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文檔簡介
航空發(fā)動機零部件行業(yè)分析報告2020年12月
目錄TOC\o"1-4"\h\z\u一、行業(yè)介紹 51、航空發(fā)動機介紹 5(1)航空發(fā)動機面臨的嚴苛工作環(huán)境對零部件制造提出了高要求 5(2)服務渦扇發(fā)動機是目前應用最廣泛的發(fā)動機類型 62、航空發(fā)動機零部件在航空發(fā)動機內部的作用 6(1)壓氣機葉片 7①葉片是航空發(fā)動機關鍵零部件之一,直接決定發(fā)動機性能、安全與壽命 7②葉片類型較多,不同葉片性能要求各異 7③因性能要求較高,葉片選材及加工工藝非常關鍵 8④壓氣機葉片是航空發(fā)動機中最難加工的關鍵零部件之一,高精度、變形控制是加工難點 8(2)轉動件及結構件 9①整體葉盤/整流器 9②渦輪盤/壓氣機盤 9③機匣 9二、航空發(fā)動機市場概況 101、民用航空發(fā)動機市場概況 10(1)全球民用航空發(fā)動機市場形成了寡頭格局 10(2)全球民用機市場規(guī)模 11(3)中國民用機市場規(guī)模 122、jun用航空發(fā)動機市場概況 13(1)全球jun用航空發(fā)動機市場格局 13(2)中國jun用機市場規(guī)模 14三、航空發(fā)動機零部件行業(yè)概況 151、航空發(fā)動機零部件行業(yè)產業(yè)鏈 152、航空發(fā)動機零部件全球國際轉包業(yè)務市場概況 163、國內航空發(fā)動機零部件業(yè)務概況 17四、行業(yè)驅動力分析 181、民用航空發(fā)動機前景強勁,國家政策扶持力度不斷增強 182、我國兩機專項以及飛發(fā)分離為航空發(fā)動機產業(yè)整體的快速發(fā)展營造了良好的環(huán)境 183、航發(fā)集團實行“小核心、大協(xié)作、專業(yè)化、開放型”戰(zhàn)略,有利于專業(yè)化創(chuàng)新型高科技發(fā)動機配套企業(yè)快速成長 194、隨著國產商用發(fā)動機的研發(fā)逐漸成熟,國內千億級商用大飛機配套市場有望進一步打開 195、全球航空發(fā)動機零部件轉包向中國及其他新興地區(qū)轉移 19五、航空發(fā)動機零部件行業(yè)發(fā)展態(tài)勢 191、全球航空發(fā)動機零部件轉包生產業(yè)務逐漸向中國及其他新興地區(qū)轉移 192、兩機專項、飛發(fā)分離推動中國民用航發(fā)零部件產業(yè)快速發(fā)展 20六、行業(yè)競爭分析 211、競爭情況概述 212、行業(yè)內主要企業(yè) 22(1)葉片產品 22①BladeTechnology(BTL) 22②Bromont/AtlantaGE 22③德國Leistritz 22④法國LISI 22⑤西安安泰 23(2)轉動件及結構件 23①航發(fā)集團體系內公司 23②西安三航 23③無錫潤和機械 23④新研股份 23七、行業(yè)發(fā)展制約因素 241、行業(yè)內企業(yè)普遍規(guī)模較小,競爭力較弱 242、工程化能力建設及開發(fā)未受到足夠重視 24附件:行業(yè)技術情況 241、近凈成形技術 25(1)精鍛技術為跨領域綜合集成工藝技術,是實現(xiàn)大規(guī)模近凈成形生產航空發(fā)動機壓氣機葉片的主流技術路線 25(2)壓氣機葉片復雜結構為業(yè)內精鍛技術實現(xiàn)無余量鍛造的核心難點 262、難加工材料的精密高效加工技術 26
航空發(fā)動機零部件行業(yè)分析報告一、行業(yè)介紹1、航空發(fā)動機介紹航空發(fā)動機是飛機的“心臟”,通過將化學能轉化為燃氣的熱能為飛機提供飛行的動力。航空發(fā)動機的性能直接決定了飛機的運載能力、航程長短和可靠性等關鍵性能,是航空裝備產業(yè)發(fā)展的核心基礎。航空發(fā)動機制造是航空工業(yè)中技術含量最高、難度最大的環(huán)節(jié)之一,對基礎材料、加工工藝、裝配工藝、基礎試驗等有著苛刻的要求。(1)航空發(fā)動機面臨的嚴苛工作環(huán)境對零部件制造提出了高要求航空發(fā)動機作為一種典型技術密集型產品,需要面臨在高壓高溫、高負載以及高轉速的極端特殊環(huán)境中長期反復工作,對其設計、加工及制造能力都有極高要求?,F(xiàn)代航空發(fā)動機技術與結構極為復雜,一般而言,單個民用航空發(fā)動機零部件數(shù)量接近兩萬件。