报告出品方：银河证券

以下为报告原文节选

------

一、航空发动机：国之重器，皇冠明珠

（一）航空发动机在整机价值量中占比 20%至 30%，是衡量飞机性能的关键指标之一

航空发动机(aero-engine)，是一种高度复杂和精密的热力机械，作为飞机的心脏，被誉为“工业之花”。它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。目前，世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国、中国等少数国家，技术门槛非常高。
因航空发动机的高技术门槛特征，其本身的价值量也较高。在飞机各分系统成本占比中，航空发动机约占整机成本的 20%至 30%，仅次于飞机机体结构，是飞机的重要组成部分。

航空发动机产生推力基本分为四个阶段。喷气式发动机和活塞式发动机都需要经过进气、加压、燃烧和排气四个工作过程。空气首先进入的是发动机的进气道，经过压气机加压后进入燃烧室与燃料混合燃烧，燃烧室产生高温高压的能量气体传送给涡轮，涡轮做功经涡轮轴为发动机运行提供动力，从而推动飞机运行。
航空发动机结构比较复杂，主要由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮、排气装置五大部分组成，其中压气机、燃烧室、涡轮是其三大核心部件，三者也被成为核心机的组成部分。核心机囊括了推进系统中温度最高、压力最大、转速最高的组件，发动机研制过程中 80%以上的技术问题都与核心机密切相关，是航空发动机研制难点较为集中的环节。

1、压气机：多级静子+转子构成，叶片可达 2000 片

压气机作为航空发动机的核心部件之一，具有压力大、转速高的特点。压气机在发动机中的主要作用是利用涡扇输入的机械功对气体进行压缩，将机械能转化为气体内能，让气流的压力和温度升高，从而满足航空发动机的热力循环要求。评价压气机性能的主要指标包括空气流量、增压比、效率、喘振裕度、外廓尺寸。

压气机由多级组成，每级分为静子和转子。静子在前，转子在后，交错排列。按照空气流的方向，压气机可以分为轴流式、离心式和混合式三类。轴流式压气机级数（即一圈转子叶片+一圈静子叶片）一般较多，占用轴向空间较长，单级增压比低，但总增压比较高，是现代民用客机和军用战斗机广泛采用的压气机结构。
• 静子（工作轮）：叶片、盘、轴

• 转子（导向器）：叶片、机匣

• 压气机叶片：空气从进气道进入发动机后流入压气机部分进行减速增压。压气机中的叶片根据不同功能可分为旋转叶片（动叶）和固定叶片（静叶）。旋转叶片旋转并将空气向后推，固定叶片减少空气旋转的动量，为空气施加压力，该过程重复多次实现空气的减速增压。压气机叶片级数较多，每台发动机压气机叶片数量一般在 2000 片左右。不同发动机型号设计的叶片级数均存在差异。

• 压气机轮盘：压气机盘是航空发动机的转子部件，用于安装叶片以传递功率，承受高温、高压、高转速环境下的复杂载荷。根据用途，压气机盘可以分为风扇盘、低压压气机盘和高压压气机盘三种。随着技术的不断发展，发动机转子叶片和轮盘一体的“整体叶盘”被高推重比发动机广为使用。整体叶盘是将盘片一体化设计的复杂转动件，可使发动机重量减轻 20-30%、效率提高 5-10%、零件数量减少 50%以上。
• 压气机机匣：目前，航空发动机广泛采用双转子轴流压气机，包含低压和高压两部分转子。
由于低压和高压两部分压气机工作温度存在差异（低压 200-300℃，高压 300-500℃），不同压气机机匣使用的材料也有所不同。低压机匣一般采用钛合金制造，高压机匣一般采用合金钢制造。在机匣结构上，压气机机匣可分为分半式机匣和整环式机匣。分半式机匣结构简单易于安装，但机匣沿周向分布不均匀，容易影响压气机效率。整环式机匣刚性分布均匀，但不容易装配，维修性差。
2、燃烧室：发动机心脏，结构分为扩压器、外壳、内壁和旋流器

燃烧室是发动机的心脏，主要功能是燃烧化石燃料形成高温高压的气体（化学能转化为热能），从燃烧室排出进入涡轮并带动涡轮转动（热能转化为机械能），进而带动发动机转动。燃烧室结构部件可分为扩压器（进气装置）、外壳、内壁和旋流器。
燃烧室 研 制 过 程 具 有 难 度 大 、 周 期 长 、 花 费 高 等 特 点 ， 其 燃 烧 释 放 的 燃 气 温 度 大 约 是1800-2000℃，不适宜直接进入涡轮导向器。因此，总空气流量中约 60%未用于燃烧的空气将被逐渐引入燃烧室，其中大约 1/3 的空气用于降低燃气温度，2/3 的空气用来冷却火焰筒的壁面。

