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航空发动机产业pdf下载

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航空发动机产业.pdf 航空发动机产业.pdf

上传者: 慧来 2次下载 0人收藏 暂无简介 简介 2012-02-27 举报

简介:本文档为《航空发动机产业pdf》,可适用于经济金融领域,主题内容包含年月日证券研究报告行业深度研究请参阅文后风险提示人民空军建设:加大投入战略转型《年中国的国防》白皮书明确提出:空军适应信息化作战要求加快实现由“国土符等。

2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示人民空军建设:加大投入,战略转型《2008年中国的国防》白皮书明确提出:空军适应信息化作战要求,加快实现由“国土防空”型向“攻防兼备”型转变。2011年我国国防预算总额达到6011亿元人民币,较上年实际执行数增长12.7%,将为我国建立战略空军提供雄厚的经济基础。航空发动机:工业皇冠上的‚明珠‛航空发动机具有价值高昂、研制周期长、技术复杂、材料高端等特点。我国已成为继美、英、俄、法之后,世界上第五个走上自主研制航空发动机道路的国家,在技术上为先进航空发动机的发展做了铺垫。民用航空发动机产业:市场巨大,受制于人未来20年我国航空发动机的市场容量约为1034亿美元。但到目前为止,国内民航尚未装备一型以国产发动机为动力的干线或者支线客机。‚大客‛配套发动机研制工程的启动,将为我国民用航空发动机产业开启新的里程碑。军用航空发动机产业:‚太行‛引爆行业增长点第二代战机在我国空军服役机型中数量庞大,以J10/J11B为代表的第三代战机将取而代之。与之配套的‚太行‛发动机2005年正式定型,即将进入大批量生产阶段,粗略估计每年带来21.6-43.2亿元产值。外贸转包业务:分享世界民航发动机产业蛋糕世界经济的持续增长将带动对上游航空制造业及发动机产业的需求。我国航空发动机制造企业凭借良好的基础装备、较高的工艺水平和低廉的劳动成本,承接西方产业转移,未来将在世界航空发动机产业链中分享更多的收益。投资思路与机会:近看‚太行‛,中看通航,远看大客高端装备制造业是我国七大战略新兴产业之一,航空发动机无疑是‚高端中的高端‛。近期来看,‚太行‛发动机的大批量生产将成为产业最近一轮增长的‚引爆点‛;中期,渐行渐近的通用航空由于门槛较低,将破茧而出;长期,大客发动机市场空间巨大,将成为又一个利润增长点。因此我们的投资逻辑是‚近看‘太行’,中看通航,远看大客”。投资标的看好航空动力(600893)、钢研高纳(300034)、中航动控(000738)、成发科技(600391)、海特高新(002023)。高端装备制造系列研究之二:航空发动机产业——投资‚高端中的高端‛首次评级:强于大市航天军工-机械制造相对沪深300表现表现1m3m12m航天军工-5.28%1.77%13.54%沪深3001.74%7.11%-5.52%重点公司6m%YTD%评级航空动力-4.0111.51买入中航动控10.5028.08增持成发科技0.96-15.07增持钢研高纳13.00-0.76增持海特高新-1.857.26增持相关报告《高端装备制造中国制造的脊梁——高端装备制造投资主题研究系列之一》,2011年2月11日分析师马金良(S0350208080555)联系人:冯胜电话:0755-83706284分析师申明:分析师在此申明,本报告所表述的所有观点准确反映了分析师对上述行业、公司或其证券的看法。此外,分析师薪酬的任何部分不曾与,不与,也将不会与本报告中的具体推荐意见或观点直接或间接相关。2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-1-人民空军建设:加大投入,战略转型空军是我国军事力量的重要组成部分,在国家安全战略全局中具有举足轻重的地位和作用。随着我国国力的不断增强,人民解放军尤其是人民空军的发展有了坚实的物质基础,这为加速推进空军战略转型、促进全面建设、科学发展提供了保障。2011年3月公布的我国国防预算总额达到6011亿元人民币,较2010年预算执行数增长约12.7%。自1989年以来我国国防预算均以两位数的速度增长(2010年例外,仅增长7.8%),这是我国经济增长和国防预算统筹安排下的结果,既符合我国军队现代化建设的客观要求,也是对于建国以来长期低额军费政策的弥补。从军费开支占GDP的比例看,目前我国基本维持在1.5%的水平,这一比例大大少于美、法、俄、印等其他军事大国。因此,我国军费开支还有较大上升空间。预计未来我国军费还将保持平稳较快增长。图1我国军费支出及增长资料来源:国家统计局,国海证券研究所整理何谓人民空军的‚战略转型‛?2008年1月发布的《2008年中国的国防》白皮书明确提出:空军适应信息化作战要求,加快实现由“国土防空”型向“攻防兼备”型转变,提高侦察预警、空中打击、防空反导和战略投送能力,努力建设一支现代化的战略空军。