發(fā)動機主機內的溫度達到1800~1950K,壓強達到50個大氣壓,轉速達到50000/min。這些指標都對發(fā)動機葉片、軸承的材料提出了嚴峻挑戰(zhàn)。航空發(fā)動機核心部件需要在1400~1800攝氏度的高溫環(huán)境下,承受速度高達300m/s、壓力高達20多倍靜壓的高壓高速氣流的沖擊,并保持每秒上千轉的轉速。此外,航空發(fā)動機部件之間的相互干擾大,上下游部件的流場和溫度場的相互干擾影響了發(fā)動機工作穩(wěn)定性,也增加了發(fā)動機的研制難度。航空發(fā)動機的高研發(fā)、高制造難度,集中考驗了一國工業(yè)技術所能達到的最高水平。從整體上來看,為了應對航空工業(yè)對航空發(fā)動機不斷提高的性能要求,航空發(fā)動機零部件正向著高性能(高溫、高壓比、高可靠性)發(fā)展,其提升除了依存于原材料性能的提升之外,更依存于制造環(huán)節(jié)對高性能要求的生產與實現(xiàn)。因此無論在研制階段還是在量產階段,航空發(fā)動機的發(fā)展除了發(fā)動機本身的設計水平外,必然離不開上游配套高性能零部件制造供應鏈的集群支撐。(2)服務渦扇發(fā)動機是目前應用最廣泛的發(fā)動機類型根據工作方式和工作原理的不同,航空發(fā)動機可以分為活塞式航空發(fā)動機、燃氣渦輪發(fā)動機、沖壓發(fā)動機等,燃氣渦輪發(fā)動機又可細分為渦軸、渦槳、渦扇、渦噴發(fā)動機。其中,渦扇發(fā)動機是目前應用最廣泛的發(fā)動機類型,占比很高,是目前最為核心的航空發(fā)動機。渦扇發(fā)動機主要由風扇、壓氣機、燃燒室、渦輪和排氣系統(tǒng)組成,目前主要應用于亞音速以上高速飛行的航空器。2、航空發(fā)動機零部件在航空發(fā)動機內部的作用航空發(fā)動機零部件絕大多數(shù)應用于航空渦扇發(fā)動機中。典型航空渦扇發(fā)動機內部結構示意圖如下:典型航空民用發(fā)動機結構示意圖常見的航空渦扇發(fā)動機可由進氣道、風扇、壓氣機、燃燒室、渦輪、混合器、外涵和尾噴管這八類部件構成,航空發(fā)動機的主要零部件按其功能結構可以分為葉片、盤環(huán)件、機匣、軸、齒輪、鈑金件等。零部件按毛坯提供方式可以分為鍛件、鑄件和鈑金件。各個結構零部件由動力控制系統(tǒng)調配。航空發(fā)動機高性能零部件的具體類型與特點分析如下:(1)壓氣機葉片①葉片是航空發(fā)動機關鍵零部件之一,直接決定發(fā)動機性能、安全與壽命葉片的作用在于通過與發(fā)動機腔體配合形成空氣或燃氣截面及方向的不斷變化,與主軸或渦輪盤等配合實現(xiàn)燃氣的高溫壓縮,保證燃氣的高速流動并轉換成所需要的飛機運動動力。葉片的制造量占整機制造量的三分之一左右,是發(fā)動機中數(shù)量最大的一類零件。壓氣機葉片級數(shù)較多,每臺發(fā)動機壓氣機葉片數(shù)量一般在2,000片左右。不同發(fā)動機型號設計的葉片級數(shù)均存在差異。從性能上看,壓氣機葉片決定了總增壓比,即發(fā)動機對空氣流動的壓縮程度,提高發(fā)動機的增壓比可以提高航空發(fā)動機的壓縮效率和燃燒效率。另一方面,渦輪葉片的制造水平直接決定了渦輪承受的極限溫度,從而影響發(fā)動機推重比與動力。因此,壓氣機葉片與渦輪葉片基本上決定了航空發(fā)動機熱力循環(huán)的兩個主要參數(shù),葉片設計與制造的好壞直接決定著發(fā)動機的性能、安全與壽命。②葉片類型較多,不同葉片性能要求各異按照葉片的所處部位,葉片可以分為風扇葉片、壓氣機葉片和渦輪葉片;對于渦扇發(fā)動機,壓氣機葉片根據所在部位的不同又分為低壓壓氣機葉片和高壓壓氣機葉片。按運動方式的不同,葉片又可以分為轉子葉片(工作葉片,簡稱動葉)和靜子葉片(簡稱靜葉,風扇和壓氣機的靜葉稱作整流器葉片,渦輪的靜葉稱作導向器葉片)。為了完成整流作用或導向作用,靜葉和動葉彎曲方向相反。③因性能要求較高,葉片選材及加工工藝非常關鍵發(fā)動機工作過程中,葉片受到離心力、空氣燃氣產生的氣動力、熱應力、交變力、隨機載荷等影響。在各種載荷的作用下,葉片極易產生高周疲勞、熱疲勞、低周大應力疲勞損壞,為了保證工作質量、工作效率,葉片的選材及生產工藝都有極高的要求。葉片的材料有鋁合金、不銹鋼、鈦合金、高溫合金和復合材料葉片等。具體的選材要綜合考慮性價比、工作溫度、強度、狀態(tài)以及重量多個因素。壓氣機葉片及風扇葉片工作溫度相對較低,一般采用鈦合金、高溫合金等材料。鈦合金因其比重低、比強度高、耐腐蝕,在減重方面貢獻突出,所以被大量用于生產壓氣機葉片。