高端装备制造:航空发动机行业研究报告.docx

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1、高端装备制造:航空发动机行业研究报告1.航空发动机:国之重器,工业皇冠上的明珠1. 1.什么是航空发动机?航空发动机被誉为“工业皇冠上的明珠。航空发动机是飞机的一个核心部件,是为飞机提供飞行所需推力的热力机械。航空发动机不仅是飞机的动力装置,也是航空技术发展的重要推手。航空领域内的重大革命性进展大多与航空动力技术的进步与突破相关。能否研制航空发动机成为衡量一个国家科技水平、军事实力和综合国力的重要标准之一。航空发动机随航空技术发展不断升级,满足不同飞行场景。从19世纪末、20世纪初活塞发动机的发明和应用使得飞机成功上天;到20世纪40年代喷气发动机的出现实现了飞机的超声速飞行;再到大涵道比涡扇

2、发动机的出现,大大降低了航空运输成本,实现了过往难以想象的越洋飞行。航空发动机的发展历经百余年,在飞行技术进步的推动下,人类已发明出多种类的航空发动机,向着飞行速度更快、飞行耗油更低的方向不断升级,满足多种飞行场景。从目前航空发动机的分类来看,航空发动机可分为活塞式发动机和空气喷气式发动机两大类。空气喷气式发动机是目前航空器上主要使用的发动机,其可进一步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、涡轮轴发动机等。活塞式发动机:航空活塞式发动机是依靠活塞在气缸中的往复运动使气体工质完成热力循环,与一般汽车用的活塞式发动机在结构与工作原理上基本相同。活塞式发动机是出现最早的航空发动机,

3、由于其提供动力有限等缺点,被喷气发动机逐步替代。但活塞发动机仍在功率较小的小型发动机上具备一定的油耗低、结构简单、价格便宜等优势,可适用于初级教练机、超轻型飞机、小型飞机等。涡轮螺旋桨发动机:涡轮螺旋桨发动机的工作原理是螺旋桨旋转时把空气向后排,以此产生向前的推力。涡轮螺旋桨发动机兼具重量轻、耗油功率低的优点。但由于螺旋桨特性的限制,一般装配的飞机飞行速度不超过800千米/小时。涡轮螺旋桨发动机目前在中小型运输机和通用飞机上仍有广泛应用,而在大型客机和运输机上,已经被高涵道比涡扇发动机替代。涡轮轴发动机:在工作和构造上,涡轮轴发动机同涡轮螺桨发动机根相近。它们都是由涡轮风扇发动机的原理演变而来

4、,只不过后者将风扇变成了螺旋桨,而前者将风扇变成了直升机的旋翼。涡轮轴发动机主要用于直升机上。与活塞式发动机相比,涡轮轴发动机具有重量轻、体积小、功率大、振动小、易于启动等优点。20世纪50年代中期前,直升机发动机主要是活塞式发动机。到20世纪60年代后,新研制的直升机几乎全部采用了涡轮轴发动机作为动力。涡轮喷气发动机:涡轮喷气发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、尾喷管、附件传动装置与附属系统等组成。由于喷气发动机各部件的工作,流过发动机的空气流以很高的速度流出发动机,产生的反作用力即为发动机的推力。涡轮喷气发动机克服了活塞式发动机的主要缺点,使飞机从亚声速进入了超声速飞行新时代

5、。但是由于涡轮喷气发动机在获得推力时,大量仍具有一定热量、动能的高温燃气高速排出发动机,导致涡轮喷气发动机经济性差、耗油率高。图6:涡轮喷气发动机简图数据来源:航空发动机飞机的心脏,东北证券涡轮风扇发动机:由压气机、燃烧室和高压涡轮组成的核心机和由低压涡轮及其所带动的风扇共同组成的发动机为涡轮风扇发动机。涡扇发动机在涡喷发动机的基础上,进一步利用高温燃气的能量驱动风扇转动。涡轮风扇发动机中,空气在风扇中增压后,由风扇出口流出时分为内涵气流和外涵气流。外涵与内涵空气流量之比称为涵道比。高涵道比涡扇发动机排气速度、推进效率高,适用于大型远程客机和运输机:低涵道比涡扇发动机适用于战斗机。核心机是航空