• 燃烧室扩压器：空气经过压气机压缩后，首先经过扩压器，利用扩压器的喇叭形，在空气流动方向上增大横截面积，从而降低空气流速（通常从超音速降低为亚音速），将高速空气减慢到适合燃烧室的最佳速度。
• 燃烧室外壳：空气流经扩压器后会分成两部分，一部分空气流入燃烧室主体与燃料充分混合后参与燃烧，另一部分空气进入外壳与燃烧室内壁的空腔以用于冷却。
• 燃烧室内壁：燃烧室内壁用于分离燃烧区域和空腔内空气，其上分布有大小不同的孔洞，使内壁和外壳之间的部分空气可以流入燃烧区域。由于燃烧室内壁需要接触高温燃烧气体，通常采用高温合金材料与冷却技术相结合的方式进行保证内壁正常循环使用。
• 燃烧室旋流器：用于使空气产生旋流，一方面产生湍流，促进燃料和空气的混合，有助于燃料充分燃烧；另一方面在燃烧室中形成低压低速区域，以维持燃烧室的稳定燃烧。

3、涡轮：航空发动机动力部件，涡轮叶片占整机叶片总体价值的 60%左右

燃气涡轮是航空发动机的动力部件，在高温燃气的冲击下产生旋转，推动涡轮叶片带动涡轮盘旋转，从而经轴带动压气机工作，实现热力循环。涡轮部件作为发动机中承受的热负荷、气动负荷和机械负荷最大的组件，工作条件极其恶劣，面临高温、高压和高速等苛刻要求。

涡轮由不动的静子（导向器）与转动的转子所组成。静子包括涡轮导向叶片、外环和内环等部件，转子包括工作叶片、轮盘和轴等部件。一个导向器和一个涡轮转子组合成一个涡轮级，涡轮由一个或几个涡轮级组成，称为单级涡轮或多级涡轮。
• 涡轮叶片：涡轮叶片是目前“两机”所有零部件中制造工序最多、周期最长、合格率最低的零部件之一。在航空发动机的叶片（风扇叶片、涡轮叶片和压气机叶片）中，涡轮叶片占叶片总体价值的 60%左右。
• 涡轮叶片可以分为涡轮导向叶片和涡轮工作叶片两类。涡轮导向叶片主要用于调整燃烧室排出的燃气流向，材料工作温度最高可以达到 1,100℃以上。涡轮工作叶片虽然所承受的温度低于相应涡轮导向叶片 50-100℃，但在高速转动时，由于受到气动力和离心力的作用，叶身部分所受应力达 140MPa，叶根部分达 280-560MPa。
• 涡轮叶片一般采用高温合金或钛铝合金，通过精密铸造加工而成。随着发动机性能的提升，高压涡轮叶片已逐步发展到定向结晶和单晶材料叶片。
• 涡轮盘：涡轮盘是航空发动机上用于安装和固定涡轮叶片以传递功率的零部件，由轮缘、辅板、均压孔、中心孔组成，在高温、高转速等复杂环境下运作。为满足强度、寿命及可靠性的需要，涡轮盘材料既要追求高拉伸屈服强度，又要具备良好的蠕变抗力，同时还要充分考虑断裂韧度和疲劳裂纹的扩展速率，因此涡轮盘一般采用高温合金材料锻造成型。
4、其他结构

• 进气道：航空发动机进气道的主要作用是将自由流空气吸入发动机中，并且对其进行“减速增压”操作。
• 喷口：喷口主要作用是使发动机产生的燃气继续膨胀，将燃气的可用功转变为动能，并高速排出产生反作用力。此外，喷口喉道面积的调节可以改变燃气在涡轮和喷管中的膨胀比分配，即改变压气机和涡轮的共同工作点，实现对发动机工作状态的控制。

（二）航空发动机分类：涡扇发动机已成为军民用发动机主流

按照产生推力的作用机理，航空发动机可分为活塞式发动机和喷气式发动机两类。活塞式发动机通过活塞承载燃气压力，在气缸中进行反复运动，并根据连杆将运动转变为曲轴的旋转活动，从而产生动力，与汽车用的活塞式发动机原理基本相同。由于飞行速度和工作原理限制等原因，活塞式发动机正逐步被喷气式发动机取代。
喷气式发动机依靠燃料燃烧时产生的气体向后高速喷射，通过反作用力推进飞机向前飞行，可分为火箭式发动机和空气喷气式发动机。空气喷气式发动机按照是否有压气机可分为冲压式发动机、脉冲式发动机和燃气涡轮发动机。