渦輪葉片工作溫度高,采用高溫合金或鈦鋁合金,隨著發(fā)動機性能的提升,高壓渦輪葉片逐步發(fā)展到了定向結晶和單晶材料的葉片。不同類型的葉片,或者同類葉片處于不同位置,均可能需要選擇差異化的材料,或在同類材料中加入不同微量元素改變調整其工作性能。壓氣機葉片的開發(fā)需要選擇不同的金屬材料并根據材料選擇不同的生產加工工藝。④壓氣機葉片是航空發(fā)動機中最難加工的關鍵零部件之一,高精度、變形控制是加工難點壓氣機葉片葉型薄,易變形,精準控制其成型精度,并高效、高質量地加工是葉片制造過程中的核心難點。在各類葉片當中,壓氣機葉片是航空發(fā)動機中型面結構最復雜、工作環(huán)境最苛刻的零部件之一。為了減少空氣流動動力損失,壓氣機葉片相較于其他部位葉片最大的特點便是其復雜的型面扭轉度以及葉片本身輕薄的厚度。型面復雜的扭轉度具體體現(xiàn)為從葉根到葉尖的葉型彎扭角度的不同。另一方面,葉片前后緣的厚度只有0.1~0.2mm,并且輪廓度要求極高。(2)轉動件及結構件航空發(fā)動機轉動件及結構件為整體葉盤、整流器、渦輪盤及壓氣機盤、機匣等:①整體葉盤/整流器整體葉盤/整流器結構是在20世紀80年代中期出現(xiàn)的,它是在常規(guī)盤片分離結構基礎上發(fā)展起來的一種提高發(fā)動機部件效率的盤片一體化設計新型結構,省去常規(guī)盤片連接的榫齒和榫槽,材料一般選用鈦合金和高溫合金。整體葉盤相較于傳統(tǒng)盤片連接結構具有減重、減級、增效和提高可靠性等優(yōu)點。②渦輪盤/壓氣機盤渦輪盤/壓氣機盤與渦輪葉片、壓氣機葉片都是航空發(fā)動機十分重要的轉子部件,盤環(huán)件是航空發(fā)動機中工作條件最為苛刻、最為重要的部件之一,承受著復雜的循環(huán)熱載荷及機械載荷。盤環(huán)件受力狀態(tài)十分復雜,不同部位所受溫度、載荷、介質作用都不相同。如渦輪盤材料性能的要求主要有:高的屈服強度和塑性;足夠的蠕變強度、持久強度;高的疲勞抗力;高的低循環(huán)疲勞性能,低的裂紋擴展速率(da/dN);低缺口敏感性;低線膨脹系數(shù),高導熱系數(shù);良好的加工工藝性能等。③機匣機匣是航空發(fā)動機上的主要承力部件,為發(fā)動機承受載荷和包容的關鍵部件,屬于典型的薄壁結構零件。其主要作用為:保護發(fā)動機核心機;給裝在外部的發(fā)動機部件如燃油泵、滑油泵、發(fā)電機和齒輪箱等部件以及管路等提供支撐;內側主要安裝靜子和燃燒室,和轉子組件一起構成空氣流通通道。機匣按功能進行分類,包括風扇機匣、外涵機匣、中介機匣、壓氣機機匣、燃燒室機匣、軸承機匣、渦輪機匣、附件機匣等。機匣材料多為鈦合金、高溫合金。由于機匣采用難加工金屬材料且結構復雜,機匣加工過程中需要著重控制高精度形位公差及薄壁加工變形。二、航空發(fā)動機市場概況1、民用航空發(fā)動機市場概況(1)全球民用航空發(fā)動機市場形成了寡頭格局在民用航空發(fā)動機領域,僅有美國、英國、俄羅斯等較少發(fā)達國家全面形成了開發(fā)及產業(yè)化能力。GE航空、普惠(P&W)、羅羅RR以及賽峰(SAFRAN)四家公司占領了中大型民用寬體客機航空發(fā)動機市場。由上述幾家大型發(fā)動機公司交叉經營的CFM國際發(fā)動機公司(GE與SAFRAN合營)、IAE(P&W與羅羅RR合資)等合資公司占據了單通道飛機及支線飛機等其他民用航空發(fā)動機的絕對份額。在全球民用航空發(fā)動機領域,上述主流航空發(fā)動機公司整體形成寡頭格局。全球民用航空發(fā)動機制造商交付量情況制造商2017年交付量積存量引擎數(shù)量(臺)市場份額(臺)市場份額CFM國際發(fā)動機公司1,71458%13,92853%GE航空40614%1,6346%羅羅公司39013%2,52010%IAE2789%1201%普惠公司1505%2,95011%EngineAllliance201%160.1%其他--5,09619%總計2,95826,264來源:CommercialEngines2018CFM國際發(fā)動機公司作為GE航空與賽峰合營公司,因其核心產品CFM56系列發(fā)動機以及LEAP-X發(fā)動機在民用客機領域占據主導地位,其市場份額長期處于市場首位。CFM56系列是航空歷史上銷量最高的發(fā)動機系列(截至2019年6月,交付量已經超過31,000臺)。LEAP-X作為CFM國際發(fā)動機公司于2008年推出的全新一代基線渦扇發(fā)動機,為未來窄體飛機的替代品提供動力。