6、发动机的关键部件。核心机是由压气机、燃烧室和涡轮组成的发动机核心部件。研制核心机可以缩短新机研制周期,发展在此核心机基础上的各类航空发动机。在保持某核心机基本参数不变的条件下,可以通过改变风扇、低压压气机的级数和直径,涡轮的冷却和材料等改变发动机的主要循环参数,如增压比、涵道比、涡轮前燃气温度等,则可发展一系列的发动机包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机以及地面/舰船用发动机。如通用电气公司在FlOl核心机的基础上发展了推力较小的F404发动机,用于F-5G;F-117选用不带加力燃烧室的F404作为其发动机。1.2. 航空发动机具有高技术壁垒、研制周期长、经济效

7、益高等特点航空发动机产业具有高技术壁垒的特点。航空发动机产业的高技术壁垒主要体现在以下几个方面:1)对可靠性要求极为严苛:航空发动机是推动飞机飞行的动力,与地面、水面运输工具动力装置不同,航空发动机一旦出现问题,轻则致使无法完成飞行任务,重则导致机毁人亡的重大事故。2)发动机工作环境恶劣:发动机主要零部件的工作环境十分恶劣,常常处于高温(最高可接近2000C)、高压(几十个大气压)和高速转动(最高可达几万转/分钟)的工作状态。3)发动机结构和技术情况复杂:与其他机械装置相比,发动机结构非常复杂,零件数目达数万个。同时,航空发动机的研制是一项涉及空气动力学、工程热物理、传热传质、机械、强度、传动

8、、密封、电子、自动控制等多学科的复杂的综合性系统工程。航空发动机的复杂程度到了目前理论上仍无法给出详尽而准确的描述,只能依靠试验不断反复完善。航空发动机的发展史就是一个设计、制造、试验、修改、再制造、再试验,不断摸索和反复完善的过程。航空发动机产业具有研制周期长的特点。新型航空发动机全寿命可分为预先研究、工程研制和使用发展3大阶段。每个阶段又可细分为若干子阶段,并设置相应的审查点,以控制进入下一研制阶段的风险。1)预先研究:主要任务是为发展新型发动机提供技术储备,降低研制风险。具体可分为应用基础研究、应用研究和先期技术开发。2)工程研制:主要任务是根据主要作战使用性能指标,研制满足需求的发动机

9、产品。具体可分为工程验证机研制和原型机研制,研制周期规划为18年。3)使用发展:该阶段是发动机全寿命研制工作的重要阶段,发动机装备使用后仍需持续解决使用中暴露的各种技术质量问题,以提高发动机的使用可靠性。随着新型发动机全寿命各研究和发展阶段的逐步推进,大部分发动机潜在的故障隐患被排除,发动机技术成熟度不断提高。一般来说,新型航空发动机的研制生命周期为30年。航空发动机产业具有经济效益高的特点。航空发动机产业链条长,且航空发动机的制造需要大量的高端制造设备和精密加工技术,因此航空发动机产业的附加值极高,远超其他产业。根据日本通产省2002年的统计报告,按照单位重量价值比计算,以轮船为基准1,则航

10、空发动机为MOOo此外,航空发动机是典型的高投入高回报产业,一旦有成熟的产品进入市场,将有望享受数十年的持续稳定收益。1.3.航空发动机的格局1.3.1.全球航空发动机市场呈寡头垄断格局全球航空发动机市场呈现寡头垄断格局。航空发动机产业是国家的战略性产业,掌握其技术的发达国家也严格限制其核心技术向国外出让或转移。航空发动机技术本身的复杂性和高壁垒性,加上技术转移的限制,目前世界上能自行设计研制飞机的国家有几十家,而能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美国、英国、法国、俄国、中国等少数几个国家。其中,制造难度更大的商用航空发动机,其市场主要受美国、英国、法国的企业垄断。目前GE通用电气航空、P