各类发动机由于工作方式不同，都有自己最适合的飞行范围。图 10 表示各类发动机的比冲随飞行速度的变化，其中比冲表示推力与单位时间消耗的推进剂之比，反映推进剂利用的有效性。图中分别给出各类发动机采用碳氢燃料和氢燃料的比冲变化，由于氢的热值远高于碳氢燃料，所以其比冲也更高。
• 火箭发动机比燃气涡轮发动机在低速段的比冲低几个数量级，因此必需携带大量推进剂，使起飞重量增加。
• 燃气涡轮发动机具有优异的低速性能，但不适于高速（Ma>3~4）工作。其最大飞行速度约为 2.5Ma，飞行高度 0~25 km。

燃气涡轮发动机可再细分为涡轮喷气（涡喷）发动机、涡轮风扇（涡扇）发动机、涡轮螺旋桨（涡桨）发动机和涡轮轴（涡轴）发动机。
• 涡喷发动机将燃烧后的高速气体直接喷出，由于喷出气体的速度很快，能量未能完全利用，热效率较低。
• 涡扇发动机改善了气体的排出方式，通过内涵道推动风扇转动，再由风扇转动的气体流经外涵道来推动飞机。
• 涡轴发动机主要用于直升机，其工作原理与涡桨发动机类似，燃气流经驱动压气机的涡轮后再流经一个驱动减速器的自由涡轮，减速器的输出轴与传动直升机旋翼的主减速器相连，从而驱动旋翼旋转。
• 涡桨发动机将“风扇”置于发动机整体的外部，桨扇和涡轮之间有减速器，相当于一个涵道比非常大的涡扇发动机，常用于中小型运输机和通用飞机。
• 桨扇发动机类似于涡扇发动机，但没有风扇涵道，被称做无限高涵道比的涡扇发动机。
风扇置于发动机短舱之外，桨扇和涡轮之间则无减速器，桨扇的螺旋桨转速非常高。

对比来看，涡喷发动机具备大推力、重量轻等特点，但是耗油率较高；涡轴发动机因直升机旋翼的转速较低，通常需要比涡轮螺旋桨发动机更重、更大的减速系统，甚至占发动机总重量一半以上，且主要应用于旋翼类飞机，场景有限；涡桨发动机虽然耗油率低，但由于受到螺旋桨限制，功率不大；桨扇发动机虽然飞行经济性较好，耗油率低，但震动和噪音较大，安全性较差。而涡扇发动机具备喷气速度大、噪声低、耗油率低且大推力的优势，广泛应用于战斗机、运输机、客机、无人机，占比在 95%以上，是目前最为广泛的航空发动机。

（三）评价指标：军民发动机性能评价指标有一定差别

在航空发动机性能评价方面，主要使用的指标包括：涵道比、推重比、总压比。

1、军用发动机评价指标和趋势：追求推重比、单位推力、涡轮前燃气温度和加力状态耗油率

军用发动机的发展趋势是由飞机对动力装置的要求和技术进步 程度决定的。40~50 年代，涡喷发动机得到了快速发展，但耗油率较高。为改善其经济性，60 年代，战斗机追求高空高速，航空发动机进入涡扇发动机时代。七十年代中期开始强调中空格斗机动性和对地攻击能力，八十年代中期开始研制的第四代战斗机，要求具有过失速机动和超音速巡航的能力，并要求具有一定的隐身性能和降低全寿命成本，航空发动机进入新一代涡扇发动机时代。20 世纪末期，先进战斗机对发动机提出了 5S 特性（隐身性、超声速巡航、短距起降、超机动性、高维修性），自此航空发动机进入先进涡扇发动机时期。

评价军用发动机的关键参数有：推重比、单位推力、涡轮前燃气温度和加力状态耗油率。军用发动机追求高的推重比，其单位推力和涡轮前燃气温度逐代提高，加力状态耗油率降低。但总增压比从七十年代起一直保持在 20~30 范围内，大多在 25 左右，涵道比呈减小的趋势。
• 为了保证战斗机高机动能力和加速性，须有高的飞机推重比。目前战斗机推重比一般为1~1.3（发动机最大状态所产生的推力与飞机结构重力之比）。发动机的重量一般占这类飞机总重量的 10～15%，因而发动机的推重比对飞机推重比有明显的影响，推重比成为发动机最重要的综合指标。
• 提高涡轮前燃气温度是增大单位推力的主要途径。为了提高发动机加力状态的推重比，发动机的单位推力以及决定单位推力的主要循环参数涡轮前燃气温度也相应地不断提高。
单位推力从六十年代的至今约提高了 20%，由此可使推重比提高约 31%。
• 发动机涵道比的选择与飞机的用途有很大关系。对于要求航程较远和飞行包线范围相对较窄的歼击机和攻击机用发动机，需要选较大的涵道比(0.5~1.0)，而对于拦击机用发动机，需要选较小的涵道比(0.2~0.6)。由于第四代战斗机要求具有超声速巡航能力，要求发动机有较大的不加力状态推力，需要选取较小的涵道比(0.2~0.3)。

