2020年中国军用航空发动机行业发展现状及未来发展前景分析：未来十年中国军机发动机市场年均467亿[图]

    一、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。

航空发动机分类

数据来源：公开资料整理

    燃气涡轮发动机通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、排气装置和附件系统组成。其中，压气机、燃烧室以及驱动压气机的燃气涡轮组成的装置用来提供高温高压燃气，称为燃气发生器，是发动机的核心部分，决定了发动机的整体性能，也称之为核心机。从简单的原理构造上看，核心机稍加改造便可作为燃气轮机，加上超声速进气道、加力燃烧室和尾喷管就成了涡喷发动机，在核心机前加上风扇就成了涡扇发动机。燃气涡轮发动机又可以细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。涡轮喷气发动机主要用于超音速飞机，三代以前战机中应用较多，涡轮风扇发动机主要用于速度更高的飞机，是现在大多数客机及军机的主要动力类型。涡轮螺旋桨发动机主要用于时速小于800千米的飞机，多用于低速运输机、轻型飞机及加油机等。涡轮轴发动机主要用作直升机的动力。

航空燃气涡轮发动机原理及优缺点

数据来源：公开资料整理

    军用航空发动机趋势：推重比提升，向变循环发展

    智研咨询发布的《2020-2026年中国军用航空发动机行业市场现状调研及市场发展前景报告》数据显示：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。

国际航空发动机划分

数据来源：公开资料整理

    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。

    二、军用航空发动机市场寡头垄断，美俄占比超八成

    军用航空发动机：美俄英占九成

    当今世界能够独立研制航空发动机并形成产业规模的也仅仅有中美俄英法等国家，军用航空发动机被美俄英主导。我国由于航空发动机研制起步较晚，目前军用航空发动机进展较民用航空发动机更快，但仍落后于美英法等国家，而俄罗斯航空工业发展长期以军用为主，民用航空发展失衡，故在民用航空发动机方面也相对落后。

全球主要航空发动机制造商及其代表型号

数据来源：公开资料整理

    对全球装备数量前十的战斗机、运输机和直升机进行统计：①按产地分，美、俄、英三国分别占比为55%、27%、9%，合计91%；②战斗机装备数量前三发动机厂商为GE、ODK、PW、，占比分别为42%、34%、14%；③运输机装备数量前三发动机厂商为R&R、PW、ODK，占比分别为39%、37%、21%；④直升机装备数量前三发动机厂商为GE、阿维科〃莱卡明、ODK，占比分别为50%、17%、11%；⑤三种机型合计，装备数量前三发动机厂商为GE、ODK、PW，占比分别为35%、27%、16%。

全球主要军用飞机及其发动机统计

数据来源：公开资料整理

全球军用飞机装备量前十名发动机产地

数据来源：公开资料整理

战斗机装备数量前十名发动机厂商

数据来源：公开资料整理

运输机装备数量前十名发动机厂商

数据来源：公开资料整理

直升机装备数量前十名发动机厂商

数据来源：公开资料整理

战斗机、运输机、直升机装备数量前十名发动机厂商

数据来源：公开资料整理

军用航空发动机数量机型占比

数据来源：公开资料整理

    美国：以引进起家，通过”调控”式竞争推动发展

    美国是公认的当今航空发动机技术最为先进的国家，但美国的航空发动机也是以引进英国发动机技术起家的。美国通过政府主导的”调控”式竞争推动航空技术进步，从1984年到1989年，美国空军每年都要将F-16发动机的订单在普惠和通用之间进行分配，每年的份额都有所不同，这导致两家公司每年的激烈竞争。但如果把6年间的总份额累计来看，两家公司基本上是平分秋色。作为竞争的统筹规划者，美国军方在研发和采购过程中并未由于竞争的存在而节约多少资金，但通过对竞争的有效统筹，美国空军从更优秀的厂商那里获得了性能更优、更为可靠且维护性更好的喷气发动机。从上世纪八十年代至今，美国凭借其在发动机遥遥领先的技术和地位，成为全球航空大国和军事大国。