按照“攻防兼备”的战略要求,我国将大力发展新型战斗机,基本形成“以第三代飞机和地空导弹为骨干,以第二代改进型飞机和地空导弹为补充的主战武器装备体系”。这是人民空军历史上‚战略转型‛概念的首次明确提出,可以用‚国土防空-攻防兼备-战略空军‛三个阶段进行概括。20世纪60年代至70年代,人民空军确立重点发展防空力量的指导思想,逐步发展成为一支-40%-20%0%20%40%60%80%100%01000200030004000500060007000195119541957196019631966196919721975197819811984198719901993199619992002200520082011(E)军费(亿元)增长率2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-2-国土防空型的空军。90年代以来,空军进入快速发展时期,确立了攻防兼备的战略思想,空军开始由国土防空型向攻防兼备型转变。而2008年‚战略空军‛的提出,为人民空军的发展提出了新的方向和要求。按照国际标准,战略空军概念指“空天一体、攻防兼备、信息火力一体,能够以空制空、以空制海、以空制地,全面参与各种作战形式,能实施远程反应的空军”。而以我国目前的情况来看,在侦察预警、空中打击、防空反导和战略投送方面尚存在较大差距。在此背景下,我国将进一步加大对于航空工业的投入,特别是对先进战机及先进航空发动机的研制和生产。事实证明,近年来我国航空工业飞速发展,推动空军军事变革由量向质发生转变,努力缩小与航空发达国家的代差,与空军‚战略转型‛的指导思想贴合紧密。以下几个标志性事件可以佐证我们的观点:事件1:歼-10列装2005年国产第三代战机歼-10正式列装部队,这是第一种真正兼有空优及对地双重作战能力的国产单发战机,它的诞生是我国空军发展历程上具有标志性意义的事件,表明我国具备了发展现代化作战飞机的能力,为中国航空工业的下一步腾飞奠定了基础。我国空军对此款战机评价很高,在较短的时间内就成建制、成系统地形成了战斗力。作为一款轻型战斗机,它将与我国生产的歼-11/11B重型战机一起,形成‚高-低‛空搭配,构成我国空军未来的主力机型。事件2:歼-7停产2006年,作为中国空军和海军航空兵目前装备规模最大的战斗机机种,歼-7停产。从1964年被正式命名为‚歼击七型‛始,这种仿制苏联米格-21的飞机开始了在中国的非凡历程,四十多年来歼-7飞机改型繁多,生产、数千架并大量出口。按照我军传统,歼-7停产之后不会马上从部队消失,这种生产数量巨大的二代战机撤装后的空白很大部分要由新的三代机型来填补,在完成全面换装的过程中,歼-7仍然会在国防战备值班的岗位上和在各种科目的训练场上站最后一班岗,为国防建设尽最后一份力。事件3:歼-6退役2010年6月12日,在我国空军历史上服役将近半个世纪的跨音速战机歼-6退出空军序列。歼-6战斗机系苏联米格-19战斗机的国产型号,是第一种国产跨音速战斗机,是解放军空军和海军航空兵装备数量最多、服役时间最长、战果最辉煌的国产喷气飞机。歼-6生产了5205架(包括出口、援外780架),在46年的服役期里,曾在保卫祖国领空的各种战斗和战备任务中立下巨大功勋。歼-6的退役是我国为建设一支‚强大的、2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-3-现代化的、攻防兼备的人民空军”的必然要求,也是我国空军装备结构优化。事件4:歼-20首飞歼-20是成都飞机制造厂研制的中国第四代隐身重型歼击机。该机于2011年1月11日在成都成功实现首飞,历时18分钟。这标志着我国成为继美国、俄罗斯之后第三个开展四代机研制的国家,我国正式跻身世界战机研制的第一梯队。据推测,歼-20将基本具备四代机的‚4S‛特征:隐身性(Stealth)、超机动性(SuperManeuverability)、超音速巡航(SupersonicCruise)、超视距打击(SuperiorAvionicsforBattleAwarenessandEffectiveness),将成为与美国F22、F35以及俄罗斯T50相匹敌的空中利器。有关方面预计,歼-20有望在2018年左右装备部队。据估计,中国军队目前拥有各类战斗机约2500架,但多以歼-7、歼-8等二代战机为主,苏-30、苏-27等各类第三代战机总量仅为400-500架;国产化的第三代战机歼-10只到2005年才开始列装部队,而美、俄等军事发达国家早在上世纪70年代就开始大量装备第三代战机,美国的第四代战机已经列装部队,因此我国战机与世界先进水平相比还存在较大差距。预计在未来8-10年,我国第四代战机将投入使用,但是考虑到费用开销、周边形势等问题,我国很有可能采取与美国类似的战略,即保有较小规模(如美国仅生产187架)的四代机队作为战略威慑力量,而仍将以第三代战机作为主力机型。图2我国现役主力军机估测量(单位:架)资料来源:国海证券研究所整理根据《2008年中国的国防》,今后几年,空军将‚加快‛实现由国土防空型向攻防兼备型转变,建立战略型空军。