• 军用发动机总增压比较为稳定。随着涡轮前燃气温度的提高，无论从提高单位推力或从降低耗油率出发，都要求增大发动机的总增压比，但是总增压比的提高意味着风扇及压气机乃至涡轮级数的增加，间接影响推重比的提高，因此军用发动机的总增压比从七十年代起就保持在 25 左右，提升有限。
• 加力状态耗油率显著降低。随着涡轮燃气温度的提高和涵道比的减少，以及部件效率的提高，军用航空发动机加力状态耗油率已显著降低，不加力状态耗油率没有明显的增加。
第四代发动机具有高推重比、小涵道比、高总压比、高涡轮进口温度等特点。为满足先进战斗机超声速巡航、良好隐身、高亚声速和超声速机动、远航程和短距起落、低全寿命期费用等要求，第四代航空发动机主要性能特点为：推重比 9.0~10.0，涵道比 0.2~0.4，总增压比 26~35，涡轮进口温度 1800~2000 K，耗油率降低 8%~10%，可靠性提高 1 倍，耐久性提高 2 倍。
第五代军用航空发动机多为推重比 12~15 的小涵道比加力涡扇发动机。2012 年 10 月，美国启动的 AETD 项目，主要瞄准下一代涡轮发动机技术，目的是验证能用于第五代战斗机、未来轰炸机和其它战术飞机的低油耗发动机技术。AETD 项目重点研究三外涵技术，除传统涡扇发动机的高压核心机和低压外涵道，还将在外圈增加可开合的第三外涵，以满足未来自适应发动机的要求。

2、民用发动机评价指标和趋势：安全性、成本可承受性是最优先的考虑因素

民用航空发动机的研制有很高要求，多项参数将影响民用发动机的性能评价。对于民用发动机，发动机的安全性/可靠性、可承受性/成本和价格是其最重要、最优先的考虑因素。当前大涵道比涡扇发动机和各种改进型发动机占据民航动力的统治地位。由于军民飞机对发动机的要求不同，发动机在发展过程中呈现出不同的趋势，特别是涵道比和总增压比两个参数。

• 提高总增压比，在部件效率不过分降低的条件下，有利于提高热效率，所以不断提高总增压比是现代民机发展的基本趋势。
• 提高涵道比、相应降低风扇压比，有利于降低排气速度，降低离速损失，因而有利于提高推进效率，也有利于降低噪声（噪声水平正比于排气速度的 8 次方）。所以提高涵道比也是现代民机的发展趋势。
• 民用发动机的涡轮前燃气温度和军用发动机有相类似的发展趋势，同时要兼具更长的寿命(为军用发动机寿命的十倍以上)，因此，涡轮前燃气温度值一般比同代军用发动机低100～200K。
• 民用飞机对涡扇发动机的要求通常是“最低的全寿命成本”，发动机耗油率成了民用发动机发展的特征性指标。
总结来看，代际越高的民用发动机，涵道比越高，涡轮前燃气温度越高，风扇压比越低，总增压比越高，巡航耗油率越低。
民机发动机性能的提高与技术进步联系紧密。经济性一直是民用航空发动机追求的目标之一，主要通过降低耗油率与全寿命费用来实现。根据《航空发动机科学技术的发展与创新》，美国 GE公司与法国 SNECMA 公司于 1998—2003 年实施了 TECH56 研究计划，开发和验证了金属材料空心弯掠风扇叶片、高载荷高压压气机、高载荷高压涡轮、对转低压涡轮、对转差动轴承、带冷却的全功能发动机数字控制器等，实现了“与 1999 年的 CFM56 发动机相比，费用降低 15%~25%，耗油率降低 4％~7％，维护费用降低 15%~20%”的目标。英国罗罗公司则以 Advance2 和 Advance3 项目所发展的双转子或三转子发动机技术在 2020 年前达到成熟目标，实现发动机耗油率比遄达 700 发动机至少降低 20%。
未来，民用航空发动机或将在多个方向实现进一步发展，包括齿轮驱动风扇发动机（GTF）、开式转子发动机（Open Rotor）和间冷回热发动机（IRA）。此外，太阳能等新能源发动机也是重要的发展方向。
• 齿轮驱动风扇式的涡扇发动机（GTF）。现役的涡扇发动机是通过低压涡轮轴直接驱动风扇，而 GTF 是通过减速齿轮箱带动风扇，其优点是低压涡轮可采用更高转速，从而减少涡轮级数（例如由 7 级减至 3 级）。同时，风扇可采用更低的转速，得到更大的涵道比和更低的叶尖切线速度，从而降低耗油率和噪声。应用 GTF 技术的 PW1000G 系列发动机实现耗油率比在役发动机降低 11%~12%，噪声比第 3 阶段环保要求低 30 dB。