美国军用航空发动机发展历程

数据来源：公开资料整理

    俄罗斯：整合重组发动机企业形成竞争力

    俄罗斯前苏联航空发动机产业也以仿制起步，二战后与欧美强国处于同一水平。前苏联鼎盛时期建立了强大的航空工业体系，形成了“设计单位百花齐放，生产单位三强并立”的格局。随着苏联的解体，由于缺乏资金，许多在研和预研项目被取消，一批国有航空发动机设计局和批量厂被民营资本和海外资本收购。这直接导致俄罗斯民用航空发动机产品几乎完全退出国际市场。为了扭转这一现状，一向以铁腕著称的普京总统上台后，对国内的航空发动机产业进行了铁腕改革。从2007年开始进行了3个阶段的航空发动机行业改革与重组：①2007年整合国内航空发动机行业的资源，成立4个控股公司：“礼炮航空发动机联合体”、“留里卡-土星航空发动机联合体”、克里莫夫股份公司、萨马拉航空发动机制造中心；②2008年，把4个控股公司整合成立联合发动机制造集团控股公司（ODK），ODK整合了俄罗斯发动机行业85%以上的资产，已经成为俄罗斯航空发动机的领军企业；③2013年，将ODK旗下多家企业进行专业化整合，根据不同的产品线，成立了4个发动机部，分别是军机发动机部、民用飞机发动机部、直升机发动机部和燃气轮机部。值得一提的是，在对发动机产业整合过程中，俄罗斯开始吸纳社会资本参与航空发动机产业的发展。

俄罗斯军用航空发动机发展历程

数据来源：公开资料整理

    三、国产军用航空发动机的自主之路

    国产军用航空发动机发展历程

    我国航空发动机的研制是在新中国成立后一片空白的基础上发展起来的，从最初的修理、仿制、改进改型到今天可以独立设计制造高性能航空发动机，走过了一条十分艰辛的发展道路。

中、美、俄战斗机发动机发展对比

数据来源：公开资料整理

    （1）仿制和改进

    上世纪50年代，中国航空发动机工业从零起步，走过了一条充满荆棘的道路。1956年，中国第一台涡喷-5发动机根据苏联BK-1φ发动机的技术资料在沈阳仿制成功，此后很长一段时间，中国航空发动机都以仿制和改进为主，例如涡喷-6、涡喷7和涡喷8。

    （2）部分自主设计

    进入上世纪70年代，我国开始对航空发动机进行了部分的自主设计，如基于涡喷-7研制的涡喷-13系列发动机和基于英国斯贝MK202的涡扇-9系列发动机。其中，涡喷-13于1985年开始装机试飞，满足了歼-8Ⅱ飞机研制进度的要求。

    （3）拥有自主知识产权

    直至2002年，国产涡喷-14”昆仑”发动机定型，中国才首次走完了自行研制的全过程，也一跃成为继美、俄、英、法之后的第五个航空发动机生产国。2005年12月，涡扇-10也就是俗称的”太行”发动机研发成功，成为我国首个具有自主知识产权的高性能大推力涡扇发动机。

中国军用航空发动机发展历程

数据来源：公开资料整理

中国军用航空发动机发展历程

数据来源：公开资料整理

中国军用发动机参数及装备军机一览

数据来源：公开资料整理

    经过60多年的发展，我国已建立了相对完整的发动机研制生产体系，具备了涡桨、涡喷、涡扇、涡轴等类发动机的系列研制生产能力。国产发动机主要装配在歼击机、强击机、轰炸机、歼击轰炸机等主战飞机上，只有少量三代战机装的是进口发动机。运输机方面，运-7、运-8等运输机使用的涡桨发动机全部国产化。直升机方面，随着直-9、直-8、直-10等整体技术的成熟，在引进的基础上实现涡轴-8、涡轴-6、涡轴-16发动机的系列化发展，为我国快速扩大的国产直升机群提供了可靠的动力来源。

我国军机发动机发展情况

数据来源：公开资料整理

    四、军用航空发动机产业链

    航空发动机产业链包括研发设计、原材料制备、零部件制造、分系统制造、整机装配、整机试验和维修保障等环节；我国目前已基本建立了完整的航空发动机研制和生产体系。

军用航空发动机产业链

数据来源：公开资料整理

军用航空发动机全产业链供应商

数据来源：公开资料整理

    五、军用航空发动机市场空间测算

    全球军用航空发动机市场

    全球军用航空发动机市场年复合增长率为4.96%，将从2017年的97亿美元增加到2027年的141亿美元，加上维修经费后，全球军用航空发动机市场从2017年的145.5亿美元增加到241.5亿美元。

