发动机三级风扇均由钛制成，因此可以假设我国军用发动机风扇叶片均为钛合金锻造而成；

国产商用发动机可以直接参考公开资料，据《航空精密制造技术》，制造院自主研制的钛合金宽弦空心风扇叶片在 CJ-1000AX 首台整机上完成装配，因此也可以假设现阶段我国商用航空发动机风扇叶片采用钛合金锻造制成；

综上现阶段可以假设军用、商用航空发动机风扇叶片均由钛合金锻造加工而成，涡扇发动机叶片价值中合计 37%（11%与 26% 之和）为锻件，由此得到叶片锻件占涡扇发动机价值比等于叶片在发动机中总占比 35%乘以叶片中锻件占比 37%，结果为 13%。我们以此作为航空发动机叶片锻件的价值占比。涡轮盘价值占比约 16.5%。

据《锻压先进制造技术及在航空工业领域的应用》，高性能发动机涡轮盘通常采用模锻工艺生产。据通用电气，GE90 发动机第 2 级高压涡轮盘的参考价值为 56.56 万美元，GE90 发动机共有 6 级低压涡轮和 2 级高压涡轮。

假设每级涡轮盘价值为 56.56 万美元，则 8 级涡轮盘合计价值 452.48 万美元。

据民航资源网，2011 年 GE90 发动机获得订单 400 台，目录价值 110 亿美元，则平均每台目录价值 2750 万美元。综上可得 GE90 发动机中涡轮盘价值占比约为 16.5%，据此可以假设航空发动机中锻造涡轮盘价值占比为 16.5%。

3.3.2、军用发动机市场增长潜力巨大

军费持续增长，航空装备列装需求缺口大。

据财政部，2020 年财政预算国防支出 12680.06 亿元，增长约 6.6%。

据2019 年 7 月 24 日发表的《新时代的中国国防》，我国国防费由人员生活费、训练维持费和装备费三部分构成，各部分约占三分之一。

2010-2017 年，我国国防费中装备费从 1774 亿元增至 4288 亿元，年均增速 13.44%，在国防费中占比从 33.2%增至 41.1%。

2012-2017 年我国国防费占 GDP 的平均比重为 1.3%，我国国防费占财政支出的平均比重为 5.3%，低于美、俄、印等国，未来仍有提升空间。

经过过去 20 年的高速发展，我国军工行业补齐了一些最短的短板，展望未来 10 年，军工行业仍处于补偿式发展的关键时期。

按照“十九大”报告要求，我国国防和军队建设分为近、中、远三期目标，近期即 2020 年基本实现机械化、信息化建设取得重大进展、战略能力有大的提升；中期为 2035 年基本实现国防和军队现代化；远期为本世纪中叶全面建成世界一流军队。

“十三五”以来我国军费增速保持在 7~8%的稳健区间，展望未来 10 年，我们判断军费增速仍将保持持续领先于 GDP 的增速。

军费当中拉动军工行业需求的装备费用增速 2012-2017 年 （国防白皮书）持续高于军费增速 4 个百分点，2015 年启动裁军 30 万及军队反腐持续推进有望继续提升装备费用占比；航空装备作为全军装备建设重点方向，未来 10 年增速有望领先于装备费整体增速。

据中国航空工业集团年报，航空工业集团 2020 年实现营业收入 4688 亿元，利润总额 207 亿元。据国防科工局 2017 年 12 月 6 日新闻发布会，“当前我们军工集团公司的军民品的比重大概是 3：7，军品占 30%，民品占 70%。”假设航空工业集团军品营收占比30%，且粗略估算军品营收中的70%来自军机整机的销售，则2020 年军机整机销售收入可按 984 亿元估算。

近五年，我国国防费增速增速保持在 6- 8%左右，航空作为我军未来重点发展方向之一，我们假设未来 10 年军机整机需求年均复合增速为 10%，以 2020 年 984 亿元为基数测算，则 2021-2030 年军机整机市场需求为 17529 亿元。假设航空发动机在军机中的平均价值占比为 20%，未来 10 年军机航空发动机新机列装的市场需求为 3452 亿元。

据上文测算得到的锻件约占航空发动机价值的 35.5%，未来 10 年军机航空发动机新机列装为锻件带来的市场需求为 1191 亿元。保守假设航空发动机换发/维修市场规模与新机列装需求相等，则未来 10 年军用航空发动机新机列装及换发/维修市场为锻件带来的总需求为 2451 亿元，年均市场需求约 245 亿元。

我国军用航空发动机国产化率尚有提升空间。我国航空发动机较美、俄、英、法存在较大差距。我国现役军用航空发动机部分仍是仿制国外的第三代发动机及其改进改型，部分新研飞机选用国外发动机进行首飞或过渡。