以国家雄厚的经济基础10076162150350800120400800100200300400500600700800900苏30苏27歼11/11B歼10歼8歼7歼轰7强五轰六现役军机数量2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-4-作为后盾,随着我国第三代战机技术的逐步成熟和第四代战机技术的逐步掌握,未来人民空军将加快对第三代战机的列装,逐步淘汰强-5、歼-7等落后机型,并列装第四代战机,而这必然加大对于先进航空发动机的需求,我国航空发动机产业正面临着巨大的发展机遇。表1国产喷气式战斗机的分类及特征喷气式战机国产型号国产发动机代际特征国内服役情况国外对应型号第一代战机歼-5、歼-6WP5、WP6跨音速飞行、大口径航炮、小推力涡喷已退役F86、Mig15第二代战机歼-7、歼-8WP7、WP13、WP14高空高速、空空导弹、中推力涡喷主力机型F4、Mig21第三代战机歼11/11B、歼-10WS10高机动性、多用途、先进雷达、大推涡扇技术成熟F15、Su27第四代战机歼-20WS154S、超大推力涡扇在研F22、T50资料来源:国海证券研究所整理航空发动机:工业皇冠上的‚明珠‛作为航空飞行器的‚心脏‛,航空发动机为其提供飞行所需的动力,航空发动机的性能直接影响飞行器的性能。航空飞行器的种类众多,包括飞机、直升机、热气球、飞艇、滑翔机等等,其配套的发动机也多种多样。本文探讨的‚航空发动机‛特指数量最多、应用最广泛的飞机发动机(包括衍生的直升机发动机)。航空发动机可以分为活塞式和喷气式两大类。其中,活塞式是飞机或直升机最早采用的动力形式,到第二次世界大战结束时发展到巅峰状态。但是活塞式飞机不能超越音速,随着人们对飞机性能要求的不断提高,喷气式发动机产生了,这也为飞机突破‚音障‛提供了可能。目前主流的发动机是燃气涡轮发动机。图3航空发动机的分类资料来源:中经网,国海证券研究所整理航空发动机活塞式用于低空低速飞机喷气式冲压式用于导弹、无人机涡轮式涡喷式用于军用飞机涡扇式先进战机,大型民机涡轴式直升机、短距起降飞机涡桨式亚音速飞机桨扇式技术尚不成熟2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-5-涡轮风扇发动机是目前应用最广泛的燃气涡轮发动机,由涡轮喷气式发动机发展而来。涡扇发动机一般包括进气口、压气机、燃烧室、涡轮和排气口五大部分,分别完成吸气、压缩、燃烧、燃气做功、排气的工作步骤。其中前两部分温度较低,叫作发动机的‚冷端‛;后三部分温度较高,叫作发动机的‚热端‛。发动机的效率包括热效率和推进效率两个部分。提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比,就可以提高热效率。通过适当的涡轮结构和增大风扇直径,使更多的燃气能量经风扇传递到外涵道,避免大幅增加排气速度,从而在提高涡轮前温度的同时,保证了热效率和推进效率的平衡。图4典型涡扇喷气式发动机的机构资料来源:《航空发动机原理》,国海证券研究所整理航空工业因其资金密集、技术密集和巨大的产业带动效应,被称为‚工业皇冠”,而航空发动机则被誉为‚工业皇冠上的明珠‛。这不仅反映出航空发动机在技术层面的研制难度,也不仅仅说明了航空发动机在航空领域的核心地位,更说明了航空发动机无可比拟的高端战略地位。作为高端装备制造业的典型代表,航空发动机具有以下几个特点:1、价值高昂。一般将飞机分为机体、发动机、航空材料和机载设备四部分。据统计,在飞机各部分的价值构成里,发动机约占25%,经济价值不容小觑。根据日本通产省统计数字,按照产品单位重量创造的价值来计算,船舶为1、小汽车为9、电视机为50、电子计算机为300、大型飞机为800、航空发动机则为1400。以欧美为例,国家直接投入一款先进航空发动机的研制费用大致在20亿美元左右(如法国的M88-2为16亿美元,美国的F119为26亿美元,且均不包括转入型号研制之前的预研经费投入),耗资巨大。同时先进航空发动机是大国地位的象征,2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-6-因此还具有重大的军事价值和政治价值。图5飞机制造各部分的价值占比资料来源:中经网,国海证券研究所整理2、研制周期长。未来飞机要求更长的航程、更强的任务灵活性、更高的巡航速度、更低的全寿命成本和更强大的承载性能;军用战斗机还特别突出机动性和敏捷性的要求。为满足飞机性能的发展要求,现代发动机的发展目标是:更高的推重比、更低的耗油率、更高的可靠性和更低的全寿命期成本。这必然需要扎实的工业基础和雄厚的技术积淀,进而导致研制周期的漫长。美国第三代涡扇发动机F100从研制到列装经历了6年时间,而第四代发动机F119则花费了14年时间。国内的情况更是如此,装备歼轰-7的WS9从1994年开始进行原型机研制到2005年通过设计定型审查,历经12个春秋;而国产新型第三代涡扇发动机WS-10从上世纪80年代末到2005年完成设计定型审查考核,历时18年。在此情况下,如果在飞机研制的同时才开始配套发动机型号的研制,很可能无法满足飞机研制进度。而等发动机研制出来后,飞机的性能可能随着时间的推移而已显落后,这又使得整个飞机的研制方案长期难以定型,以致陷入十分被动的境地,最终的结果很可能就是取消整个飞机及发动机的研制计划。