航空发动机产业链全景解析、产业概况、市场分析报告

航空发动机被誉为“制造业皇冠上的明珠”，号称“世界上最难制造的机械设备”。它是一个国家科技、工业和国防实力的重要标志，是构成国家实力基础和军事战略的核心技术之一。航空发

航空发动机被誉为“制造业皇冠上的明珠”，号称“世界上最难制造的机械设备”。它是一个国家科技、工业和国防实力的重要标志，是构成国家实力基础和军事战略的核心技术之一。航空发动机需要在高温、高寒、高速、高压、高转速、高负荷、缺氧、振动等极端恶劣环境下工作，这就使得航空发动机的研制对结构力学、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、控制理论等除了量子力学理论之外，其它的力学理论几乎全部用上。

1. 航空发动机：“工业皇冠明珠”，

1.1.1 航空发动机是飞机的“心脏”，航空强国的标配

航空发动机被誉为“现代工业皇冠上的明珠”和“工业之花”，是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标志，也是飞机的“心脏”。

航空发动机的研究和发展特点是技术难度大、耗资多、周期长，对飞机性能以及飞机研制的成败和进度有着决定性的影响，是产业发展的核心基础，也是衡量一个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专业领域，主要结构部件包括进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管，零配件达 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，全球能够自主研制航空发动机的国家只有美国、英国、法国、俄罗斯和中国等少数国家。

1.1.2 由活塞式发展至喷气式，军民应用两开花

航空发动机从活塞式发动机发展到今天的多种喷气式发动机，其中涡扇式喷气发动机应用最广泛。从 1903 年世界上第一架飞机诞生，到二次世界大战结束后，几乎所有的战机都采用活塞式航空发动机，这类发动机通过推动螺旋桨使得飞机获得动力。但是，随着航空发动机向高功率和低重量方向发展，功重比较低的活塞式发动机逐渐退出历史舞台。

喷气式发动机可以产生很大的推力，而自身重量又较轻，能够大幅提高飞机的飞行速度，因此得到了广泛的应用。按压气机种类可分为涡轮喷气式发动机、涡轮风扇式发动机、涡轮螺旋桨式发动机、涡轮轴式发动机和螺旋桨风扇发动机。目前，应用最广的是涡扇发动机， 2020 年全球产量占比高达 46.10%。

不同类型喷气式发动机因其自身特性应用于不同机种，涡喷式逐渐淘汰，涡扇式为当今主流。现代涡喷发动机主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等部位组成，其特点是高空高速飞行时性能较好，但在低速飞行时，高速高温燃气喷出发动机后直接散溢造成巨大的能量损失，其整体油耗高，效率较低，目前除了尚未退役的部分二代战斗机用涡喷发动机外，大多数已被涡轮风扇发动机所取代。

军用涡扇发动机主要有不加力式和加力式两类，前者主要用于高亚音速运输机，后者主要用于歼击机。

涡桨和涡轴发动机是在涡喷发动机发展成熟后，将活塞发动机涡轮化而研制发展的新型动力。涡桨发动机的适用速度一般小于 900km/h，在中低速飞机或对低速性能有严格要求的巡逻、反潜或灭火等类型飞机中得到广泛应用。

涡轴发动机一般装有自由涡轮，主要用在直升机和垂直/短距起落飞机上。民用涡扇发动机主要为大涵道比，油耗低，广泛用于大型商用客机。

1.2 行业壁垒高、红利期长，核心机系列化研制模式降本增效

1.2.1 技术难度大、耗资多、周期长，高壁垒铸就产品高附加值

航空发动机价值回报高，经济辐射带动作用强。航空发动机作是工业部门目前附加值最高的高端制造业，对上下游产业也有着巨大的辐射带动作用。

一是“回顾效应”，即对机械、仪表、电子、材料、冶金、化工等上游产业发展的带动作用；二是“前瞻效应”，即对航空运输业、旅游业、城市交通基础设施建设、物流等产业发展的诱导作用；三是“旁侧效应”，即对改善国民经济各部门资源配置、提高效率等的推动作用。据日本通产省统计，按照产品单位重量创造的价值来计算，如果船舶为 1、则汽车为 9、电子计算机为 300、大型飞机为 800、航空发动机高达 1400。

