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珠海航展看点:航空发动机全产业链突破与核心零部件国产替代提速

珠海航展看点:航空发动机全产业链突破,核心零部件国产替代提速

AI 导读

第十六届中国国际航空航天博览会将于12月7日至13日在珠海举办,航空发动机技术进展与国产化成果成为本届航展核心看点之一。本届航展参展装备总数超过3000件,“首展”“首秀”展品占比达10%,主展区参展飞机数量突破170架,海军首次成体系参展并开辟高栏海上装备展示区。航空发动机约占飞机整机成本的20%–30%,在新一代窄体机上价值占比已升至约45%。国产CJ-1000A的高压压气机叶片合格率已提升至85%,燃烧室列入自主可控核心清单,与高压压气机、高压涡轮、FADEC控制系统并列为四大关键攻关环节;其进气/风扇机匣配套由航发科技承担,中航高科与中国商发合资成立上海航空发动机复合材料公司,专门配套碳纤维复材风扇叶片。CJ-1000A大涵道比涡扇发动机已完成全部适航科目测试,进入适航取证收尾阶段。预计到2030年,我国航空发动机热端部件国产化率将提升至74%。

正文

第十六届中国国际航空航天博览会将于12月7日至13日在珠海举办。本届航展规模创下历史新高,参展装备总数超过3000件,“首展”“首秀”展品占比达10%,主展区参展飞机数量突破170架。

展会首次在空军展台设置“数智赋能”板块,同时海军首次成体系参展,开辟高栏海上装备展示区,实现现役海上装备大规模亮相。

作为我国国防军工实力与航空产业自主化成果的集中展示窗口,本届航展中航空发动机的技术进展与国产化成果,也是核心看点之一。

航空发动机被誉为“工业皇冠上的明珠”,其技术突破直接关系到我国军机新质战斗力生成、大飞机产业自主可控目标的落地,是衡量国家高端制造能力的核心标志。

本文重点拆解航空发动机产业链核心零部件。

航空发动机行业概览

航空发动机是典型的“高门槛、长周期、强验证”热力机械,整体约占到飞机整机成本的20%–30%,仅次于机体结构。

在新一代窄体机(如LEAP系列)上,发动机价值占全新飞机总价值的比例已跃升至约45%,远高于上一代机型25%–30%的占比水平。

当前行业正处于技术突破与国产替代的关键交汇点:军用航发已实现全谱系自主能力迭代,民用大涵道比发动机进入适航取证收尾阶段,全产业链的核心零部件升级,正在成为驱动行业增长的核心动力。

从全生命周期研发逻辑来看,航发研制分为三大核心阶段:

-预先研究阶段:完成技术储备与风险前置管控,为后续工程化落地筑牢基础;

-工程研制阶段:完成性能指标定型与量产可行性验证,打通从实验室到生产线的关键路径;

-使用发展阶段:通过持续的工程迭代,解决实际运行中暴露的可靠性问题,完成全寿命周期的能力升级。

当前应用最广泛的燃气涡轮发动机,覆盖涡喷、涡扇、涡桨、涡轴四大主流技术路线。

其中涡扇发动机凭借高速度、中等油耗的综合优势,成为军机与民机的核心动力选择。

涡扇发动机的核心模块分为风扇、低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮、加力燃烧室、尾喷管八大组成部分。

按气流路径与功能可进一步归纳为进气装置、压气机、燃烧室、涡轮、排气装置五大部分,协同完成“吸气—压缩—燃烧—膨胀—排气”的完整热力循环。

涡轮与压气机两大环节合计拿走了整机六成以上的价值,燃烧室是技术难点的另一核心载体,进气与排气装置价值占比较低,却是降噪、隐身、反推等新兴技术的核心落地场景。

01 压气机

压气机是五大部件中零部件数量最多、价值最集中的环节,与涡轮并列占据整机最大的价值份额。

其中风扇属于低压系统,不算入核心机范畴,高压压气机才是核心机的第一环。

压气机赛道的核心零部件包括风扇叶片、压气机叶片、压气机盘/轮盘和压气机机匣等,其中风扇/压气机叶片占整机价值约19.4%,是民用大涵道比机型中单一部件价值占比最高的品类之一。

当前全球赛峰每年为LEAP等机型采购约150万片叶片,普惠旗下以色列BTL工厂将关闭压气机叶片产线,国内航亚科技自2016年起向赛峰批量供货,2030年前长协份额不低于50%,是航发零部件国产替代切入全球供应链的典型案例。

目前国产CJ-1000A的高压压气机叶片合格率已提升至85%,中航高科与中国商发合资成立上海航空发动机复合材料公司,专门为CJ-1000A配套碳纤维复材风扇叶片。

从整体价值口径统计,压气机环节整体价值占航发整机的20%~30%,燃气轮机场景下压气机价值占比约为15%~20%。

02 燃烧室

燃烧室是核心机的第二环,占整机价值约10%~15%,核心功能是将燃油的化学能高效转化为热能,是整个动力机械的能量发源地。

民航发动机普遍采用环形燃烧室设计,CFM、PW等国际主流系列机型均已完成相关技术落地。

燃烧室热端部件长期处于800~900°C以上的高温环境,局部工作温度可达1100°C,几乎全部使用高温合金材料制造,而高温合金整体占航空发动机总重量的40%~60%,对应价值占比约15%~35%。

