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航空零部件项目可行性研究报告-航空制造业中流砥柱,前景广阔荡空山

航空零部件项目可行性研究报告-航空制造业中流砥柱,前景广阔

航空零部件项目可行性研究报告-航空制造业中流砥柱,前景广阔1、航空零部件产业:航空制造业中流砥柱1.1航空零部件制造:航空基础性产业,工序复杂种类繁多航空零部件,种类繁多技术精湛。广义的航空零部件是飞机各种零组件的总称,而狭义的航空零部件专指飞机机体零部件。飞机机体是指构成飞机外部性质和主要受力的部分,包括机身、机翼、尾翼、起落架等主要部件,并广泛涉及大梁、桁条、翼粱、翼肋、框类等主要零部件。航空零部件制造,工序复杂专业性强。航空零部件制造行业主要是指航空飞机各种零配件的制造。包括飞机机体零构件制造、航空发动机零部件制造、仪表、机载设备、液压系统和附件等的制造,不包括零部件装配、航空发动机总装和整机总装等。飞机零部件依据各分系统结构、需求、用途、性能等要求有所区别,种类繁多平均在2-4万件类,且航空器由于高稳定性、高速、高安全性及多次使用的特殊要求,对各个环节零部件设计、制造、加工和装配有着极高的工艺要求与技术壁垒。航空零部件制造是航空制造业的基础性产业。根据《中国飞机制造业行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》显示,飞机制造业通常采取“整机制造商----多级供应商”的制造模式。产业链第一级为整机制造商,第二级为大型关键航空分系统制造商,其提供的分系统包括机体、发动机、航空电子系统等机载设备;第三极包括众多提供结构件、零部件、电子产品、舱内配套设施等供应商,其部件产品供货给二级供货商进行集成;第四级为产业链上游的电子元器件、复合材料、金属原材料等企业。航空零部件企业众多,大多集中在三级供货商环节,是航空制造业的基础性产业,奠定了航空产业的产品质量与技术标准。以军用飞机为例,航空制造产业供应商关系图1.2机体制造由机翼、机身及尾翼构成,军民飞机价值量不同按飞机用途可分为军用航空零部件及民用航空零部件。依据使用功能不同,军用飞机更注重于产品的可靠性高、材料坚硬质地轻、一致性强等特点,民用航空零部件注重安全性强、多次使用质量保证等特点,任何用于民用航空产品或者拟在民用航空产品上使用和安装的材料、仪表、机械、设备、零件、部件、组件、附件、通信器材等均依据飞机机体结构设计进行定制化生产制作。机体零部件分类军民飞机因用途的显著不同,各组成部分价值占比差别较大。对于军用飞机,动力系统占整机价值比最高,达25%,航电系统次之,机体结构占比约为20%;对于民机,机体结构占整机比超过1/3,达到36%,动力系统次之,航电和机电系统合计占30%。其中机体部件数量庞大,以民机波音737飞机,至少需要3万个大小各异的结构零件及数控零件组成。军机各组成部分价价值占比民机各组成部分价值占比1.2.1机翼:飞机重要组成部件,内外皆可装载功能设备机翼:飞机重要组成部件。机翼主要作用是产生升力,与尾翼一起形成良好的稳定性与操纵性。另外可以在机翼内部装载弹药、设备和油箱,在机翼上可以安装起落架、发动机、悬挂导弹、副油箱以及其他外挂设备。机翼通常是由翼梁、纵墙、桁条、翼肋和蒙皮等构件组成。机翼按照的基本受力构件包括纵向(沿翼展方向)骨架、横向(沿气流方向垂直于翼梁方向)骨架和蒙皮。纵向骨架有翼粱、纵墙和桁条,横向骨架有普通翼肋和加强翼肋。机翼结构翼梁:纵向受力件。翼梁由梁的腹板和线条组成。翼梁是单纯的受力件,主要承受弯矩和剪力,它是机翼主要的纵向受力件,承受机翼的全部或大部分弯矩。翼梁大多在根部与机身固接。桁条是与蒙皮和翼肋相连的元件,由铝合金挤压或板材弯制而成,铆接在蒙皮内表面,承受机翼弯矩引起的部分轴向力,是纵向骨架中的重要受力元件之一。除上述承力作用外,桁条和翼肋一起对蒙皮起一定的支撑作用。翼肋:机翼的横向骨架,包括普通翼肋和加强翼肋,横向垂直于翼展的方向,安装方向垂直于机翼边缘,用来支撑蒙皮,维持机翼的剖面形状。