11、W普拉特惠特尼、RR罗尔斯啰伊斯、CFM国际公司、IAE国际航空发动机公司、EA发动机联盟公司是商用航空市场的最主要参与者。从市场份额来看,根据CommercialEngines,从供给波音和空客公司的航空发动机市场结构来看,CFM份额排名第一,且份额从2020年的39席提升至2021年的59%,从全球在役商用飞机发动机市场格局来看,2019年5月在役商用飞行器25354个,发动机52849个,其中CFM在发动机市场中占据份额最高为44%,GE次之为23%,罗罗和IAE份额均为12$左右。CFM在商用窄体飞机发动机市场占据绝对领先地位,份额达71%o在商用宽体飞机发动机领域中,主要是GE与罗罗

12、双寡头的市场竞争格局,其中GE占据一半多的市场份额。在商用支线飞机发动机领域,GE为绝对龙头,市场份额达到71%。图19:2019年5月在役商用宽体飞机发动机格局中国航空发动机的研制之路从最初的仿制、到改型再到如今可以独立设计制造高性能航空发动机。中国是继美国、英国、法国、俄国之后第五个能够独立研制发动机的国家。中国航空发动机的研制之路具体可以分为以下三个阶段:1)仿制:1956年,我国根据前苏联BK-l发动机的技术资料仿制出了国内第一台涡喷发动机一一涡喷5发动机,用于国产歼-5战斗机。此后,我国还根据前苏联提供的P11-9B型发动机技术资料研制出涡喷6,根据前苏联提供的P11-300发动机的

13、技术资料研制出涡喷7等。2)部分自主设计:在航空发动机生产和研制领域积累了一定的经验后,我国开始从仿制向自主设计制造开始转变,如1985年成功研制的涡喷13发动机,满足了歼-811飞机的研制进度。3)完全自主设计:从1984年下达研制任务到2022年正式设计定型,昆仑发动机历经18年的时间。昆仑发动机是我国第一种完全自行设计、研制的国产涡喷发动机,具有完全的自主知识产权,其使用的技术、材料、工艺等完全立足于国内。2005年12月,涡扇TO完成设计定型,我国具备自主设计高性能大推力涡扇发动机的能力。国内军用航空发动机仍与欧美先进国家存在一定差距,我国正加紧追赶。从性能和研制时间来看,装配在F-1

14、5战斗机的FlOO发动机于1974年服役,推重比8,是第三代发动机的代表产物;装配在F-22战斗机的FU9发动机于2002年服役,推重比10,是第四代发动机的代表。我国涡扇10发动机推动比与FlOO相当,于2010年服役,较FlOO服役时间晚36年;对标F119性能的涡扇15发动机于2022年完成首飞,2023年开始量产。民用航空涡扇发动机处于研制阶段,未来有望填补国内空白。目前我国在民用航空涡扇发动机方面仍处于空白状态,与成熟的欧美航空发动巨头相比存在较大差距。我国国产民用航空涡扇发动机正处于加速研制中,2016年中国航发商发被认定为C919国产发动机供应商,2017年CJ1000A核心机完

15、成组装,2018年5月点火启动成功,核心转速达到设计要求,2020年开始进入地面台架测试阶段。计划装配于C929大飞机的CJ2000发动机目前正处于研制阶段。我国发动机研制从飞机从属走向飞发分离。我国过去的发动机研制体系为飞机从属,发动机的研制从属于飞机,即一厂一所一型号”。一个厂要研制一款飞机,才会有研究所去研发配套的发动机。但往往航空发动机的研制周期远大于飞机研制周期,以型号带预研,导致对先期技术验证重视程度不够,造成型号研制困难。同时,如果飞机项目下马,发动机研制项目也会随之停摆。2009年,中国航发商发成立,着手研制中国民用航空发动机。2016年,中国航空发动机集团正式成立,标志着我国