目前国产CJ-1000A的燃烧室已列入自主可控核心清单,与高压压气机、高压涡轮、FADEC控制系统并列成为四大关键攻关环节。

国际领域燃烧室头部厂商包括美国CPI(专注火焰筒制造与再制造)、APG(为GE、西门子长期配套);国内市场中,航发动力作为主机厂直接配套燃烧室总装,航材股份、应流股份等企业在热端精密部件环节均已完成深度布局。

03  涡轮

高压涡轮与低压涡轮共同组成核心机的第三环,是全机技术壁垒最高、价值最集中的环节。

当前“涡轮为王”是全球航发行业的普遍共识。

涡轮赛道的核心零部件分为三大类:

涡轮工作叶片:占全机叶片总价值的63%,其制造工作量占据整个发动机制造流程的30%以上,直接决定发动机的性能上限、运行安全与整机寿命。国际上单晶/定向凝固涡轮叶片的核心厂商包括PCC、GE、罗罗、赛峰、Howmet等。目前国产单晶DD6材料已实现技术突破,高端悬浮等离子喷涂涂层工艺同步推进,国内航材股份、应流股份、成都航宇、万泽股份、炼石航空等企业均在该赛道完成布局,当前单晶叶片、粉末高温合金盘、CMC复材仍是国内行业的核心攻关卡点。

涡轮盘:长期承受极端离心应力与热应力,常规机型普遍采用镍基合金制造,高端机型进一步升级为粉末冶金镍基合金盘,代表产品包括RR1000、Inconel 718等,中航重机、航宇科技、派克新材、钢研高纳是该细分环节的核心国内厂商。

涡轮机匣与涡轮后机匣:主要承担承力与主动间隙控制(ACC)功能,航发科技、应流股份是国内该环节的核心参与玩家。

04  进气装置

进气装置属于冷端部件,是五大部件中价值占比最低的一环,通常占整机价值的3%~6%。

当前复合材料进气机匣/短舱已经成为行业主流发展方向,树脂基复材在风扇机匣、进气机匣、短舱、反推装置上的应用比例持续提升。

罗罗在2026年7月起与波音、汉莎合作,以一架配备Trent 1000发动机的787-9作为飞行试验平台,测试新一代无导叶流线型短舱进气道技术,目标是改善燃油效率、降低重量阻力并减少机场周边噪音。

目前国产CJ-1000A的进气/风扇机匣配套任务由航发科技承担,中航高科深度布局复材风扇叶片与冷端大型结构件赛道。

05 排气装置(尾喷管 / 排气系统)

排气装置(尾喷管/排气系统)占整机价值约5%~10%,整体材料用量不大但耐温要求极高。

CMC-SiC陶瓷基复合材料在尾喷口的应用,可实现减重30%以上、耐温提升200℃以上,当前CMC材料市场价格约170万~190万元/吨,显著高于碳纤维复材80万~150万元/吨的价格水平。

行业内CMC材料的短期落地目标已经锁定尾喷管、火焰稳定器、涡轮罩环三大场景,是排气装置环节最重要的技术升级方向。

民用领域混合器+长涵道短舱,已经成为新一代机型降噪设计的主流方案。国内航发科技、中航高科、爱乐达、安达维尔等厂商,均在排气系统/短舱反推领域完成相关技术布局。

航发全球竞争格局与国产替代进程

当前全球能够独立研制高性能航空发动机的国家仅有美国、俄罗斯、英国、法国、中国等少数几个。民用领域由GE、罗罗、普惠、赛峰(CFM)形成寡头垄断格局,前三家企业在全球大型民用客机市场的合计份额超过90%。

国内方面,航空发动机产业正迎来政策、需求、国产替代三重驱动的发展拐点:

军用领域:我国军机总量仅约为美国的四分之一,二代机换装、新质战斗力装备列装的市场空间广阔,单架战机全服役周期通常需要换发2-3次,存量维修与增量装机需求形成长期刚性支撑。

民用领域:C919配套的长江-1000A大涵道比涡扇发动机已完成全部适航科目测试,进入适航取证收尾阶段,未来量产后将与进口发动机形成双源供应格局,彻底破解大飞机交付的供应链约束。根据商飞市场预测,未来20年中国市场将交付近万架民用客机,对应民用航空发动机整体市场空间可达4440亿美元,叠加全寿命周期的维修后市场,产业长期增长确定性极强。

当前国内核心零部件产业链已形成完整的配套布局,航发动力、航发科技、航发控制构成整机与控制系统的核心主力,航材股份、图南股份、万泽股份等企业在高温合金材料领域实现技术突破,中航重机、航宇科技等企业在精密制造环节持续升级,全链条的自主可控能力正在快速形成。

预计到2030年,我国航空发动机热端部件的国产化率将提升至74%,彻底打破海外巨头在民用航发领域的长期垄断。

从全球产业趋势来看,2025年全球商业运营机队规模已突破3万架,受前期新机交付周期延长影响,全球机队平均机龄持续攀升,老旧飞机的维修替换需求刚性增长,其中发动机维修板块在整体民航MRO市场中的占比高达40%,是后市场价值量最高的环节。

根据行业预测,全球新机短缺的现状将持续到2031-2034年,航发零部件的维修与替换市场将长期保持稳定增长。

整体来看,随着第十六届珠海航展的临近,航空发动机领域的系列“首秀”展品,将集中展现我国最新成果。本届航展将成为观察中国航空发动机产业从“技术突破”走向“规模化应用”的关键窗口。

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