目前LEAP發(fā)動機是C919以及波音737部分系列的動力裝置,并占據空客A320Neo系列59%的市場份額。至2018年,CFM生產重心已從CFM56過渡到了LEAP發(fā)動機,已累計交付了3,218臺LEAP發(fā)動機,其中LEAP發(fā)動機的產量較2017年翻了一番。CFM在2018年獲得的LEAP發(fā)動機訂單已經遠遠超過CFM56,共獲得3,337臺發(fā)動機的訂單,包括126臺CFM56發(fā)動機(含商用,jun用及備發(fā))和3,211臺LEAP發(fā)動機(含購買承諾及備發(fā))。(2)全球民用機市場規(guī)模隨著全球化趨勢的加強,跨區(qū)域的社會經濟活動日益頻繁,航空運輸業(yè)在全球經濟發(fā)展中的地位日漸突出。根據波音公司統(tǒng)計數(shù)據,2018年全球旅客周轉量達到81,574億公里,同比增加6.8%,2010年至2018年期間,累計實現(xiàn)增長65.2%,復合增長率達到5.73%,預計未來20年復合增長率將達到4.6%。未來包括中國、印度、東南亞國家、拉美地區(qū)國家在內的新興市場國家旅客航空出行將保持較快增長,成為世界范圍內航空運輸量增長的主要驅動因素之一。2010-2018年國際旅客周轉量及增速來源:波音公司《CommercialMarketOutlook2019–2038》根據波音公司預測,隨著不斷增加的客流量和即將到來的飛機退役潮,未來2018年-2038年全球民用飛機的需求量將達到50,600架、總計68,100億美元,按照發(fā)動機價值量占整機比例約15~30%,全球民用航空發(fā)動機市場價值為10,215~20,430億美元。在機型上面,2018年民航發(fā)動機的需求主要體現(xiàn)在單通道飛機和寬體客機上,占比分別為64.38%和17.50%,對應飛機市場規(guī)模為16,630億美元(對應發(fā)動機市場價值2,495~4,989億美元)和4,520億美元(對應發(fā)動機市場價值678~1,356億美元)。在地區(qū)上,亞太地區(qū)飛機需求最為旺盛,占據全球市場約30.51%,對應市場規(guī)模為7,800億美元,對應發(fā)動機市場規(guī)模1,170~2,340億美元。資料來源:波音公司《CommercialMarketOutlook2019–2038》(3)中國民用機市場規(guī)模中國作為世界最大的航空裝備市場之一,民航裝備產業(yè)的發(fā)展卻較為落后,目前投入運營的只有新舟系列和ARJ21兩種支線飛機,干線飛機全部依靠進口。為推動我國民機發(fā)展,國務院批準組建了中國商用飛機有限責任公司,統(tǒng)籌干線飛機和支線飛機發(fā)展,推出了中國首架自研的大型干線客機C919,承擔我國民航飛機產業(yè)化的重任。雖然當前C919仍采用進口的LEAP發(fā)動機,但在制造強國的發(fā)展目標下,完全自主化是我國民航裝備產業(yè)的必由之路,隨著技術的進步和產品的成熟,國產發(fā)動機將有望在C919后續(xù)型號上使用,實現(xiàn)進口替代,從而實現(xiàn)完全自主化的發(fā)展目標。中國民航飛機需求廣,進口的替代空間大。根據中國商飛發(fā)布的《2019-2038年民用飛機市場預測》年報,到2038年我國機隊規(guī)模將達到10,344架,未來二十年,我國預計將交付客機9,205架,價值約1.4萬億美元。通常發(fā)動機占民航客機總價值的比例為15~30%,則未來二十年我國民用航空發(fā)動機市場規(guī)模將達到2,100~4,200億美元,年均市場規(guī)模達到105~210億美元。另一方面,根據波音公司發(fā)布的《CommercialMarketOutlook2019–2038》預測,中國未來20年內將成為全球最大民用飛機市場,未來20年預計飛機總需求量8,090架,市場規(guī)模預計超過1.3萬億美元,與中國商飛出具的《2019-2038年民用飛機市場預測》中預測的1.4萬億美元趨勢與規(guī)?;疽恢?。2、jun用航空發(fā)動機市場概況(1)全球jun用航空發(fā)動機市場格局不同于民用發(fā)動機,jun用發(fā)動機更注重推重比和高機動性。jun用發(fā)動機市場雖然不同于民用發(fā)動機的寡頭格局,但目前世界上具備獨立研制高性能jun用航空發(fā)動機的國家只有美國、俄羅斯、英國、法國、中國等少數(shù)幾個國家。GE航空、普惠、羅羅以及賽峰這四家民用發(fā)動機巨頭在jun用發(fā)動機領域依然占據了主要市場份額,屬于市場競爭第一梯隊。