16、发动机研发体系正式转变为飞发分离”,发动机的研制独立于飞机制造之外,具备更高的灵活性,对我国后续航空发动机的研制具有重要意义。军民开放融合、产业链整合是发展趋势。美国军工产业模式是波音、洛马、诺格等军民两用集团作为主制造商,雷神、霍尔韦尔、普惠、通用等集团提供分系统配套,原材料和零部件的供应则由TI、ADI等数千家军民两用企业负责,形成开放协作、专业细分的金字塔型军民融合生态圈。我国过去军用民用是两条线,研制分离,在“两机专项及中国航发成立之后,我国航空发动机的研制也将走向军民融合。中国航发确定了“小核心、大协作、专业化、开放式”的发展模式,通过开放融合,打通航空发动机的产业链,有助于实现全行

17、业的降本增效。2 .中国航空发动机市场长坡厚雪2.1. 军用航发:军机数量及代际结构提升空间广阔,新型号丰富产品线国际安全紧张局势下,军费投入持续增长。国防军费投入是军工产业发展的基础,我国2023年中央财政国防预算支出为1.55亿元,同比增长7.1%,高于2023年国内生产总值5.0%的增长目标。当前国际政治与安全形势日趋复杂,中东地区地缘局势紧张,俄罗斯与乌克兰爆发武装冲突,美国与中国摩擦事件频发。在国际动荡局势下,中国为维护国家安全加强军队建设,军费投入水平有望实现持续较高增长。图24:中央财政国防预算支出持续增长中央财政国防颈算支出(亿元)号 aM-,18000160001400012

18、0001000080006000400020000我国军机在数量及代际结构上仍存在巨大空间亟待填补。根据Flightglobal发布的Worldairforces2023,截至2022年末,我国军用飞机数量为3284架,位列全球第三,较美国的13300架仍存在较大差距。此外,我国军机与美国相比还存在代际劣势。以战机为例,我国以J-7、J-8为代表的二代战机占比为46%,以J-10、J-U/16为代表的三代战机占比为52%,以J-20为代表的四代战机占比仅2%;美国空军无二代战机,以F-15、F-16C为代表的三代战机占比76%,以F-22、F-35为代表的四代战机占比24%。从军机数量和军机代

19、际结构来看,我国军机市场存在较大增量空间,新机列装将有利带动军用航空发动机的新增需求。政策力度升级,推动军用航空市场保持高景气度。空军具备高速机动性、快速战略投送能力、强大精确打击能力等特性,其在国家安全战略中的地位持续上升,逐渐成为一国海陆空现代化防御体系的核心。国内航空领域持续出台利好政策文件,2015年中国国防白皮书中国的军事战略首次提出空军按照空天一体、攻防兼备的战略要求,实现“国土防空向攻防兼备转变。2018年11月,中国空军公布了建设现代化空军的三步走战略,一是到2020年基本跨入战略空军门槛,二是2035年初步建成现代化战略空军,三是2050年全面建成现代化战略空军。预计未来军费

20、将持续向空军投入,推动我国军用航空制造业景气度持续向好。军用航空发动机新型号丰富产品线,带来增量需求。我国目前已经形成涡喷、涡扇、涡轴、涡桨等全谱系的军用航空发动机研发和生产能力,广泛装配于各类军机。一些新型号军用航空发动机的研制与定型将进一步丰富产品体系,带来增量需求。如运-20目前使用俄罗斯的D-30KP-2发动机,未来将替换成国产的涡扇20发动机。又如歼-20目前使用涡扇TOC发动机,未来将装配性能更高的涡扇15发动机,对标美国F119涡扇发动机。目前,涡扇15发动机已于2022年完成首飞,2023年开始量产,后续大批量装配于歼-20将带来增量需求。2.2. 商用航发:国产商用航空发动机