部分“20”系列飞机已经拥有了国产发动机，据2021年第十三届珠海航展歼20飞行展示指挥员介绍，国产歼 20 战机已经采用国产发动机；据运 20 总师介绍，运 20 已经有两型国产发 动机在试飞中。

随着我国航空发动力实力的不断提升、新一代发动机的陆续批产， 我国军用航空发动机有望逐步改善“供不应求”的格局，并全面实现国产化。

民参军企业有望进一步扩大市场份额。

2017 年 12 月《关于推动国防科技工业军民融合深度发展的意见》明确提出“进一步扩大军工开放”，“扩大军工单位外部协作”，“将军工集团公司军品外部配套率、民口配套率纳入国防科技工业统计”。

随着军用航空发动机需求的加速释放，以及军民融合的持续深化，具有核心技术和相关资质的民营企业迅速崛起，并逐步扩大市场份额。

据中国航空发动机集团官网，在 2018 年 1 月 25 日召开的集团工作会上，总经理、党组副 书记强调“要加快‘小核心、大协作、专业化、开放型’科研生产体系建设，加强核心业务谋划，培育战略供应商，加速构建供应链管理体系”。

据中国航空发动机集团官网，2019 年 5 月 20 日至 21 日，中国航发 2019 年供应商大会在无锡召开，会议新闻稿介绍“过去一年，中国航发外购比例持续提升，零部件外包业务持续增长，供应商管理按计划全面完成”，会上中国航发总经理、党组副书记表示“中国航发要完成党和国家赋予的历史使命，必须建立‘小核心、大协作，专业化、开放型’科研生产体系，迫切需要与广大供应商手握手交流、面对面沟通，探索建设安全、高效、可持续的航空发动机供应链体系”。

3.3.3、国内商用发动机市场有待拓展

目前全球商用航空发动机基本被美国通用电气（包括通用电气与赛峰合资公司 CFMI）、普拉特·惠特尼、罗尔斯·罗伊斯公司垄断，我国目前使用的大型商用客机发动机均来源于进口。国产大型客机 C919 在研发动机 CJ-1000 于 2018 年首次点火成功，但仍需数年时间才可达到商业交付状态；支线飞机（ARJ21、新舟系列）仍全部采用进口发动机。

国产大飞机以及配套国产发动机有望打开海量市场据中国航空工业的《民用飞机中国市场预测年报（2021~2040 年）》，未来 20 年中国窄体干线飞机需求量为 5276 架，宽体干线飞机需求量为 1915 架。

据波音公司发布的 2021 年版《商业航空市场预测 2021–2040》报告，未来 20 年中国窄体干线飞机需求量为 6700 架，宽体干线飞机需求量为 1730 架；全球窄体干线飞机需求量为 34360 架，宽体干线飞机需求量为 8900 架。

综合上述预测，2021-2040 年，中国窄体干线飞机年均需求量 299 架（发动机 598 台），宽体干线飞机年均需求量 91 架（发动机 182 台）；全球窄体干线飞机年均需求量 1718 架（发动机 3436 台）， 宽体干线飞机年均需求量 455 架（发动机 890 台）。

据民航资源网，2011 年 6 月西藏航空为其 3 架 A319 飞机订购 CFM56-5B 发动机，订单价值 6000 万美元，平均每台 1000 万美元；2014 年 7 月春秋航空为其 30 架空客 A320ceo 订购了超过 6.2 亿美元的 CFM56-5B 发动机，平均每台 1033.33 万美元；2013年3月中国飞机租赁公司为其25架空客A320ceo订购5亿美元CFM56- 5B 发动机，平均每台 1000 万美元。

据中国证券报，2016 年 11 月南航为 20 架波 音 787-9 梦想飞机订购 11 亿美元 GEnx-1b 发动机，平均每台 2750 万美元。

因此，我们参考 CFM56 发动机和 GEnx-1b 发动机价格，假设窄体干线飞机发动机价值为 1000 万美元，宽体干线飞机发动机价值为 2750 万美元。

则 2021-2040 年，中国年均窄体及宽体干线飞机发动机新机需求总价值约为 110 亿美元，全球年均窄体及宽体干线飞机发动机新机需求总价值约为 588 亿美元。

结合前文测算锻件价值约占航空发动机价值 35.5%，测算得到 2021-2040 年，中国商用航空发动机新机锻件年均需求约为 253 亿元，全球年均需求约为 1356 亿元。