因此,‚航空发展,动力先行‛已成为世界各航空大国的共识。3、技术复杂。先进航空发动机涉及众多科学领域,必须综合考虑气动热力学、结构力学、传热学、燃烧学、声学、控制和材料等学科对推进系统总体性能、结构完整性与可靠性、工作稳定性、可维护性以及成本的影响,解决多学科交叉影响和部件相互干扰引起的问题,极为复杂。航空发动机是典型的技术密集型产品,它要求在高温、高压、高转34%25%9%32%零部件制造发动机制造整机组装结构与系统2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-7-速和高负荷等苛刻条件下长期反复工作,要求重量轻、体积小、使用安全可靠、经济性好,因而必须设计精巧、加工精密、使用高性能材料部件。现代军用发动机追求更大的推力,更小的质量,以获得更大的推重比,这需要不断使用新材料、新工艺,提高发动机推进效率和热效率。以燃气涡轮发动机为例,为了提高热效率,工程师们不断提高涡轮前温度,目前世界上最先进的发动机F119的涡轮前温度已经达到1649-1760,这对于高温合金材料的使用提出了极高的要求。4、材料高端正是由于对航空发动机性能要求越来越高,使得发动机材料也发生了革命性的变化,新型材料在发动机上的应用层出不穷,目前已经历了四个发展阶段,正跨入第五阶段。早在1903年莱特兄弟发明第一架飞机——‚飞行者一号‛时,发动机所使用材料基本都是钢;20世纪20年代开始,质量更轻的铝得到应用;到第三阶段,耐高温的镍和钛得到推广;21世纪初复合材料出现在了航空发动机上;而今镍、钛、钢、复合材料已构成航空发动机的基本材料。表2飞机机体和航空发动机材料结构的变迁发展阶段年代机体材料结构发动机材料结构代表机型第一阶段1903-1919木、布钢‚飞行者‛一号第二阶段1920-1949铝、钢钢、铝B29、波音307第三阶段1950-1969铝、钛、钢镍、钛、钢、铝F4、B737第四阶段1970-21世纪初铝、钛、钢、复合材料(以铝为主)镍、钛、钢、复合材料(后期)F22、A380第五阶段21世纪初至今复合材料、铝、钛、钢(以复合材料为主)镍、钛、钢、复合材料B787、A350XWB资料来源:CNKI,国海证券研究所整理航空材料更多地具备质轻、高强、高模、高韧、抗疲劳、抗振动、耐高温、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等特点。而航空发动机工作环境的恶劣和品质要求的苛刻,决定了其所需的材料必须更为优良。以镍基高温合金为例,其用量占现代航空发动机总重量的40%~60%,主要用于四大热端部件:燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘,此外,还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。世界航空航天市场总额已高达数千亿美元,并且正以每年10%左右的速度稳步增长。2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-8-随着涡轮前温度的不断升高,航空发动机材料由钢、铝时代转化成冷端以钛为主、热端以镍为主的镍、钛、钢‚三国鼎立‛的时代;未来趋势是部分地被树脂基、金属基、陶瓷基复合材料和金属间化合物所取代。这一方面保证了对高温高强材料的需求,另一方面有效减轻了材料重量,有利于优化飞机的性能指标。由于金属材料的使用温度几乎达到极限,非金属材料将成为理想的替代物。目前,陶瓷基复合材料、金属间化合物、C/C复合材料由于密度小、强度大、耐高温等优良特点,成为最有潜力的高温材料。但它们在1200-1600高温条件下使用,均未达到与镍基高温合金相抗衡的地步。到目前为止,新材料在航空发动机上的应用仍然非常有限,这除了材料性能有待于进一步提高外,其制造成本也是一个不容忽视的方面。目前,航空发达国家都在加强对于新型航空材料的研发投入。可以预见的是,随着技术的进步复合材料必将在发动机上得到广泛应用。表3各种航空材料的性能比较性能指标钢(45#)铝合金(LY12)钛合金(Ti-18)镍基合金(NiFe1)聚合物基复合材料陶瓷基复合材料SiC/Al复合材料C/C复合材料密度/g•cm-37.812.784.58.21.452.0-2.52.941.8-2.0熔点/135064016781430——————3400-3662使用温度130150-269-600650-1100250-3501600-1800350-12002200比模量/105m25.625.226.12896.636-12572.443-50比强度/cm76.864.436663.4103.456-175340.1125-153热膨胀系数/(10-6K-1)11.622.79.118——3.5-3.68.01.4热传导系数/W(m•K)-1481206.816.29——5-135195.634-36耐蚀性较差较差好极好好极好好高温较差资料来源:CNKI,国海证券研究所整理2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-9-图6飞机发动机材料结构占比资料来源:CNKI在世界航空发展史上,飞机性能的提高都离不开性能更好的航空发动机的支持。