21、打开第二增长曲线中国航发商发总负责国产商用航空发动机的研制与生产。中国航发商发成立于2009年,被国家批准为大型客机发动机项目的责任主体和总承制单位。中国航发商发共规划了三个产品系列:1)配套160座窄体客机C919的CJlOOO发动机;2)配套280座宽体客机C929的CJ2000发动机;3)配套110-130座支线客机ARJ21的CJ500发动机。国产飞机研制已取得显著成效。1)C919是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机。2023年5月首架交付的C919圆满完成首次商业载客飞行,随后常态化执飞沪蓉线。2023年9月10日,商飞公司透露C919订单数已经达到

22、1061架。2023年9月28日,作为C919大型客机的全球首发用户,中国东航再次与中国商飞在上海签署购机协议,在2021年签订首批5架的基础上,再增订100架C919大型客机。2)RJ21是我国按照国际标准研制的具有自主知识产权的中短程涡扇支线飞机,于2008年11月成功首飞,与2016年6月正式投入航线运营。根据上海市科委,截至2022年末,ARJ共获得订单690架。3)C929目前仍处于研制阶段。目前C919使用的是CFM国际公司的LEAP-IC发动机,ARJ21使用的是GE公司的CF34-10A发动机。随着国内民用飞机制造行业发展,出于自主创新的需求迫切,未来国产大飞机上的发动机将替换

23、为国产商用航空发动机。产商用发动机正加速研制中。2017年CJ1000A核心机完成组装,2018年5月点火启动成功,核心转速达到设计要求,2020年开始进入地面台架测试阶段。长江系列三个产品在技术上一脉相承,以CJlOOO发动机的核心机为基准,通过相似放大和局部优化发展出CJ2000的核心机,再匹配低压部件并嵌入经过验证的新技术后形成CJ2000发动机,CJ500核心机则基于CJlOOO核心机缩小改进而来。在此基础上,能够大大缩短研制周期。2020年7月,CJ-2000X验证机完成整机装配。CJ500发动机正处于研制阶段。国产商用发动机正加速研制,研制成功后将装配于国产大飞机上,打开国内商用航

24、发市场第二增长曲线。长江”系列发动机性能指标表现较好。长江系列发动机是双转子、直接驱动大涵道比涡扇发动机,具有低油耗、低排放、低噪声、高可靠性、低维护成本等特点。CJlOOO发动机起飞推力约133kN,耗油率与国际最新一代窄体客机发动机相近。CJ2000发动机起飞推力约347kN,在CJlOOO的技术特征基础上,还嵌入了部分新一代核心部件关键设计和工艺技术。国产商用发动机有望受益于巨大的民机市场。据国际航空运输协会统计,2023年上半年全球航空行业旅客周转量同比+47.2船恢复至疫情前水平的94.2%o根据中国商飞公司市场预测年报(2022-2041),2022-2041年全球/中国航空行业旅

25、客周转量CAGR达到3.90%5.61%,2041年全球/中国客机量将达到47531/10007架。航空市场需求持续恢好并呈现稳健增长态势。中型窄体客机未来二十年市场需求量最大。据中国商飞预测,中型窄体客机即C919国产大飞机对应机型的2022-2041年全球预计交付量20587架,价值24161亿美元,中国预计交付量4987架,其市场空间在九大细分赛道中最为广阔。伴随C919放量,以及其配套的CJlOOO发动机成功装配,预计将带来可观的市场空间。2.3. 航空发动机售后市场价值量大,实战化训练进一步增加维修需求航空发动机售后市场价值量不容小觑。为延长发动机使用寿命,保持发动机性能和保证飞行安