• 开式转子发动机（open rotor）。所谓开式转子，就是桨扇发动机或无涵道风扇发动机，其主要优点是涵道比可大幅度加大，从而有效降低耗油率。但缺点也较为明显：增加飞机重量；影响飞机气动外形，且使飞机结构做较大改变，抬高短仓以适应直径更大的浆扇；飞行速度降低；增大座舱噪声和环境噪声等。

• 间冷回热发动机（IRA）。间冷回热是在普通的涡轮发动机高压压气机和低压压气机之间设置一台中间冷却器，用于带走压气机之间的热量，降低高压压气机的进口温度，使其易于压缩；而在尾喷管排气中设置一台回热器，回热器将排气中的部分热量送回到燃烧室进口的高压排气中，使从压气机出来后的空气提高 200℃。间冷回热循环核心机热效率比常规循环大约可高出 14%~16%。
二、为何需重视航空发动机产业布局？
（一）航空发动机：集高经济性、高战略价值、高难度、高急迫性于一身

作为现代工业“皇冠上的明珠”，航空发动机附加值较高。航空发动机是关系国家国防安全、国民经济发展的重大装备。同时它也以先进性和复杂性成为一个国家科技水平、军事实力和综合国力的重要标志之一。它的发展可广泛带动电子、材料、精密加工、冶金、化工等产业的繁荣，被誉为现代工业“皇冠上的明珠”。同时，航发也是典型的技术、知识密集型高科技产品，附加值较高，根据《航空发动机科学技术的发展与创新》，其单位重量创造的相对价值是船舶的 1400 倍。航空发动机产业因为技术极其高端，处于寡头垄断的环境中，一款成熟产品能够销售 30-50 年，面临的竞争威胁很小，几乎不必担心竞争和市场回报问题，壁垒和门槛是经济回报的有力保证。

航发产业链溢出效应明显，军民深度融合实现良性循环。世界上主要航空发动机制造商，基本通过“业务互补”为航空发动机及设备研发提供资金支持。GE（通用电气）的产品线十分广阔，不仅研制航空发动机，还生产电梯、空调等等，用这些业务来保证发动机的持续研发。产业链垂直整合的优势，除了“低成本”和“快捷的材料供给”外，更重要的是掌握着可以随时跟进前沿科技创新、组合出优势产品的技术能力。航空发动机的产业链条非常长，将带动冶金、化工、电子、材料、高温涂料、电控系统等相关产业，中国航空工业在航空发动机研制的探索中，有望实现深度军民融合，通过发展更多赚钱的“业务组合”反哺航空工业的新技术投入，而新技术再“溢出”到民用领域，形成良性循环。
然而，航空发动机研发、生产和制造难度都较高，需要长期的产业和人才积累，具有极高进入壁垒。它的研发既需要坚实深厚的理论基础，又需要大量工程实践经验和坚实的工业基础能力。根据《航空知识》数据，研制一台中大型发动机大概需要 15 至 30 亿美元，同时需要比飞机机体多 5年以上的研发周期，是一个国家科技水平、工业基础、综合国力的集中体现。

航空发动机核心技术和市场牢牢掌握在美、英、法、德、日等国家的寡头企业中。目前，仅有美国、俄罗斯、英国、法国等少数国家能够独立研制高水平的军/民用航空发动机，占据全球航空动力产业链的主导地位。制造方面，目前能自行制造第三代战斗机的国家/地区共有 12 个，能自行制造大推力军用涡扇发动机的国家有三个（美国、俄罗斯、中国），能自行制造大涵道大推力高性能民用涡扇发动机的国家只有两个（美国、英国）。世界大型民用航发产业的顶级企业是美国通用电气（GE）公司和普拉特惠特尼（PW）公司、英国的罗尔斯罗伊斯（RR），以及 GE 同法国赛峰集团（Safran）合资成立的 CFM 国际公司，GE 同 PW 合资成立的 EA 公司，PW、德国 MTU 等 5 家合资成立的 IAE 公司等。这些企业具有独立研制航发整机的能力，几乎控制了全球大型民用航发的核心技术研发、总装集成、销售及客户服务等全产业链。