除了四大航空發(fā)動機廠商外,美國霍尼韋爾Honeywell、德國MTU、意大利Avio、俄羅斯土星公司等也具備完整jun用發(fā)動機生產能力與為其他發(fā)動機整機廠提供大部件及核心機部件的供應能力,屬于jun用發(fā)動機市場第二梯隊。全球主要jun用機型所使用的航空發(fā)動機類別型號發(fā)動機生產企業(yè)直升機AH-64GeneralElectricT700-GE-701CGECH-47LycomingT55==GA=714A萊康明Mi-8克里莫夫TV3-117土星UH-60GeneralElectricT700-GE-701CGEBell212ParkerPT6T3B6普惠戰(zhàn)斗機F-16F110-GE-100/普惠F-100-PW-229等GEF-15F110-GE-159或F100-PW-229GEF18F404-GE-400GEF-35F119-PW-100普惠F-22F119-PW-100普惠SU-27、SU-30AL-31F土星SU-57/T-50AL-41F1-117S土星臺風EJ200羅羅等陣風M88-2斯奈克瑪C-130T56-A-15艾里遜C-17F117-PW-100普惠IL-76D-301M土星C-160TyneRty.20Mk22羅羅KingAirPT6A-42普惠資料來源:CommercialEngines2018(2)中國jun用機市場規(guī)模世界jun用航空發(fā)動機主要由美俄英主導。我國由于航空發(fā)動機研制起步較晚,處于快速發(fā)展階段。2002年,某國產發(fā)動機定型,中國完成自行研制的全過程,成為繼美、俄、英、法之后的第五個航空發(fā)動機生產國。2005年12月,某項目發(fā)動機研發(fā)成功,成為我國首個具有自主知識產權的高性能大推力渦扇發(fā)動機。根據FlightGlobal出具的《WorldAirForce2020》報告,我國2019年jun用飛機數(shù)量達3,210架,總量遠少于美國(13,266架)和俄羅斯(4,163架),居全球第三位。戰(zhàn)斗機方面,美國戰(zhàn)斗機保有量為2,657架,主要為三代與四代戰(zhàn)斗機,二代戰(zhàn)機基本淘汰;我國戰(zhàn)斗機保有量為1,603架,主要仍為二代和三代戰(zhàn)斗機,二代戰(zhàn)斗機仍占據近50%比重。jun用直升機方面,我國保有量903架,美國保有量5,471架,差距較大。由此可見,我國jun機在數(shù)量上及代際結構上仍然有很大空間亟待填補,目前各類型國產發(fā)動機已基本能滿足我國jun機裝配需求,因此在jun機訂單加速及換代升級的帶動下,國產jun用航空發(fā)動機及關鍵零部件未來市場空間廣闊。我國jun機數(shù)量與美俄對比來源:FlightGlobal依據我國各機型平均配備發(fā)動機的數(shù)量以及發(fā)動機的壽命情況,并按30%的備發(fā)率考慮發(fā)動機損耗以及其他意外因素帶來的備用需求,預計未來十年我國jun用發(fā)動機需求總量達到13,711臺。2013~2019年我國jun用飛機數(shù)量數(shù)據來源:FlightGlobal三、航空發(fā)動機零部件行業(yè)概況1、航空發(fā)動機零部件行業(yè)產業(yè)鏈航空發(fā)動機零部件行業(yè)產業(yè)鏈主要由上游的原材料供應商、中游的零部件供應商、單元體供應商、下游的發(fā)動機整機制造商構成。整機制造商主要分布于美國、法國、英國等,單元體制造商主要分布于日本、歐洲國家。發(fā)行人為發(fā)動機成品零部件制造商,并通過國內發(fā)動機的同步研發(fā)逐步涉足單元體/組件制造領域。航空發(fā)動機制造產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)特點具體表述如下:航空發(fā)動機制造產業(yè)鏈代表廠商特點整機制造商GE航空、羅羅、普惠、賽峰、航發(fā)動力①掌握了航空發(fā)動機制造的核心技術及總裝集成、客戶銷售、后續(xù)的發(fā)動機維修與零部件更換等環(huán)節(jié)②致力于航空發(fā)動機的系統(tǒng)集成和服務③主流發(fā)動機制造廠商壟斷了民用航空發(fā)動機整機的絕大部分市場份額單元體/組件制造商MTU、ITP、Avio、VolvoAero、MHI、IHI、SAB、TEI等①在航空發(fā)動機單元體的設計和制造方面具有自身獨特優(yōu)勢,具備自主研發(fā)設計能力②整機制造商采取風險收益共享機制(R