26、全,需要对发动机零部件进行更换或维修,所有的更换及维修形成了一个巨大的航空发动机售后市场。从罗罗公司的民用、军用航发领域的业务结构来看,售后服务包括维修、服务等的收入占比均超过50%,2022年民用航发领域的售后服务营收占比更是达到66%,航空发动机的售后市场价值甚至高于航空发动机新机的采购价值。零备件航材、发动机和零部件修理费用占主要大头。从航空发动机维修市场细分结构来看,一半费用(51%)用于购置新的零备件航材,发动机大修(不含航材)和零部件修理占22%(其中零件修理费用占9%以上),航线维修占10%,租赁备发费占5%,外场更换周转件占9%,发动机管理占3缸在修理的发动机零部件中,热端部件

27、的维修费用占比更高,达到70国以上。图36:航空发动机维修市场结构细分实战化训练成为新常态,损耗加快使得维修需求增长。当前国际形势狂杂,我国面临中美摩擦等国际争端,提升我国军事实战能力是迫切需求。2018年起,中国高层开始强调全军应加强实战化的军事训练,2018年中央军委首次举行全军开训动员大会,到2022年已连续5年向全军发布开训动员令。3 .航空发动机产业链拆分及梳理3.1.航空发动机产业链总体情况我国航空发动机产业目前已形成覆盖研发设计、加工制造、运营维修三大环节的科研生产体系。1)研发设计环节分为基础预研、子系统设计、整机集成设计等子环节,主要参与主体为中国航发系统内单位、航空类高校及

28、相关科研院所。2)加工制造环节涉及原材料、零部件、整机集成等子环节,主要参与主体为中国航发系统内单位、系统外企业、科研院所。3)运营主体主要是军队,维修主体包括中国航发下属维修企业和专业化维修企业。在推进军民功能结合的背景下,小核心、大协作,专业化、开放型”思路的科研体系建设逐步深入,吸引了众多民营企业参与航空发动机产业链。民营企业在细分领域精耕细作,实现了产品专精化与差异化,为航空发动机产业发展注入了活力。航空发动机产业链从上游到下游可分为原材料、零部件、分系统、整机总装、后端维修五大环节。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,具备了涡桨、涡轴、涡喷、涡扇等多类发动机的系列研制

29、生产能力。3.1.1.原材料航空发动机原材料是航空发动机性能的基石。航空发动机零部件的工作环境十分恶劣,常常处于高温、高压和高速转动的工作状态,因此对原材料和制作技术的要求非常苛刻。材料与工艺技术的更新升级推动了发动机的迭代升级:第一、二代航空发动机主要原材料均为金属材料,第三代发动机开始使用复合材料,第四代发动机广泛使用复合材料。航空材料性能水平决定了发动机的性能水平,即一代材料、一代装备。钛合金:钛元素具备密度小、比强度高、耐高温低温、耐腐蚀等特性,是飞机和发动机的主要结构材料之一。钛合金材料在发动机上主要应用于风扇、压气机、叶片、鼓筒、机匣、轴等。生产钛合金原材料的上市公司主要有宝钛股份

30、、西部超导和西部材料。高温合金:高温合金是航空发动机热端部件的关键材料。高温合金一般以银、钻、铁为基,在约600以上高温环境下抗氧化或腐蚀,并在一定应力作用下长期工作的合金。高温合金自诞生以来从传统的铸造高温合金和变形高温合金,发展出粉末高温合金、氧化物弥散强化合金、金属间化合物等新型高温合金。高温合金母合金是制造航空航天发动机热端部件的关键材料,发动机性能水平很大程度上取决于高温合金材料的性能水平。在先进航空发动机中,高温合金用量占发动机总重量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。国内生产高温合金原材料的上市