据中国商飞，目前国产大飞机 C919 选型 CFMI 公司的 LEAP-1C 发动机。2017 中国 500 强企业高峰论坛之“轻量化材料产业发展论坛”上，中国科学院院士、中国航发航材院研究员表示，将来 C919 可能要用的长江-1000（CJ-1000）发动机正在研制之中。

投资价值分析我国军用航空发动机经过半个世纪追赶，历经引进、测仿、改进、创新四个阶段，近年逐渐迎来历史上最好的发展时期。

据航发动力 2021 年半年报，公司科技研发工作有力推进，三代机工艺不断趋于成熟；四代机关键技术能力大幅提升；五代机预研技术持续突破瓶颈。当前阶段拉动航空发动机配套企业需求的主要为军用航空发动机。

据 2021 年第十三届珠海航展上歼 20 飞行展示指挥员和运 20 总师介绍，国产歼 20 战机已经采用国产发动机，运 20 已经有两型国产发动机在试飞中。

航空发动机产品周期极长，更新/维修需求远大于军机。

一代新型航空发动机研发 周期长达 15-20 年，而在成熟核心机上衍生一款新机需要 3-5 年。 世界上经典的航空发动机核心机产品生命周期可以长达 30-40 年，期间会不断衍生出多达十余种改进型，生命周期高于船舶、汽车等其他行业。

相对军机机体而言，后发国家当前军用航空发动机使用寿命有限，更新率较高。

据科技日报，对平均寿命可达到 20 年之久的战斗机来说，战斗机生命周期内需要约 4 台/套发动机。在战备巡航和实战化训练背景下，航空发动机产业链将显著受益于军用航空发动机换发及维修需求的增长。

航空发动机需求释放，锻件需求空间广阔。

据《航空发动机结构设计分析》及通用电气数据测算，航空发动机中锻件价值占 比 35.5%，经我们测算未来 10 年我国军用航空发动机锻件市场年均需求约 245 亿 元/年。2020 年，相关上市公司有据可查的航空锻造业务（国内配套+国际转包） 营收合计为 54.98 亿元，国际巨头 PCC2015 年锻造业务营收高达 42.60 亿美元。

部分企业已供货国际航空发动机龙头，国产商用航空发动机市场潜力巨大。

部分国内领先的航空锻造企业已具备先进的生产设备和工艺水平，除配套国内航 空发动机整机的研制需求外，还积极开拓国际转包市场。据航宇科技招股说明书， 公司已经获得通用电气、霍尼韦尔、普拉特·惠特尼、赛峰、MTU、罗尔斯·罗伊斯 等国际航空发动机制造商的供应商资质，并签订长期协议；

据航亚科技招股说明书，公司通过了赛峰、通用电气、罗尔斯·罗伊斯的供应商资质；据派克新材 2020 年报公告，公司分别与罗尔斯·罗伊斯和通用电气签订了 11 年和 5 年的长协。适 装 C919 的国产商用航空发动机 CJ-1000 于 2018 年 5 月已经完成点火，未来市场 潜力巨大。

规模效应显现，盈利能力提升。

军品市场小核心大协作，专精型民营锻造企业毛利率、净利率指标突出，国有企业净利润指标呈大幅增长态势。

2021年前三季度航空发动机产业链中上游企业规模相应逐步体现，净利率提升带动净资产收益率提高。

以派克新材、航亚科技、航宇科技等为代表的专精型民营锻造企业有选择性地专注于技术工艺、加工设备要求高的特定产品，加之成本控制能力强、体制机制灵活，盈利能力突出。国有企业中航重机在国企改革推动下 焕发出巨大经营活力，利润指标呈现大幅增长态势。 高壁垒行业良性竞争，产能建设周期长，行业持续供不应求。

航空发动机被称为“工业皇冠上的明珠”，工况恶劣、体系复杂度高、技术难度大，研制周期极长，需要经过零件、部件、整机级的多种、多轮试验验证，配套企业接入壁垒极高。

航空发动机锻件供应商需要处理钛合金、高温合金等加工难度大的材料，对企业的设备能力、资金实力、技术、管理能力都提出了较高要求。

风险提示：

1、原材料价格上涨：

航空发动机锻造一般采用“以销定产”生产模式，原材料库存有限，或面临原材料价格上涨导致成本上涨的风险。

2、工艺不成熟影响批产进度：

航空发动机体系复杂，在批产的初期阶段，部分工艺或尚未达到成熟状态，从而影响批产进度。

3、产能建设不及预期：

发动机产业链长、配套环节多，任何环节产能建设进度低于预期都或将影响发动机产业链整体发展。

4、商用发动机需求增速低于预期：

全球疫情反复或导致民用航空市场恢复低于预期，从而影响商用发动机国际转包市场。

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