普通翼肋的作用是将纵向骨架和蒙皮连接成一体,把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷传递给翼粱,保持翼剖面的形状。加强翼肋就是承受有集中载荷的翼肋。纵墙:纵墙与翼粱十分相像,二者的区别在于其缘条比翼梁的缘条弱(但大多强于一般长桁),其长度有时仅为翼展的一部分。纵墙通常布置在机翼的前后缘部分,与蒙皮组成封闭盒以承受机翼的扭矩,同时还有封闭机翼内部容积的作用,靠后缘的纵墙还可以悬挂襟翼和副翼。蒙皮是包围在机翼骨架外的构件用粘接剂或铆钉固定于骨架上形成气动力外形。为了使机翼所受的阻力尽量小,蒙皮应力求光滑。为此应提高蒙皮的横向弯曲刚度,以减小它在飞行中的凹凸变形。从受力看,气动载荷直接作用在蒙皮上。因此,蒙皮受到垂直于其表面的局部气动载荷。此外蒙皮还参与机翼的总体受力,它和翼梁或翼墙的腹板组合在一起,形成封闭的盒式薄壁梁承受机翼的扭短;当蒙皮较厚时它常与长翼一起组成壁板,承受机翼的弯矩引起的轴向力。壁板有组合式或整体式两种。某些结构形式(如多腹板式机翼)的蒙皮很厚,可从几毫米到十几毫米,常做成整体壁板形式,此时蒙皮将成为承受弯矩最主要的,甚至是唯一的受力元件。1.2.2机身:连接飞机整体部件,依飞机型号区别设计机身:机身由机身、短舱、尾撑等筒形结构组成,主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备,将飞机的其他部件如机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体,约占飞机总造价的10%-20%。机身后段由隔框、长桁、蒙皮和机尾罩等组成。其结构特点是长桁数量多,桁条结构较强,没有设置大梁,弯矩引起的轴向力由长桁和蒙皮承受。机身后段共有8个主隔框和5个辅助隔框,机身后段开口较少,大多数长桁是连续贯穿整个后机身的。尾喷管采用了引射式收敛喷管,机尾罩分为两段安装在隔框上,前段由铝合金板材制成,后段由高温合金钢板材制成,将发动机喷管完全包住形成固定外罩的引射器。1.1.3尾翼:让飞机具有操纵性及稳定性尾翼:保证飞行平衡,分垂直水平两类。飞机尾翼指的是用于保证飞机的纵向和航向的平衡与安定性,以及实现对飞机的操纵的结构部件,主要有水平尾翼(水平安定面和升降舵)和垂直尾翼(垂直安定面和方向舵)组成。尾翼的存在让飞机具有操纵性及稳定性,是极为重要的存在,其价值约占飞机总造价的5%-10%。2产业模式:转包生产合作模式,位于整机制造产业链中游2.1位于航空整机制造产业链中游上游金属/复材,下游分系统制造维修。航空零部件产业链上游包括制造各种航空零部件所需的金属非金属等原材料及成型材料,金属材料主要有:结构钢、不锈钢、铝合金、镁合金、钛合金和高温合金等;非金属材料包括航空陶瓷、特种橡胶和碳纤维等。下游则由民用航空飞机整机制造、航空发动机制造和航空维修三大部分构成。飞机零部件相关产业链2.2转包生产为主要供应链合作模式航空“转包”生产是全球航空飞机及发动机制造商普遍采用的一种基于“主制造商-供应商”的供应链合作模式。在全球转包生产形式下,飞机及发动机制造商主要负责总体设计和细节设计,承担主要结构件和系统间设计和制造工作,并负责最后的总装。供应商根据主制造商需要参与具体各个部件的生产制造中。主制造商通过合同约定以及考核的方式对供应商的进度、质量、成本和交付进行严格管理。转包业务有助于降低企业成本,增强研发能力。按照国际航空发展规律,航空飞机及发动机产品的输出方(如波音、GE等)至少得向输入市场转包生产不低于20%的零部件转包生产份额,即“补偿贸易额度”。鉴于此,主制造商通过转包生产模式充分调动了全球产业链分工降低了自身产品制造成本,使得其可以将主要精力投入于下一代产品的研发,加强其在国际市场的竞争力。航空零部件转包是国际巨头普遍做法,国际航空巨头往往将众多零部件业务进行转包生产,且该比例随着技术发展和市场竞争加剧进一步提升。以波音为例,20世纪90年代,波音777项目外包份额约为30%左右,21世纪的787等项目外包比例已高达70%左右。国际转包市场总体规模也在逐渐增长,根据普拉迪相关行业报告显示,国际航空转包市场年均复合增长率达9.71%。