军航方面表现尤为突出。与战斗机分类相对应,军用发动机也呈现出迥异的代际特征。这些特征主要表现为更大的推重比、更高的涡轮前温度以及更优越的战术技术性能等。表4世界军用航空发动机的发展进程及趋势第一代第二代第三代第四代年代1940-19501950-19601960-19801980至今飞机战术技术要求喷气发动机取替活塞式发动机装战斗机使用高空高速、启动快、加力推力大中低空格斗、对地攻击能力、空中优势、省油多用途战斗机、超声速巡航、隐身、超声速拦击、中低空对地攻击发动机特征涡喷发动机诞生发展加力涡喷广泛应用、民用涡扇开始出现军用加力涡扇发动机;民用大风扇发动机;军用要求涵道比小,重量轻,数字电子控制隐身、过失速机动、不加力超声速巡航、短距起降、推力矢量喷管、强适应性推重比2-45-67-89-11涡轮前温度()825-10251025-12251325-15251575-1850典型飞机F86、Mig15F4、Mig21F15、F16、Su27F22、F35、T50、J20典型发动机J47、RD-45J79、P13-300TF30、F100、Al31FF119、WS20资料来源:《我国航空发动机研制过程中的主要经验教训》,吴大观民航方面,一百多年来,从莱特兄弟‚飞行者一号‛的12马力4缸活塞式发动机发展到数万马力的现代涡扇发动机,技术进步巨大。对于民用航空发动机来说,围绕着发动机的不断向前发展,主要的特点与要求是:更高的效率、更好的可靠性。因此,现代涡扇发动机均具有高涵道比的特征,在飞机布局上均采用双发、三发甚至四发的形式。与军用2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-10-发动机相比,民用发动机还具有低噪声、长寿命周期的特征。我国已成为继美、英、俄、法之后,世界上第五个走上自主研制航空发动机道路的国家。随着经济实力的逐渐强大,国家对于航空发动机产业日益重视并给予政策扶持。WS10(‚太行‚发动机)成为我国军航发动机研制历程上浓墨重彩的一笔,而大客发动机研制工程的启动则标志着我国民用发动机的正式开局。我国民用航空发动机产业:市场巨大,受制于人1、国内公共运输航空发动机产业格局目前,波音和空客基本垄断了全球民航飞机研制,通用电气、普惠和罗罗公司基本垄断了大型民航飞机发动机研制。我国民航尚未装备一型以国产发动机为动力的干线或者支线客机。这是由于我国民用航空制造业底子薄、长期不受重视所导致的。建立在国外动力系统上的民航工业不仅在技术层面没有选择权,甚至会影响国民经济发展的独立性。长期以来我国民航发动机几乎完全来自进口,严重受制于人。国内仅有的一次比较成功的尝试是在20世纪80年代由上海飞机制造厂研制的四发动机喷气式运输机——运-10,其配套的发动机WS8共生产了3批12台,但是最终因为运-10的下马而导致计划失败。研制属于我们自己的商用大飞机,研制一款适配国产大飞机的发动机一直是我们航空界的梦想。表5国产客机及其配套发动机型号机型载客量首次交付整机厂商发动机型号发动机厂商运-12171984哈飞PT6A-27普〃惠运-7521986西飞PW127普〃惠新舟6052-602005西飞PW127普〃惠新舟600522010西飞PW127普〃惠新舟70060-802014(E)西飞————运-10(下马)124-1791980(首飞)上飞WS8上海第一汽车附件厂ARJ21(在研)902011(E)商飞CF34-10AGEC919(在研)1502016(E)商飞LEAP-X1CCFM资料来源:国海证券研究所整理民用航空发动机装备于民航客机上,主要进行人员和货物的运输,其性能特点是:安全第一,讲求经济性和环保性。近年来,对于民用发动机的环保性重视程度越来越高,即发动机的排放必须满足国际民航组2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-11-织(ICAO)发布的排放标准(主要是CO、UHC、NO、冒烟等指标),同时满足民机在国外起降时相关国家的排放标准要求。民用发动机只有达到适航要求并取得适航证才能进入世界民用发动机市场。我国举全国之力在研的民用客机——C919有望成为我国自主研发的第一款大型商用运输机。作为C919核心部件的商用发动机,按照国际通行的“一机两型”的做法,在采购CFM公司(GE和SNECMA各占50%股权)CF34-10A型发动机之外,研制国产发动机成为一个可行而且必要的途径。2009年1月18日中航工业商用飞机发动机有限责任公司在上海正式成立,这标志着大飞机发动机研制工作在我国开始实质性起步。目前,该公司注册资本60亿元,中航工业是第一大股东,占40%的股份,上海电气(集团)总公司和上海国盛(集团)有限公司各占15%的股份,其余30%的股份将会在世界范围内选择战略合作伙伴。2009年12月,中航工业商发与CFM国际公司签订谅解备忘录,计划在国内共同装配生产LEAP-X1C飞机发动机。与此同时,中航工业商发也在加紧推进自主知识产权国产民机发动机项目的研制工作。