此外，世界航空推进技术正呈现出加速发展的态势，我国发展迫在眉睫。世界航空强国在重视教育、科技和工业技术发展的同时，对航空动力技术的预先研究和试验验证给予极大的重视，开展了一系列大型研究计划，为各种先进军、民用发动机提供了坚实的技术基础。
• 美国于 60 至 80 年代连续密集实施十多项发动机研究计划，且在 1988 年-2003 年期间，用 15 年左右的时间，在推重比、耗油率、成本等方面取得的技术进步，相当于过去 30-40年所取得的成就。此后，美国政府和军方制定了多用途、经济可承受的先进涡轮发动机（VAATE）计划，在 2017 年左右使发动机经济可承受性（定义为能力与寿命期成本之比，其中能力为推重比与中间状态耗油率的函数）提高 10 倍。
• 以英国为主，意大利和德国参与共同实施了先进核心军用发动机计划的第二阶段（ACME-II），英国和法国又联合实施了先进军用发动机技术（AMET）计划，德国宇航研究院联合企业界独立实施了针对民机的 3E（环境、效率和经济性）发动机研究计划。
• 日本早已通过专利生产第三代发动机，并参与世界一流水平的大型民用涡扇发动机的国际合作研制，目前又正在与美、英合作研制飞行速度 5 倍于声速的 HYPR-90 组合循环发动机，力图在高超声速推进技术领域抢占领先地位。
• 印度的军用发动机在部分依靠与国外合作的条件下采取自主研制的途径，自行研制的推重比 8 一级 GTX-35VS 双转子涡扇发动机已经首飞，在推重比 10 以上涡扇发动机和高超声速组合动力关键技术研究方面取得进展。

动力装备视为保持国际竞争力的代表性产品。英国作为燃气涡轮发动机技术的发源地，始终坚持航空动力产业的独立自主发展，甚至立法限制航空发动机企业的股权对外转让。美国一直将航空航天动力技术视为国家、国防关键技术，持续通过国家级技术计划保持领先优势，同时以市场化形式驱动航空动力产业竞争力提升。
航空动力产品技术密集度高、应用融合性强、产业带动面宽，兼具经济价值和军事价值，因此发展航发产业势在必行。当前我国已在航发研制和生产中取得一定成就，但我国在全球产业链的参与度还十分有限。同时，我国面临“百年之未有大变局”，核心产业链环节和生产要素的自主可控在当前时点显得尤为重要，我国航空发动机方兴未艾，未来发展有望进一步加速。
（二）世界竞争格局：寡头占据全球军民用航发主要市场

军用：在世界军用航发市场中，美国 GE、美国 P&W、英国 R-R 和法国 Snecma S.A.为主要军用发动机制造商。此外，美国霍尼韦尔（Honeywell）、德国 MTU、意大利 Avio、俄罗斯土星、俄罗斯礼炮、中国航空发动机集团等公司也具备较完整的生产能力。世界上能够独立研制军用航空发动机的国家只有美国、英国、俄罗斯、法国、中国等少数几个国家。

民用：根据专注商业航空领域新闻网站《Simple Flying》，全球民用航空发动机领域中，美国通用电气 GE、英国罗罗 R-R 和美国普惠 P&W 占据全球 90%以上市场。而根据《Commercial Engines 2021》数据，GE、R-R、P&W，以及由 Safran/GE 合资的 CFM 国际、R-R/P&W 合资的 International Aero Engines AG 国际航空发动机（简称 IAE）、GE/P&W 合资的 Engine Alliance 发动机联盟公司（简称 EA）共六家公司取得民航发动机超过 99%的市占率，头部效应显著。

1、GE 航空：持续紧跟技术发展，拆分业务专注航空再出发

通用电气（General Electric Company），简称 GE，是美国的跨国综合企业。公司从电气行业出发，在两次世界大战中扩大商业版图走向多元化，逐渐成为包括电子工业、能源、运输工业、航空航天、医疗与金融服务等业务的大型综合跨国企业。2022 年 7 月，GE 宣布将公司业务整合重组，拆分成三家独立的上市公司。

仿制起家，立足创新。在 1941 年 4 月，GE 仿照惠特尔的设计研发的 GE1-A 第一次开车，标志着 GE 正式进入航空发动机之列。此后，GE 不断改进发动机技术，“I-40”（后正式命名 J33）成为 1944 年首飞的美国第一种喷气战斗机洛克希德 P-80 的动力来源；1946 年，通用电气开始研发J47 发动机。J47 在美国空军中一直使用到 1978 年，产量超过 36500 台，为北美 F-86 战斗机、波音 B-47 和北美 B-45 轰炸机提供动力。
在明星发动机 J47 后，通用电气再接再厉，推出诸如历史上最可靠的喷气发动机 J79、至今还在使用的 T58 涡轴发动机、小尺寸高推重比的 J85 发动机、GE1 技术验证机等。通用电气作为 “全频谱”厂家，覆盖从小推力（CF34）到中推力（LEAP）再到大推力（GEnx 和 GEX）的航发品种。