根据工信部《中国民用航空工业年鉴》的数据,2019年中国航空零部件转包规模上升到123亿元,约占国际航空零部件市场总规模的8%。国际航空零部件制造转包市场规模逐年扩大我国航空分包市场占全球市场份额逐步提升国内转包市场规模稳步提升,逐步成为世界航空产业重要组成部分。近些年来,中国航空企业一直通过国际航空转包生产以及大量合资企业建设的方式,不断提升国际主力机型结构部件、金属型材、金属零部件等方面的生产能力和产品质量,逐步成为世界航空产业重要的组成部分,提升了国际化发展能力。中国民用航空零部件转包交付金额不断扩大,波音、空客等零部件转包需求持续增长,中国企业获得的民航转包生产金额呈稳步上升趋势,国内民营航空企业获得的国际航空转包份额也有所提升。目前国内企业承接的航空国际转包业务主要还是由中航工业和中国航发两大军工集团的旗下个主机厂或成立的合资公司承担。据统计,目前中航工业整体承担了约80%的航空发动机转包业务。3市场规模:军品随主战型号爆发增长,民品国内外市场齐发力3.1军机航空零部件市场:随下游主战型号放量及集团外包比例提升爆发增长我国军用飞机未来增长潜力巨大,预计未来10年整机市场将达万亿市场空间:根据《世界空中力量2020》数据显示,我军现在尚有超50%比例的二代战斗机在服役,在战斗机更新换代加速的背景下,预计未来10年,我国战斗机将保持每年新增+替换100架左右的需求,共计新增1,000架;运输机--大型运输机缺乏,未来爆发式增长。根据国防大学《中国军民融合发展报告》预测,我国未来需要至少400架以上运-20系列运输机才能满足我军在亚洲地区执行任务。预计未来10年,我国大型运输机将需要200架;目前中国陆军每万人军用直升机拥有量仅为8.8架,美国为99.5架,俄罗斯为28.7架,我国陆军部队对直升机需求迫在眉睫。预计未来10年,我国陆军每万人军用直升机拥有量将达到30架左右,预测新增军用直升机1,800架;特种飞机已经成为了现代战争中快速反应、远程机动、立体作战战略打击的关键手段。在未来的特种飞机市场上,美国、日本、以色列和欧洲都将占据一席之地。预计未来10年新增需求量为120架;相较美国,我国教练机的数量明显不足。预计未来我国空军教练机/战斗机数量比可能接近0.4,据此推测我国未来10年教练机需求量400架。2018-2024年军用飞机增速预测(单位:架)军用飞机增量预测图(单位:架)我国军用飞机零部件制造产业未来10年规模预计超3000亿元。受益于“十四五”强军强国政策的大力推进实施,以及我军现在新型号主战机型的不足和原有旧机型的更新换代,未来3-5年将迎来下游主战型号飞机更新换代的高峰。考虑到我军未来十年各种机型的新增数量以及旧机型机身零部件的维修保养、零件更新等工作,军用飞机航空零部件产业市场预计新增需求超2000亿,已有飞机维修更新市场需求近1000亿,合计超3000亿航空零部件制造市场需求。鉴于该行业属于高壁垒、长积淀、深度跟踪的小众行业,未来行业内稀缺龙头将显著受益。军用飞机未来10年市场需求规模预测(单位:亿元/架)航空零部件制造业或将显著受益于军工集团业务外包比例增加。目前我国军工企业外部竞争环境变化正在不断加快,社会分工不断细化,未来利用外部社会资源降低生产成本、提高生产效率、充分发挥自身核心竞争力,军工企业将非核心的生产制造环节转让给具有合格专业技术的生产厂家已成为主要发展趋势。未来随着军工集团“大产业链+小总部”模式的不断建设,军工产业集群将以军工集团为核心,以关键加工装配工厂为辅助形成区域性航空制造产业园。军工集团为保证自身的效率与利润,未来有望将非核心生产环节外包比例逐渐提升,从而使零部件生产、机加工、装配等企业显著受益。3.2民用航空市场:国际分包业务扩量+国产大飞机需求放量共促发展国内民用航空转包业务进入快速发展阶段,国际地位逐步提升,预计未来10年国内需求+国际分包将超1800亿市场规模。中国的航空工业外贸转包生产始于1980年,先后与美国波音、欧洲空客、加拿大庞巴迪、巴西航空工业公司等世界先进飞机制造公司以及美国通用电气公司、英国罗罗公司、美国普惠公司等发动机制造公司建立了工业合作关系,开展了广泛的航空零部件外贸转包生产,项目涉及机头、机翼、机身、尾段、舱门、发动机部件等多种产品。