2010年,中航工业商发与德国MTU航空发动机公司签订了合作研发国产发动机项目的谅解备忘录。预计首台国产发动机将在2016年研制完成,国产化率达到50%以上,未来中航工业商发将会致力于国产发动机的成系列化发展。我们认为,大客发动机研制工程的启动将为我国民用航空发动机开启新的里程碑。图7中航商发公司股权结构资料来源:中航工业商发网站2、国内通航发动机产业格局通用航空是指使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动,它广泛应用于农林作业、海上运输、抢险救灾、科学探索、私人娱乐等方面,与经济建设和人民生活密切相关。目前全球共有32万架通用飞机,美国约占75%的份额,而我国通用飞机在册数量仅900多架,仅占全部航空器的13%左右,每百万人拥有中航商用飞机发动机有限责任公司(100%)中航工业集团(40%)上海电气集团(15%)上海国盛集团(15%)战略投资者待定(30%)2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-12-不足0.5架,国产化程度不足40%。因此我国的通用航空发展空间巨大。长期以来,我国通用航空受制于低空限制而不能顺利发展。但近年来国内政策对于通用航空的扶持力度越来越大。继2003年《通用航空飞行管制条例》颁布之后,2010年《关于深化我国低空空域管理改革的意见》出台,迈出了低空领域开放的第一步;刚刚发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中,明确提出推动通用航空的发展;随后《通用航空补贴管理暂行办法》也即将执行。我国已经在沈阳、广州、西安等地开展飞行管制区试点,预计2015年左右全国低空领域将全面开放。通用航空市场发展在即。由于国内通航产业尚处于幼稚期,通航发动机生产商没有形成产业规模。由于通用航空是一个开放的、市场化的产业,门槛相对较低,外资和民营资本完全可以介入,因此通航产业必将是一个充分竞争的市场。目前,南方航空工业公司是国内最大的直升机、中小型发动机的生产商,未来也将是通用航空发展的受益者。3、国内民用发动机市场巨大干线客机方面,2009年波音和空客分别发表了关于未来20年的全球民航市场展望的报告,两者对于2009-2028年全球民用干线飞机(100座级以上)的市场需求预测较为一致,并且都认为中国经济的平稳较快增长将对市场需求产生重要的推动作用。据估算,中国未来20年将需要新增大飞机3689-3800架,直接经济价值达到4000亿美元左右。支线客机方面,庞巴迪和巴西航空工业公司2010年均发表了2010-2029年支线航空市场展望报告,两者对于全球支线飞机的需求数量判断差异很大,但是对中国市场的预测却极为相似。未来20年,中国共需要100座级以下的飞机数量为950-969架。按平均每架1400万美元保守估计(新舟60的市场价),大致价值133-136亿美元。通用航空方面,根据中国科协、中国航空学会、通用航空专家委员会所作的市场预测,到2020年我国需要通用飞机将逾10000架。其中活塞飞机6000架,涡桨飞机2000架,喷气公务机500架,直升机1500架。预计2010年至2020年间我国通用航空飞机需求容量将达到1500亿元人民币,约合229亿美元。根据以上数据,我们可以推测未来20年中国民航制造业将达到4362-4365亿美元规模。按照价值占比25%计算,我国将需要航空发动机的价值量约为1090亿美元,市场空间巨大。2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-13-我国军用航空发动机产业:‚太行‛引爆行业增长点1、国内军用航空发动机产业格局历史经验表明,强大的国防工业必须建立在自力更生的基础之上,否则将受制于他人。改革开放30多年来,我国军用航空发动机行业通过引进技术、仿制成品、产品改良、技术创新的方式,建立了较为完备的发动机产业体系,覆盖预研设计、材料加工、零部件制造、部件装备、总装、试车、交付、售后服务等完整的产业环节。图8航空发动机生产流程资料来源:国海证券研究所整理预研设计方面。国内从事航空发动机设计研究的主体是科研院所,最具代表性的是沈阳航空发动机研究所(606所)、中国燃气涡轮研究院(624所)、株洲航空动力研究所(608所)和贵州航空发动机研究所。其中,贵州航空发动机研究所隶属于黎阳公司,将注入西安航空动力股份有限公司(600893),目前重组正在进行当中。表6主要的航空发动机研究院所科研院所隶属单位建立时间研发方向代表机型科研人数沈阳发动机设计研究所(606所)中航工业集团1961年大中型航空发动机WS101100中国燃气涡轮研究院(624所)中航工业集团1965年大中型航空发动机WS15(在研)1200株洲航空动力机械研究所(608所)中航工业集团1968年中小型航空发动机WJ6、WZ91000贵州航空发动机研究所黎阳公司1965年中小型航空发动机WP7、WP13424资料来源:国海证券研究所整理材料加工方面。国内从事航空发动机材料研究的包括生产基地和研发基地两类,前一类以宝钛股份、宝钢股份特殊钢分公司、抚顺特钢、攀钢集团江油长城特殊钢有限公司为代表,后一类包括中国科学院沈阳金属研究所、北京航空材料研究院等科研单位。