虽然未能成为美国 F22-F35 发动机供应商，GE 在下一代战斗机发动机技术竞争中具备先发优势和较强竞争力。在战斗机发动机方面，通用电气未能成为 F-22 和 F-35 的发动机供应商，但依据落选的 YF120 变循环发动机的经验，积极投入美国空军研究实验室主持的 ADVENT（现改为 AETD）三涵道变循环发动机技术预研项目，这是比美国国防部高级研究计划局（DARPA）更接近实用级的预研。普拉特-惠特尼 F119 代表了第四代战斗机发动机的水平，但下一代战斗机需要进一步降低超巡油耗，还要满足降低喷气红外特征、主动配合进气道控制、提供机载系统的散热能力等全新要求，不仅需要能在涡喷和涡扇之间无缝过渡的变循环，还需要在传统涡扇的内外涵道之外增加第三涵道。
普拉特-惠特尼由于技术惯性，在一开始希望从 F119/135 这样双涵道涡扇渐进发展，继续深挖潜力，在美国空军明确要求变循环和三涵道之后，才积极投入变循环三涵道的科研。GE 在下一代战斗机发动机竞争中具备先发优势和较强技术储备。
拆分后再出发，专注航空以及航发领域。为摆脱债务困扰，强化优势业务经营，GE 公司一分为三。2022 年 7 月，GE 公司宣布了拆分业务后 3 个独立公司的新名字及业务架构。拆分后的航空业务由“GE Aviation”更名为“GE Aerospace”（GE 航空），更名反映了公司的业务拓展计划，有意将业务重点扩展至发动机之外的飞机系统等领域。目前，GE 航空在役的民用发动机约为 41000 台，军用发动机约为 26000 台，共有员工约 45000 名。
GE 公司 2022 年实现收入 765 亿美元，同比增长 3%。而拆分后的 GE 航空 2022 年实现收入为260 亿美元，同比增长 22%。其中，贡献最大的是民用设备维修保障服务收入，为 128 亿美元，同比增长 43%；民用发动机和军用发动机销售收入分别同比增长了 8%和 7%。GE 航空 2022 年实现利润 48 亿美元，同比增长 66%，恢复至 2019 年同期水平的 70%，利润率为 18.3%。2022 年，GE 公司共交付民用发动机 1663 台，军用发动机 632 台。

纵观 GE 发展史，在不同的历史时期，GE 在军、民航发竞争中都曾暂时处于下风。但 GE 持续紧跟技术发展，保持较高研发投入（2020-2022 年 R&D 费用分别为 38.2/36.9/42.4 亿美元，航空为最大研发开支细项），仍能在技术革新、产业变更的窗口期抓住市场机遇并重新占据市场份额，因此至今仍在全球处于较强竞争地位。

2、英国罗罗 Rolls-Royce：重组效果显现，复苏步伐加快

罗罗股份有限公司（Rolls-Royce Holdings plc）成立于 2011 年 2 月，前身是成立于 1906 年的Rolls-Royce。罗罗公司是世界第二大飞行器发动机生产商，主要业务为生产航空业和其他行业动力系统，在船舶推进和能源领域也有重要业务。罗罗早在一战期间着手开始航空发动机的研发，并在二战后期开始涡扇发动机的技术研发工作，担任世界首台投入使用的民用涡扇发动机 RB.80“康威”的制造商。20 世纪 60 年代，罗罗公司先后兼并了布里斯托尔公司、布莱克本公司和纳皮尔公司，成为英国最大的航空发动机公司。

罗罗形成了较为完善的军用和民用发动机体系，有超过 50 款不同类型的飞机发动机应用在民用和国防领域。
受新冠疫情对全球航空市场的冲击，以及遄达 1000 发动机频频出现问题，在过去的 3 年中，罗罗公司一直在内忧外患里苦苦挣扎，股价自 2018 年以来的高点下跌超过 76%。为了降低运营成本，改善财务状况，罗罗公司逐步采取 20 亿英镑的资产处置计划，专注新能源和可持续发展项目以增加收入，增加研发投入以增强竞争力等措施进行自救。随着以上措施的实施以及市场的复苏，罗罗公司的财务状况有所好转。

2022 年罗罗公司实现收入 127 亿英镑，同比增长 16%；经营利润 6.5 亿英镑，同比增长 57%，经营利润率为 5.1%；自由现金流净流入为 5 亿英镑，同比大幅改善。目前，罗罗公司的核心业务部门包括民用航空、电力系统和国防市场。作为最主要的收入来源和利润支撑，罗罗公司民用航空业务 2022 年实现收入 57 亿英镑，同比增长 25%；经营利润为 1.4 亿英镑，经营利润率为 2.5%，成功实现扭亏为盈。

