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腾飞的引擎:全球航空发动机产业寡头格局、价值链与投资机遇
海通国际证券· 2025-06-04 09:53
报告行业投资评级 报告未提及行业投资评级相关内容 报告的核心观点 - 航空发动机是全球工业领域技术壁垒和市场集中度最高的产业之一,形成了由GE Aerospace、Rolls - Royce等少数巨头主导的寡头垄断格局,售后市场(MRO)为产业提供稳定收益来源,MRO环节占发动机全生命周期价值的50 - 60% [1] - 民用和军用发动机设计目标差异显著,民用追求燃油效率等,军用优先考虑最大推力等,两者都依赖先进材料和精密制造工艺,持续技术创新驱动行业发展 [2] - 尽管面临外部风险,航空发动机产业凭借高壁垒和不可替代性展现韧性,在关键防御项目、售后市场或特定高附加值零部件领域有优势的公司有望受益 [3] 根据相关目录分别进行总结 一、航空发动机:飞行的核心动力与技术基石 1.1 航空发动机概览:作用、原理与价值地位 - 航空发动机是航空器心脏,技术水平决定飞机性能等,具备高技术门槛与高自身价值量,占整机成本的20 - 30%,如波音737 MAX 8发动机占比23.8%,F - 35A发动机占比约22.7% [7][9] - 航空发动机主流是燃气涡轮发动机,通过吸气、压缩、燃烧、膨胀与排气过程产生推力,遵循布雷顿循环 [11] 1.2 航空发动机的精巧构造:核心部件 - 航空发动机重要组成部分包括进气道、压气机、燃烧室、涡轮与排气喷嘴 [14] - 进气道负责引入空气,其性能通过总压恢复率评估,组成包括管道、唇缘、扩散器等,超音速进气道更复杂 [15] - 压气机通过旋转叶片压缩空气,常见类型有轴流式、离心式和混流式,轴流式是重点分析对象,其组成包括转子叶片、定子叶片等 [21] - 燃烧室负责混合燃料与空气并点燃,主要分为罐式、环形与罐环形燃烧室,关键部件有内衬、燃料喷嘴、点火器等 [22][25] - 涡轮负责提取能量转化为机械能,分为单级和多级涡轮,组成包括进气导叶、涡轮叶片等 [26][30] 1.3 航空发动机分类:适应多样化需求的动力系统 - 航空发动机分为活塞式发动机和燃气涡轮发动机,活塞式用于小型螺旋桨飞机等,燃气涡轮是现代主流 [33] - 涡扇发动机是固定翼飞机主流,具有高亚音速巡航效率、较低噪声、推力范围广等优势 [31][34] 1.4 航空发动机指标:关键性能与设计权衡 - 航空发动机关键性能指标包括推力、燃油消耗率、推重比、总压比、涡轮前温度、可靠性和耐久性等 [36][37][39] - 民用发动机设计追求安全性、运营经济性和环保性,倾向采用高涵道比、提高总压比等设计 [41][46] - 军用发动机设计围绕任务性能和战场生存能力,倾向追求高推重比、采用低涵道比等设计 [44][47] 二、全球航空发动机产业:格局、价值链与驱动因素 2.1 全球市场格局:寡头垄断的形成与维持 - 全球航空发动机市场呈寡头垄断格局,大型民用客机市场由GE/CFM、Rolls - Royce和Pratt & Whitney占超90%份额,军用高性能发动机领域技术和市场集中在少数国家顶尖主机厂 [52] - 产业生态包括主机厂、全球供应链和MRO服务,MRO市场规模大且稳定,是主机厂重要利润来源 [52] 2.2 产业价值链:价值创造与分配 - 航空发动机产业链包括研发设计、加工制造与运营维修 [53] - 研发设计是价值链起点,需巨额资本投入,费用分为型号研制(60%)和预先研究(40%) [57][58] - 加工制造中原材料成本占制造成本50%,以高温合金、钛合金和特种钢材为主,不同类型发动机核心价值部件不同 [62][64] - 运营维修成本约占飞机总维护成本45%,占自身生命周期成本50 - 60%,主要由人工时费、材料费和修理费构成 [65] 三、投资建议与风险提示 投资建议 - 建议关注Rolls - Royce、Howmet Aerospace (HWM)、LOAR、Safran、VSE Corporation、HEICO和BAE Systems [4][69]