随着中国航空工业的发展,产品技术水平与质量逐渐获得国际市场的认可。近年来中国航空转包生产发展非常迅猛。中国将在国际航空转包市场上与世界各民用飞机制造商包括中国商飞、波音、空客、庞巴迪、巴西航空等开展全方位的合作。目前全球知名飞机制造商均有采用中国产品,以波音公司为例,在全球飞行的6000架波音飞机当中,均有中国制造的零部件及零件。国内转包市场规模稳步提升,逐步成为世界航空产业重要组成部分。近些年来,中国航空企业一直通过国际航空转包生产以及大量合资企业建设的方式,不断提升国际主力机型结构部件、金属型材、金属零部件等方面的生产能力和产品质量,逐步成为世界航空产业重要的组成部分,提升了国际化发展能力。中国民用航空零部件转包交付金额不断扩大,波音、空客等零部件转包需求持续增长,中国企业获得的民航转包生产金额呈稳步上升趋势,国内民营航空企业获得的国际航空转包份额也有所提升。而国内航空零部件转包业务承接方主要分为国资背景及民营企业,主要由中航工业和中国航发两大军工集团的旗下个主机厂或成立的合资公司承担。据统计,目前中航工业整体承担了约80%的航空发动机转包业务。ARJ21与C919航空零部件与维修市场规模国内自身分包市场规模:国产飞机需求扩产达1400亿市场规模,国际分包稳定增长。在国际转包业务持续推进的同时,我国大型自主商用飞机谱系的建设也快速发展,随着商用飞机航空制造产业链的不断成熟,航空零部件制造规模及分包比例也将随下游大飞机放量获得明显增长。我国C919大飞机于2015年11月2日完成总装下线,2017年5月成功试飞。根据官网数据显示,目前C919已获得28家客户累计815架订单;国产支线飞机ARJ21交付不断增加,目前确认+意向客户超700架。按照各自售价及零部件占飞机总价值30%/36%比例计算,考虑已有订单及已落地飞机后期维修更新替换工作,我国未来10年可贡献零部件制造分包收入近1400亿元。2010-2030年我国国际航空制造分包市场规模预测(单位:亿美元)1、总论1.1航空零部件项目背景1.2可行性研究结论1.3主要技术经济指标表2、项目背景与投资的必要性2.1航空零部件项目提出的背景2.2投资的必要性3、市场分析3.1项目产品所属行业分析3.2产品的竞争力分析3.3营销策略3.4市场分析结论4、建设条件与厂址选择4.1建设场址地理位置4.2场址建设条件4.3主要原辅材料供应5、工程技术方案5.1项目组成5.2生产技术方案5.3设备方案5.4工程方案6、总图运输与公用辅助工程6.1总图运输6.2场内外运输6.3公用辅助工程7、节能7.1用能标准和节能规范7.2能耗状况和能耗指标分析7.3节能措施7.4节水措施7.5节约土地8、环境保护8.1环境保护执行标准8.2环境和生态现状8.3主要污染源及污染物8.4环境保护措施8.5环境监测与环保机构8.6公众参与8.7环境影响评价9、劳动安全卫生及消防9.1劳动安全卫生9.2消防安全10、组织机构与人力资源配置10.1组织机构10.2人力资源配置10.3项目管理11、项目管理及实施进度11.1项目建设管理11.2项目监理11.3项目建设工期及进度安排12、投资估算与资金筹措12.1投资估算12.2资金筹措12.3投资使用计划12.4投资估算表13、工程招标方案13.1总则13.2项目采用的招标程序13.3招标内容13.4招标基本情况表14、财务评价14.1财务评价依据及范围14.2基础数据及参数选取14.3财务效益与费用估算14.4财务分析14.5不确定性分析14.6财务评价结论15、项目风险分析15.1风险因素的识别15.2风险评估15.3风险对策研究16、结论与建议16.1结论16.2建议关联报告:编制单位:北京智博睿航空零部件项目申请报告航空零部件项目建议书航空零部件项目商业计划书航空零部件项目资金申请报告航空零部件项目节能评估报告航空零部件行业市场研究报告航空零部件项目PPP可行性研究报告航空零部件项目PPP物有所值评价报告航空零部件项目PPP财政承受能力论证报告航空零部件项目资金筹措和融资平衡方案