钢研高纳(300034)是中国钢铁研究院旗下的上市公司,在高温合金方面具有较强的技术研发实力。预研、设计材料加工(高温合金、复合材料等)零部件制造(控制系统、传动系统等)部件装配总装试车交付使用售后服务(日常维护、大修等)2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-14-零部件配套方面。在燃气涡轮发动机上,不仅有压气机、燃烧室、燃气轮机、尾喷管等主要部件,而且还有许多保证发动机正常工作的各种附件系统,如控制系统、传动系统、滑油系统、燃油系统、冷却系统等。这些单元或系统提供商数量众多,中航工业集团通过资产收购的方式将其中同一类业务的公司整合在一起,这其中最引人注目的是中航动控(000738)和成发科技(600391)。整机制造方面。国内航空发动机整机生产企业共有七家,均隶属于中航工业集团,包括中国南方航空工业(集团)有限公司、贵州黎阳航空发动机(集团)有限公司、沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司、西安航空发动机(集团)有限公司、成都航空发动机(集团)有限公司、东安航空发动机(集团)有限公司和常州兰翔机械总厂。2008年6月原中航工业一集团和二集团合并为中航工业集团,也拉开了中航工业集团资产重组的序幕。航空动力(600893)作为航空发动机整机上市的唯一平台,近期正在注入黎阳航空动力、南方航空工业公司和西航集团试车、装配等相关资产;未来,沈阳黎明也有望注入上市公司,这将增强航空动力的规模效应和业务协同效应。表7我国七大发动机整机生产厂商及主要生产型号公司型号分类最大推力配套机型仿制对象上市公司/整合平台南方航空工业公司活塞6星型气冷9缸198.5千瓦初教6(Y11)苏АИ-14Р整体注入航空动力,正在进行中WZ8A/D小功率涡轴539千瓦直9/直11法Arriel1CWZ9中功率涡轴1000千瓦直10自研WJ6中功率涡桨3124千瓦运8苏AH一20MWJ9小功率涡桨462千瓦运12苏PT6A-27WS11小推力涡扇16.87千牛K8乌克兰АI-25ТL黎阳公司WP7小推力涡喷43.15千牛歼7、歼教7苏P11-Ф-300发动机资产注入航空动力,正在进行中WP13小推力涡喷47.56千牛歼8、山鹰苏P-13WS13中推力涡扇56.75千牛枭龙苏RD-33黎明公司WP5小推力涡喷26.5千牛(歼5、轰5)苏BK-1φ有注入航空动力的预期WP6甲小推力涡喷36.8千牛强五(歼六)苏PⅡ-9BWP14(昆仑)中推力涡喷68.65千牛歼7、歼8自研WS10(太行)大推力涡扇132千牛歼10、歼11美F100西航集团WP8大推力涡喷93.1千牛轰6苏РД-3М航空动力(600893)WS9(秦岭)中推力涡扇91.1千牛歼轰7英国斯贝MK202成发集团WP6A/B小推力涡喷43.7千牛强五(歼12)苏PⅡ-9B成发科技(600391)WS15大推力涡扇180千牛歼20自研东安集团WJ5中功率涡桨2133千瓦运7、水轰5苏AИ-24不详兰翔机械WZ6中功率涡轴1160千瓦直8加拿大PT-6B不详透默IIIC6中功率涡轴1170千瓦SA321(法国)大修资料来源:各公司网站,国海证券研究所整理2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-15-服务维修方面。航空发动机的维修包括日常维护和大修两种。一般的日常维护均可由机场的地勤人员完成,而大修则需要送往发动机制造厂或专门的维修厂完成。民航方面,国内航空公司与各大航空发动机巨头强强联合,纷纷在国内设立合资维修公司,为航空发动机维修提供便捷、可靠的售后保障,如中国国航、法国斯奈克玛服务公司以及美国威利斯融资租赁公司共同投资组建的四川斯奈克玛航空发动机维修有限公司,东方航空与普惠共同出资成立的上海普惠飞机发动机维修有限公司等。军航方面,直属于空军装备部的5719厂是迄今为止有公开资料的最具代表性的维修厂。目前,国内最大的综合型航空技术服务企业海特高新(002023)已经开展中小型航空发动机维修业务。2、‚太行‛发动机量产引爆行业增长点由于我国航空发动机产业起步较晚,起点较低,且长期引进、仿制国外产品,导致缺乏原创性,尽管近年来我国研制成功几型先进发动机,但是整体上与世界先进水平差距依然很大。以‚推重比‛这一基本性能指标衡量,在上世纪50年代至60年代中后期,我国航空发动机水平与世界发达国家相差约10年;70年代至80年代,世界航空发动机发展迅速,我国几乎原地踏步;进入90年代,我国发动机研制水平虽有提高,但距世界先进水平仍有20年以上的差距。但是,随着WS10(‚太行‛发动机)的面世,国内航空发动机实现了三个跨越:一是实现了从中推力到大推力的跨越,‚太行‛发动机与先进的涡喷发动机‚昆仑‛相比推力提高了约60千牛;二是实现了从涡喷发动机到涡扇发动机的跨越,为进一步研制大推力涡扇发动机奠定了基础;三是实现了从第二代发动机到第三代发动机的跨越。