·RSP)聯(lián)合單元體制造商進行綁定,共享發(fā)動機開發(fā)、制造、交付使用期間的風險和收益③集中于歐美、日本等工業(yè)發(fā)達國家成品零部件制造商GKN、RLC、HANWHA、AIDC、LISI、ADindustries、航發(fā)科技、航亞科技、新研股份等全球范圍內的零部件制造商①主要為整機廠商、單元體制造商提供發(fā)動機的零部件遵循嚴格的供應商認證制度②多分布于新興市場,我國發(fā)動機制造廠商如航發(fā)科技處于此層面鑄鍛件及毛坯件供應商PCC、中航重機、三角防務、應流股份、江蘇永瀚等全球范圍內的鑄鍛件及毛坯件供應商①主要為單元體制造商、成品零部件制造商提供鍛鑄毛件及毛坯件②遵循嚴格的供應商認證制度原材料供應商維斯伯、PCC、美國鋁業(yè)、西屋公司、佳能·繆斯克貢、國際因科合金、A&P合金公司、TOKAI、德國西格里等全球數(shù)十家原材料供應商①為航空發(fā)動機制造提供諸如鈦棒等原材料,遵循嚴格的供應商認證制度②主要集中在美、俄、英、法、德、日和中國2、航空發(fā)動機零部件全球國際轉包業(yè)務市場概況航空發(fā)動機零部件制造商參與國際航空轉包生產業(yè)務,除了能獲取經濟利益,還可獲得國際先進的航空發(fā)動機整機制造商在技術研發(fā)、生產管理、企業(yè)管理等多方面的經驗。中國參與國際航空轉包業(yè)務起始于20世紀70年代,隨著融入國際航空產業(yè)鏈的程度不斷加升,我國逐漸介入到航空發(fā)動機零部件的轉包業(yè)務之中。2013-2017年,我國民用航空發(fā)動機零部件總體轉包交付金額從4.93億美元元增長到6.53億美元,年均復合增長率為5.18%。2013-2017年我國民航工業(yè)航空發(fā)動機零部件國際轉包交付金額資料來源:《中國民用航空工業(yè)統(tǒng)計年鑒2018》3、國內航空發(fā)動機零部件業(yè)務概況我國航空發(fā)動機零部件需求主要來自于民用與jun用兩個板塊。從民用板塊來看,我國近年來對民用航空工業(yè)的發(fā)展的重視極大地刺激了航空零部件行業(yè)地發(fā)展。2013-2017年,我國民用航空發(fā)動機零部件年交付金額從約31.12億元增長到將約44.93億元,已形成較大市場規(guī)模。2013-2017年我國民用航空發(fā)動機零部件國內分包交付金額資料來源:《中國民用航空工業(yè)統(tǒng)計年鑒2018》從jun用板塊來看,jun用航空發(fā)動機零部件的需求來自于國防裝備的生產研發(fā)及維護。生產方面,我國新型jun機裝備需求逐步擴大。我國正在快速形成以四代機為核心,三代機為主力的空jun矩陣。研發(fā)方面,我國不斷加大新型戰(zhàn)斗機、轟炸機、運輸機、直升機、無人機的研制工作。隨著新機型的持續(xù)研發(fā)和后續(xù)列裝,會進一步刺激對應發(fā)動機零部件需求。維護方面,我國擁有大量在役的三代機,對應著巨大的存量維修市場。隨著我國自研航空發(fā)動機的不斷推進,基于國內市場的廣大需求,未來將會產生大量航空發(fā)動機零部件需求。四、行業(yè)驅動力分析1、民用航空發(fā)動機前景強勁,國家政策扶持力度不斷增強航空零部件的研制生產是航空發(fā)動機制造業(yè)的基礎領域?!懂a業(yè)結構調整指導目錄(2019年本)》將“十八、航空航天:1.干線、支線、通用飛機及零部件開發(fā)制造;2.航空發(fā)動機開發(fā)制造”列入鼓勵類目錄?!丁笆濉睓C械工業(yè)發(fā)展總體規(guī)劃》(2011年3月)即提出要“突破關鍵基礎零部件瓶頸約束,著力解決我國關鍵基礎零部件發(fā)展滯后的問題,大力推進關鍵基礎零部件和基礎工藝的發(fā)展,擺脫高檔、關鍵基礎零部件受制于人的被動局面,滿足航空發(fā)動機及設備成套發(fā)展的需要,有力支撐重大成套裝備及高技術裝備的自主化”。一系列鼓勵政策為行業(yè)發(fā)展提供了堅實的基礎。2、我國兩機專項以及飛發(fā)分離為航空發(fā)動機產業(yè)整體的快速發(fā)展營造了良好的環(huán)境我國在十三五期間啟動實施航空發(fā)動機和燃氣輪機重大專項,為行業(yè)的快速發(fā)展營造了良好的環(huán)境。工業(yè)和信息化部聚焦“兩機”材料制備、關鍵零部件加工等問題,進一步完善了配套政策,營造良好的政策環(huán)境。