31、公司主要有抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、航材股份等。复合材料:从航空发动机所用材料的发展来看,金属基亚合材料、碳纤维更合材料、陶瓷基复合材料的使用占比持续提升。复合材料密度低、强度高的特性,很好地满足了发动机向高推重比提升的需求,在航空领域的应用前景广阔。新一代商用发动机GE90上应用碳纤维加强高韧性环氧树脂复合材料代替钛合金制成了风扇叶片;新一代LEAP-X、GEnx发动机风扇叶片和风扇机匣也使用了复合材料。国内生产航空发动机用更合材料的上市公司主要有火炬电子、中航高科等。3.1.2.零部件航空锻造航空发动机锻造产业处于产业链中游,是航空制造的关键环节。锻造企业使用锻压设备通过制作工艺将高温

32、合金、钛合金、铝合金等金属材料加工成为力学性能优良的金属锻件。环形件、盘件、轴等几类锻件是航空发动机的重要零部件,航空锻件的质量决定了发动机的性能水平。国内有航空发动机锻造业务的上市公司主要有中航重机、派克新材、航宇科技、三角防务、钢研高纳等。3.1.3.零部件航空铸造航空发动机铸造用于制作结构设计复:杂、成型难度高的航空零部件。航空发动机铸造的原理是将熔融的液态金属浇入到与产品零件形状相适应的铸造空腔中,经冷却凝固后,获得具有一定形状、尺寸和性能的零件或毛坯的工艺方法。航空铸造技术可用于制作结构复杂,成型难度高零部件的,如航空发动机叶片、叶轮、喷嘴等零部件。随着工艺技术进步,航空铸件产品集成

33、度越来越高,逐步向大型、薄壁、多内腔多内置油路、复杂部件整体化、高性能的方向发展,尺寸精度、性能指标要求更高,其工艺极其复杂。国内有航空发动机铸造业务的上市公司主要有图南股份、应流股份、万流股份、航材股份等。图43:杭空传件生产流程示意困3.1.4.零部件机加工机加工是重要环节,航空发动机零部件对机加工要求极高。航空机加工是通过对原材料进行精细化加工,如改变外形尺寸性能去除多余材料,形成最终产品的工艺。为满足航空发动机高性能、长寿命、高可靠性的要求,对零件加工精度和表面质量的要求非常苛刻。机加工分为人工机加和数控机加。数控加工技术和设备起源于满足航空航天制造的需求,并在不断满足高、精、尖加工要

34、求的过程中发展提高,成为现代航空航天制造业的基础性关键技术。国内有航空发动机机加工业务的上市公司主要有爱乐达、航发科技等。3.1.5.控制系统控制系统是保证发动机稳定工作的重要保障。发动机是飞机的重要系统,除了发动机本体单元体之外,还包括控制系统、传动系统及润滑系统等。其中控制系统是航空发动机的重要组成部分,现代航空发动机基本都采用全权限数字电子控制(FADEC)系统。FADEC系统由感受航空发动机工作状态和环境信息的传感装置、对信息进行逻辑判断和控制运算的计算装置、把计算结果施加给航空发动机的控制装置,以及在它们之间传递信息的机械、电缆和管路等组成。FADEC系统一般可分为控制计算机子系统、

35、燃油与作动子系统、传感器子系统、电气子系统等。国内有航空发动机控制系统业务的上市公司主要有航发控制。3.1.6.整机总装航空发动机总装是发动机制造过程中的终端及核心环节。航空发动机整机装配工艺涵盖从所有零件、成附件到各级组件、单元体、主单元体直至整机的全部装配和分解过程。我国航空发动机总装环节主要由中国航发集团下的八个主机厂负责,其中航发动力是我国军用航空发动机唯一总装上市公司。3.2.2023年以来航空发动机产业链内上市公司业绩表现较好2023年以来航空发动机产业链内上市公司业绩表现较好。2023年前三季度航空发动机产业链公司营收合计786.11亿元,同比增长14.68%;净利润合计83.64亿元,同比增长9.68%。2023年申万分类下国防军工行业所有上市公司营收合计4023.43亿元,同比增长13.99%;净利润合计304.13亿元,同比增长5.63%。航空发动机产业链上市公司净利润同比增幅高于国防军工行业平均水平,营收增幅略高于国防军工行业平均水平。

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