图9我国军用发动机与国际先进水平差距大资料来源:《我国航空发动机研制过程中的主要经验教训》,吴大观(代表美国型号,代表欧洲型号,代表苏联型号,代表中国型号)2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-16-‚太行‛发动机在研制之初的定位就是‚一机配两型‛,即装配我国第三代战机J11B和J10。2005年‚太行‛正式定型,为我国第三代战机大批量装备部队创造了条件。经过近几年的不断改进,‚太行‛发动机的稳定性和可维护性大大提高,逐步由中小批量过渡到大批量生产阶段。据粗略估计,未来5-8年,每年‚太行‛发动机将创造21.6-43.2亿人民币的产值。表8‚太行‛发动机与同级别发动机性能比较发动机型号性能参数F100AL-31FRD-33WS9WS10研制时间1968-19741976-19851968-19761994-20051987-2005长/m4.8564.954.235.2114.95最大直径/m1.181.221.001.0951.22质量/kg13861533125415271705.6最大推力/kN10612381.498132推重比7.88.176.626.557.5涵道比0.60.60.480.620.5总增压比2523.821.721.530涡轮前温度/139913921267-141715501747装机对象F15、F16Su27、Su30Mig29歼轰-7歼-10/11B所属国家美国苏联苏联中国中国发动机厂商普〃惠留里卡-土星克里莫夫航空动力沈阳黎明资料来源:《航空发动机原理》‚太行‛发动机的量产,表明我国航空发动机已经具备向世界一流水平看齐的能力,为后续先进机型的研制开发打开了加速通道。未来,我国大型运输机和第四代战机配套的发动机将陆续成熟,形成批量生产规模。我国军用航空发动机即将步入行业高速增长的轨道!外贸转包业务:分享世界民航发动机产业蛋糕1、世界民航制造业看好根据国际航空运输协会(IATA)2011年3月发布的报告,国际油价攀升将挤压全球民航运输业利润。预计2011年国际原油平均价格将达到96美元/桶,民航运输业全年净利润下调至86亿美元,较2010年估计值160亿美元下降了46%。但我们仍然可以明显感受到金融危机对民航运输业的不利影响已经逐渐消退,2011年预计盈利将恢复到略高于2007年的水平。未来民航运输市场将受益于世界经济的持续增长,而这必将带动对上游航空制造业及发动机产业的需求。2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-17-图10全球民航市场盈利预测资料来源:IATA根据Rolls-Royce公布的《MarketOutlook2009》,2009-2028年全球民航市场将需要141,000台航空发动机,价值量高达8000亿美元。大量的需求来自于亚洲、中东和拉美地区,部分则来自于欧美更新换代的缺口。这些发动机还将在其服役期间带来价值约6000亿美元的售后服务业务。表9R-R公司预测2009-2028年全球民用航空发动机市场机型发动机需求数量价值量(亿美元)商务喷气机72,4091030支线客机14,384440单通道客机34,6132500双通道客机17,6363810货机2,140440总计141,1828220资料来源:《MarketOutlook2009》世界航空发动机巨头将受益于民航市场的发展,为了降低成本、提高效率,他们倾向于将一些零部件生产业务转包给技术相对成熟、劳动成本相对低廉的国家。2、国际转包业务体系国际航空发动机生产供应链中主要有四级供应商,自上而下依次为:发动机整机制造商,特殊部件、单元体和主装配件供应商,零部件供应商,原材料供应商。2011年3月31日证券研究报告—行业深度研究请参阅文后风险提示-18-发动机制造商处于产业链的最上端,代表公司为GE、Rolls-Royce、Pratt&Whitney、SNECMA四大集团和其控制的子公司,他们具备装配整套发动机的能力并直接面向飞机生产厂商,占据干线客机发动机100%的市场份额,西方国家军机发动机80%左右的市场份额。专用单元体和主装配件供应商主要集中于欧洲与日本等制造业发达的国家,代表公司为:MTU、ITP、Avio、VolvoAero、三菱重工、石川岛播磨重工业等。它们与发动机制造厂商建立了风险与收益共享合作伙伴关系,在先期按比例承担发动机研制费用,新机型投产后,这些供应商将按比例共享技术与收入。零部件供应商主要负责给专用单元体和主装配件供应商提供其所需的零部件,不具备专业的研发设计能力和自主知识产权,与发动机制造商没有收入与风险的联系,也很少分享其技术。这部分供应商数量庞大,主要分布在新兴市场国家,如中国、墨西哥、印度、韩国等。目前我国航空发动机外包企业都处于产业链的这一层次,且受西方‚冷战‛思维的影响,我国只能参与民航发动机的零部件生产。表10世界

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上传者: 慧来 2次下载 0人收藏 暂无简介 简介 2012-02-27 举报

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