在中國啟動實施兩機專項的背景下,航發(fā)集團的成立一方面反映國家對航空發(fā)動機研制的重視,另一方面也標志著國內打破沿用已久的飛發(fā)聯(lián)合生產的模式,將飛機制造企業(yè)和發(fā)動機制造企業(yè)分離,形成新的航空發(fā)動機產業(yè)發(fā)展模式,將有利于加快國產航空發(fā)動機產業(yè)化進程。國家對航空發(fā)動機產業(yè)的空前重視為發(fā)行人快速發(fā)展提供了良好的市場環(huán)境。3、航發(fā)集團實行“小核心、大協(xié)作、專業(yè)化、開放型”戰(zhàn)略,有利于專業(yè)化創(chuàng)新型高科技發(fā)動機配套企業(yè)快速成長航發(fā)集團實行“小核心、大協(xié)作、專業(yè)化、開放型”發(fā)展戰(zhàn)略,有利于促進航發(fā)集團體系外科研生產企業(yè)參與我國發(fā)動機研制,為專業(yè)化科研生產企業(yè)配套航發(fā)集團體系提供良好的發(fā)展機遇。4、隨著國產商用發(fā)動機的研發(fā)逐漸成熟,國內千億級商用大飛機配套市場有望進一步打開中國航發(fā)商發(fā)為C919客機配套研制的CJ1000A發(fā)動機預計將在未來投入航線運營,配套CR929的CJ2000引擎也進入了相關研制階段。根據中國航發(fā)商發(fā)公布數(shù)據,C919和CR929訂單量分別為1,015架和200架,對應國內商發(fā)市場規(guī)模約為770至920億元,有望為國內航空發(fā)動機零部件制造企業(yè)打開千億級商發(fā)客機配套零部件市場。5、全球航空發(fā)動機零部件轉包向中國及其他新興地區(qū)轉移國際主流發(fā)動機整機廠從成本控制以及就近原則普遍在中國等亞太地區(qū)設立制造工廠或外部采購。同時國際發(fā)動機整機廠商也希望通過與中國航空發(fā)動機零部件廠商合作,加強自身在中國地區(qū)的影響力。因此,航空發(fā)動機零部件制造產業(yè)鏈逐步向亞太地區(qū)轉移。五、航空發(fā)動機零部件行業(yè)發(fā)展態(tài)勢1、全球航空發(fā)動機零部件轉包生產業(yè)務逐漸向中國及其他新興地區(qū)轉移行業(yè)逐漸形成寡頭局勢的同時,各家航空發(fā)動機行業(yè)也形成了主承包商-供應商發(fā)展模式。在該模式的基礎上,航空發(fā)動機零部件形成轉包生產模式,即零部件生產制造在全球范圍內轉往亞太、南美等地區(qū),最終在航空發(fā)動機廠商完成組裝。此類全球范圍內的產業(yè)轉移是多種因素博弈的結果。航空發(fā)動機及其衍生品制造不僅僅是成本、市場的因素在起作用,由于產品的特殊性,技術等因素也發(fā)揮著重要的影響。一方面航空發(fā)動機制造商面臨成本壓力、開拓市場和提高盈利的沖動等因素驅動著航空發(fā)動機產業(yè)鏈在全球范圍內的轉移,另一方面知識產權保護、國家利益、國家安全等因素也牽制著這種轉移。借由整機制造商以及單元體制造商的整體全球策略以及成本優(yōu)化的需求,中國目前外貿航空發(fā)動機零部件轉包市場空間巨大,其中核心因素有:①中國優(yōu)秀供應商的涌現(xiàn)滿足航空發(fā)動機公司廠商對高性價比的需求:隨著中國結構轉型的調整,國內已經逐漸出現(xiàn)一批以中國航發(fā)集團、航空工業(yè)集團旗下外貿轉包企業(yè)為代表的優(yōu)秀零部件供應商。國際發(fā)動機企業(yè)在零部件產品技術和質量滿足生產工藝要求的情況下,考慮節(jié)約成本,開始物色國內優(yōu)秀的供應商,對中國發(fā)動機核心零部件的采購力度加大。②中國廣闊的市場空間吸引航空發(fā)動機廠商通過加速對華分工以換取對應中國市場份額:航空產業(yè)鏈轉移的另一大核心因素是以零部件生產業(yè)務換取市場份額。我國航空制造企業(yè)最早參與全球航空制造分工便是以貿易補償市場份額的形式開端的。國際航空發(fā)動機轉包業(yè)務向中國轉移除了中國制造業(yè)的成本優(yōu)勢外,我國巨大的航空發(fā)動機市場潛力以及近年快速的市場增長規(guī)模,使得國際整機制造商以及單元體制造商希望通過與中國航空零部件制造商加深合作來擴大自身在中國市場的影響力。2、兩機專項、飛發(fā)分離推動中國民用航發(fā)零部件產業(yè)快速發(fā)展兩機專項始于2012年,主要目的是進一步提升我國航空發(fā)動機和燃氣輪機行業(yè)的自主創(chuàng)新能力,逐步消除我國航空發(fā)動機在產業(yè)發(fā)展的體制、經費、技術上的制約因素,加速我國航空發(fā)動機產業(yè)發(fā)展。2015年,航空發(fā)動機和燃氣輪機“兩機”項目首次被寫入政府工作報告。