航空发动机技术门槛高，运行条件要求苛刻。

航空发动机是典型的技术密集型产品，要求重量轻、体积小、使用安全可靠、经济性好，满足在高温、高压、高转速和高负荷等苛刻条件下长期反复工作指标，因而必须设计精巧、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。

航空发动机研发投入高，普遍高达数十亿美元。

根据统计，世界先进航空发动机研发投入普遍高达数十亿美元，其中 F135 更是高达 67 亿美元。与国外相比，投入资金不足是此前严重限制我国航空发动机产业发展的重要因素之一。1988 年-2003 年间，美国的 IHPTET 计划总计投入 50 亿美元，约是我国 1980 年-2000 年间两项发动机预研计划总投入的 6 倍。

航空发动机研制周期长，预研和工程研制阶段长达 30 年。

根据《航空发动机研制全寿命管理究及建议》，预研阶段和工程研制阶段需要长达30年，此后才能进入实用发展阶段进行大批量装配，整个研发周期漫长。我国成功自研的第一台大推力涡扇发动机涡扇-10 从 20 世纪 80 年代后期开始验证机研制，到 2006 年正式宣告成熟定型，历时 20 余载，目前已经成为我国第三代战机的主要配套型号。

1.2.2 基于核心机系列化的研制模式，产品红利期长，军民一体化推动

航空发动机产业持续发展发动机以核心机为基础可不断改进衍生出系列化军民发动机，降低研发成本，极大提高研发效率及产品可靠性，拓宽市场应用领域，满足不同客户需求。

核心机具有军民通用性，一旦研制成熟，无论是战机的涡扇发动机、轰炸机或者军用运输机的发动机、舰艇使用的燃气轮机都可以由核心机改进而来，制造商可以根据客户的不同需求基于成熟核心机衍生出不同机型，降本增效，且产品可靠性得到保证，极大地拓宽了市场应用领域。

利用多用途核心机研制系列发动机为航空发达国家普遍采用的方式，如美国 GE 公司在第三代核心机的基础上成功研制出一系列军民用发动机，包括 F101、F110、F404、TF39、CF6 和 CFM56。

我国于 70 年代初引进美国核心机和验证机研究途径，坚持走基础研究—应用研究—预先发展（核心机、验证机）—工程研制的研究和发展道路。

一款成熟发动机可销售 30-50年，产品红利期长，军民一体化进一步推动航空发动机产业持续发展。

据美国《国家关键技术计划》描述：发动机产业因其技术高端，处于寡头垄断的环境中，一款成熟产品能够销售 30~50 年，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存在通用性，基于核心机可衍生出满足民用需求的发动机，不仅可最大程度缩短研发周期，而且推动产品系列化发展，延长产品销售生命周期。

我国目前对航空发动机产品军民融合主要体现在国产发动机的军转民应用上，例如，涡轴-8 发动机可同时应用于军用、民用直升机机型；以太行发动机为基础衍生而来的民用燃气轮机，实现一机多型。在民转军领域，我国目前还处于初期阶段。

1.3.3 政策支持：三大国家政策铸就航发产业核心竞争力

三大国家政策，聚焦两个关键点，铸就航发产业核心竞争力。

“十三五”以前，我国航空发动机产业发展缓慢，曾是我国工业发展的“软肋”：

1）长久以来，由于我国航发制造水平与航发需求严重脱轨，大量航发产品依赖进口。

2）我国航空发动机的研发与制造主要由中国航空工业集团主导，实行“一型飞机配套研制一型发动机”的研制与生产模式。

3）航空发动机与航空飞机研制深度绑定，航空发动机独立研制灵活性受限，国家政策和资金支持力度不够。

为增强航发制造实力和相关企业活力，逐步实现航发产品国产化，自“十三五”以来，我国相继出台了军民融合、两机专项等政策，用竞争机制推动技术进步，打通产业链上下游，缩短流程并降低成本，国家千亿拨资，打破产业发展资金制约，解决研发投入，预先研究资金不足。我国还实施了飞发分离等改革措施，成立航发集团，打破体制制约，极大提高发动机研制灵活性和研发

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