2017-2027军用航空发动机市场预测

数据来源：公开资料整理

    中国军用航空发动机市场

    军用航空发动机的发展和军机发展相辅相成，而军机发展依赖于航空兵部队（包括空军航空兵、陆军航空兵、海军航空兵等，空军为主力）建设。

    （1）战略空军转型，军机换装列装提速

    我国空军起步晚、底子薄，老旧机型比例高，代际差距严重，运输机、轰炸机、直升机等短板明显。2015年首次将空军定位为战略军种，空军建设由“国土防御”向“空天一体、攻防兼备”的战略转变，成为了新装备加速发展和列装的主要驱动力。在新时期战略空军建设目标下，由“防”转“攻”，将信息化作为发展方向和战略重点，大力发展先进战斗机、战略运输机/轰炸机，提高纵深攻击能力、远程投送/打击能力和立体攻防能力，弥补代际差，尽快实现代际换装，提高信息化、自动化程度。

我国军机现状与看点

数据来源：公开资料整理

    我国各类型军机数量均低于美国，各机型数量比例不合理。美国军机数量为13772架，我国数量仅为2955架。和美国相比，我国直升机、运输机、轰炸机比例明显偏低，中美空军数量和作战能力相差巨大，难以达到覆盖我国领土巡航的要求，距离战略空军目标尚远。

世界主要国家军用飞机数量及占比

数据来源：公开资料整理

中美军机数量及比例

数据来源：公开资料整理

    战斗机：代际差距严重，换装列装需求急切。四代机列装战斗机作为空军最主要的作战平台，是空军战斗力强弱的主要标志，对于制空权的夺取有着举足轻重的意义，我国与美国相比代际差距严重，老旧机型较多，整体水平显著落后。我国二代机占比依然高达55.5%，而四代机不足1%，相比美国，美国二代机仅占14.8%，四代机占比已达10%。我们认为，我国战斗机处于快速换装和列装期，三代机将保持开足马力生产状态，四代机将在固化状态后迅速大批量部署。

    轰炸机：远程轰炸机力量薄弱，短板短期较难补齐。我国空军当前的主力轰炸机型是批量列装的轰-6，存在机体设计落后、航速/航程低、载弹量不足等诸多缺陷，从其本身来看只是一款中型轰炸机，并不是合格的战略轰炸机。而且考虑到我国的战略环境，仅拥有中远程轰炸机远远不够，不能从根本上弥补我国空军的战略打击和战略威慑短板。我国缺少远程战略轰炸机，需要一款突防能力的洲际战略轰炸机。

    运输机：运-20列装，战略运输机取得长足进步。大型运输机、加油机、预警机和战略轰炸机等大飞机是战略空军的基石，相比美俄等军事强国，我国大型运输机/加油机/预警机列装极为有限，远程隐形轰炸机更是空白，打造战略空军任重而道远。运-20是中国自主研发的新一代重型军用运输机，已列装部队，将成为我军重要的一款运输机型，我们预计，运-20将迎来快速列装部署，基于运-20平台的预警机、加油机项目也将不断推进。

    直升机：陆军转型“立体防攻”战略提升军用直升机需求量，在研10吨级通用直升机为未来主要看点。未来空中打击力量将是陆军主要配臵的主要战斗力，陆航部队是我军建设“立体防攻”的重要力量。此轮军改之前我军共有7个陆航旅和5个陆航团，到2017年5月已扩编为11个陆航旅和1个陆航团。由于陆航兵在现代作战中的特殊性，预计我军将进一步扩建陆航部队。

    （2）我国军机发动机市场，未来十年年均467亿

    我们按照存量和增量两部分，对未来十年我国军用航空发动机市场进行测算，为了简化计算，我们将存量飞机分为换发1次和2次两部分，增量飞机分为不换发和换发1次两部分，发动机单价取可参考型号价格。经测算，未来十年，我国军用发动机购置经费共3114亿，维修经费1557亿，合计4671亿；平均每年购置经费311亿，维修费156亿，合计467亿。按各部分拆分费用，平均每年叶片179亿、零部件202亿、动力控制系统55亿。

中国军用航空发动机未来十年市场测算

数据来源：公开资料整理

未来十年我国军用航空发动机各部分市场测算

数据来源：公开资料整理