2022 年，罗罗公司共交付民用发动机 355 台，其中宽体机发动机 190 台，公务机发动机 165台；大型发动机长期服务合同（LTSA）飞行时间为 1000 万小时，同比增长 35%，恢复至 2019 年同期水平的 65%。罗罗公司预计飞行时间于 2023 年下半年恢复至 2019 年同期水平的 80%～90%。

3、启示：持续技术突破，专注专业化分工总结英美航空发动机龙头企业的发展历史，对中国航空发动机的发展有重要启示：

1）“拿来主义”起步的快速突破。虽然美国目前是航空发动机技术最先进的国家，但在二战爆发前，美国在航空发动机方面的布局与研发相当有限，彼时走在世界前列的国家是德国和英国。战时，美国从英国处获得了惠特尔离心式喷气发动机相关技术，据此，美国通用电气 GE 仿制生产GE1-A 发动机。此后，美国又从英国处获得轴流式 Goblin 发动机，在此基础上开发出 XP-80“流星”喷气式飞机，从而快速积淀航空发动机技术基础。
2）技术突破形成“护城河”。航空发动机作为技术密集型产业，保持技术领先是维持核心竞争力的关键，当前航发寡头在研发投入不遗余力。一直紧跟技术发展也使得 GE 航空虽然曾失去竞争优势，但能在技术革新、产业变更的窗口期抓住市场机遇并重新占据市场份额，至今仍在全球处于较强竞争地位。

3）加强资本运作，合并同类项，专注专业化分工。GE、雷神和罗罗都曾深陷经营不善危机，但通过并购重组、业务剥离等资本运作手段，专注优势业务、提质增效，都已取得较好效果。对于我国，我们认为应该持续打破原有军工体系的界限，推动军工产业结构由自成体系垄断封闭发展向基于专业化的分工竞争转变。在大系统、关键系统、关键基础等产业链层次不断合并同类项，形成具有国际竞争力的骨干供应商，将分散投资、分散生产转向集中投资、集中生产，形成规模化、集约化的科研生产格局。
（三）中国航空发动机产业：与世界强国尚有差距，发展方兴未艾

1、历史沿革：国家积极布局+政策逐步加码+自研能力显著提升

航空发动机是我国航空装备战略重点，已经具备涡桨、涡喷、涡扇、涡轴等各类发动机的多产品体系。我国航空发动机的研制始于上世纪六十年代，经历了 60-80 年代中期的仿制结合自主研发（代表型号：涡喷-6 和涡扇-9）、80 年代-90 年代末期的自主研发（代表型号：“昆仑”发动机1、“太行”发动机2）和 2000 年至今的多系列发动机自研生产三个阶段，已经具备涡桨、涡喷、涡扇、涡轴等各类发动机的多产品体系，向世界先进水平迈进。
飞发分离加速航空发动机国产化进程。2015 年“两会”期间，政府工作会议首次将“航空发动机、燃气轮机”列入中国国家战略新兴产业中，并启动国家航空发动机、燃气轮机重大科技专项（即“两机”重大专项），专项资金预期 1000 亿元，叠加社会配套资金预期达到 3000 亿人民币。
2016 年 5 月中央批准成立中国航空发动机集团，同年 8 月航发集团正式挂牌成立。航发集团的成立打破了以往“一厂一所一型号”的旧航空工业模式，发动机的研发从此不再依附于整体飞机制造，“飞发分离”正式实现。“飞发分离”指将航空发动机作为独立的产品进行研发和生产，不再受制于飞机，也不会出现飞机下马，发动机也下马的情况。“飞发分离”有助于整个航空企业聚焦航空发动机最核心的研发、制造及生产任务，加速航空发动机国产化进程。

--- 报告摘录结束 更多内容请阅读报告原文 ---

报告合集专题一览 X 由【报告派】定期整理更新

（特别说明：本文来源于公开资料，摘录内容仅供参考，不构成任何投资建议，如需使用请参阅报告原文。）

精选报告来源：报告派

新能源 / 汽车 / 储能

新能源汽车 | 储能 | 锂电池 | 燃料电池 | 动力电池 | 动力电池回收 | 氢能源 | 充电桩 | 互联网汽车 | 智能驾驶 | 自动驾驶 | 汽车后市场 | 石油石化 | 煤化工 | 化工产业 | 磷化工 | 基础化工 | 加油站 | 新材料 | 石墨烯 | 高分子 | 耐火材料 | PVC | 聚氯乙烯 | 绿色能源 | 清洁能源 | 光伏 | 风力发电 | 海上发电