在2016年3月公布的“十三五”規(guī)劃綱要中,航空發(fā)動機和燃氣輪機“兩機”項目被列入“科技創(chuàng)新2030——重大項目”及“高端裝備創(chuàng)新發(fā)展工程”。為了快速有效地推進重點產品的研發(fā),“兩機”專項將突破“兩機”關鍵技術,推動大型客機發(fā)動機、先進直升機發(fā)動機、重型燃氣輪機等產品研制,初步建立航空發(fā)動機和燃氣輪機自主創(chuàng)新的基礎研究、技術與產品研發(fā)和產業(yè)體系?!帮w發(fā)分離”,是我國優(yōu)化航空發(fā)動機研制體系的重大舉措。隨著“飛發(fā)分離”新體系在2016年確定,中航工業(yè)集團下屬的中航發(fā)動機控股有限公司等航空發(fā)動機業(yè)務相關企(事)業(yè)單位從原來的飛機制造體系中分離出來,納入新成立的中國航空發(fā)動機集團有限公司。“飛發(fā)分離”有利于提高發(fā)動機制造商的靈活性和研發(fā)效率,也有利于兩機專項等預研計劃的開展。六、行業(yè)競爭分析1、競爭情況概述航空發(fā)動機零部件市場進入壁壘較高,一旦進入發(fā)動機廠商的供應商體系,客戶傾向簽訂長期合作合同,客戶穩(wěn)定性較強。在國內市場,從事航空發(fā)動機葉片、轉動件及結構件的企業(yè)較少,以中國航發(fā)集團下屬單位如航發(fā)動力、航發(fā)科技為主,另外也有少數(shù)民營企業(yè),如航亞科技、西安三航、新研股份下屬子公司明日宇航、無錫潤和、德陽鈺鑫等。國際市場航空發(fā)動機葉片、轉動件及結構件的供應商主要包括從屬于航空發(fā)動機公司的專業(yè)化車間或子工廠、獨立于發(fā)動機公司提供配套產品的專業(yè)化生產企業(yè)兩類。在壓氣機葉片領域,從屬于航空發(fā)動機公司的專業(yè)化車間或子工廠如Bromont/RutlandGE(GE航空的葉片工廠)、PCI/BTL(隸屬于P&W的葉片工廠)等;獨立供應商主要包括德國Leistritz、法國LISI、航亞科技等企業(yè)。2、行業(yè)內主要企業(yè)(1)葉片產品①BladeTechnology(BTL)BTL公司為全球主要航空發(fā)動機OEM制造商提供高質量零部件,采用精鍛、機械加工、涂層和其他特種工藝,是壓氣機葉片和渦輪葉片機加工的供應商。②Bromont/AtlantaGEBromont/RutlandGE是GE航空在加拿大和美國的專業(yè)化葉片工廠,主要為GE航空、以及CFM和EA等兩家GE合資公司供應航空發(fā)動機零部件。③德國Leistritz德國Leistritz目前已經擁有渦輪機技術、泵業(yè)技術、生產技術和擠出技術等四大技術,其產品在航空航天行業(yè)、汽車行業(yè)、能源行業(yè)等均有廣泛應用。④法國LISI法國LISI是全球航空航天緊固件和結構組件的制造專家,其核心業(yè)務是金屬變形、輔以熱處理、機械加工、涂料和組裝,產品主要用于飛機及發(fā)動機,在法國、波蘭等國家擁有葉片專業(yè)化工廠,主要向賽峰等提供葉片。⑤西安安泰西安安泰葉片技術有限公司是航發(fā)動力的全資子公司。西安安泰主要生產各類尺寸的不銹鋼及鈦合金壓氣機葉片、海運和工業(yè)燃氣輪機及汽輪機葉片、結構件及人工關節(jié)件。(2)轉動件及結構件①航發(fā)集團體系內公司中國航空發(fā)動機集團有限公司主要從事航空發(fā)動機、輔助動力、燃氣輪機、飛機和直升機傳動系統(tǒng)的研制、生產、維修和服務;航空材料及其它先進材料的研發(fā)與制造。②西安三航西安三航動力科技有限公司主要從事動力機械關鍵零部件精密數(shù)控加工,包括高溫合金、鈦合金、不銹鋼等材料葉輪、葉片的加工。③無錫潤和機械無錫市潤和機械有限公司是專業(yè)從事金屬切削加工、汽輪機葉片和汽輪機輔件的制造公司。其主要服務對象上海汽輪機有限公司、中國航發(fā)集團下屬工廠及科研院所;其主要產品有航空發(fā)動機、燃汽輪機及汽輪機葉片,航空發(fā)動機整體葉盤,葉片以及航空發(fā)動機風扇試驗件、壓氣機試驗件、渦輪試驗件、反推試驗件,燃燒室、對開機匣、旋流器噴嘴等航空發(fā)動機關鍵部件試驗件。④新研股份新研股份于2015年通過收購明日宇航,進入了航空航天飛行器零部件制造業(yè),實現(xiàn)“農機+jun工”雙主業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略布
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