回马枪

广州航新科技飞机发动机健康管理项目可行性研究报告

项目概况项目名称:发动机健康管理项目。项目总投资:12,623.69万元。项目所在地:广州市黄埔区科学城光宝路1号航新大厦。项目介绍:本项目拟投资12,623.69万元用于研制生产发动机健康管理系统(简称EHM),实施地点为航新科技大厦。航空发动机是飞机的“心脏”,是高度复杂和精密的机械,长期处于高温、高速、大应力、强振动环境下,工作状态不断变换,对可靠性和安全性的要求很高。发动机健康管理系统能够及时发现故障,有效地提高发动机的使用寿命和可靠性,保证发动机长期健康稳定运行、降低发动机维护成本、提高发动机维护效率、提供发动机维护保障的数据支持。1、项目实施的必要性(1)为我国飞机飞行安全保驾护航发动机健康管理系统是集数据采集、监测、记录、分析和管理为一体的专用系统。其通过对发动机运行及停止过程中,各种必要、关键参数的采集、监测、记录、分析和管理,实现对发动机全寿命周期的健康管理。同时,通过对发动机的数据进行汇总、分析和处理,可对发动机的健康状态进行实时跟踪,进而实现对发动机的有效调配、维修和预处理。实现提高发动机设计的安全,提高发动机的维护效率,降低发动机维护成本等目的。目前我国在 EHM 系统应用上处于起步阶段,对比国际主流发动机厂商成熟的 EHM 系统,国内仍有较大的差距。本项目实施后,将加快国内 EHM 系统的发展,将发动机健康管理系统广泛应用于各领域航空飞机,为我国飞机飞行安全保驾护航。(2)推动军民融合的战略性新兴产业发展《国务院关于印发“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知》(国发【2016】67号)提出“加强自主创新,推进民用航空产品产业化、系列化发展,加强产业配套设施和安全运营保障能力建设,全面构建覆盖航空发动机、飞机整机、产业配套和安全运营的航空产业体系。”、“大力发展高可靠性、长寿命、环境适应性强、标准化、低成本的航空设备和系统,实现适航取证”、“积极推进构建国际风险合作伙伴关系,建成功能完备的航空产业配套体系。”等要求,公司的设备研制及保障主要产品与上述要求深度契合,属于“专栏 7 新一代民用飞机创新工程。此外,《国务院关于印发“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知》(国发【2016】 67 号) 还提出深入推进军民融合,构建军民融合的战略性新兴产业体系。公司机载设备客户主要为军方或军工企业,与国内主要的发动机研制厂所、飞机研制厂所、国内知名高等院校都建立了密切的战略合作关系,在技术研发、产品生产与军方紧密合作,协同发展。(3)提升公司技术实力与核心竞争力发动机健康管理系统经历了由离线诊断向实时监视、由单一功能向智能化的发展过程,此系统能大幅提高航空发动机的可靠性、安全性以及降低运营成本。面对国内航空产业蓬勃的发展趋势,那些技术水平相对落后、功能单一的系统化航空电子设备产品,将无法满足未来航空产业发展的新任务、新要求,并亟需统一规划升级和进一步完善。本项目实施后,将为军方与民航、通用航空提供安全可靠的发动机健康管理系统系列产品,提高航空发动机的使用寿命和可靠性。本项目的顺利实施将有利于增强公司在健康监测设备产品与服务上的核心竞争力,进一步增强公司核心产品的竞争优势,推动我国航空发动机健康管理系统系列产品的技术发展。同时,也将巩固自主知识产权的核心技术及产品研发,创新新型材料、工艺及工具研发,全面提升公司的研发能力,增强公司的核心竞争力,为保持公司持续快速发展提供强劲的技术支持。(4)提高公司的规模化生产能力和市场占有率,增强公司核心竞争力本项目实施后,发动机健康管理系统将实现规模化生产,公司的生产能力也将大幅提升,不断扩充的生产规模,不仅可满足军用航空、民用航空及通用航空对先进飞机健康监测设备的订单需求,而且进一步发挥大规模生产效益,增强公司盈利能力和核心竞争力。此外,公司将在飞机健康管理领域形成综合数据采集、直升机健康管理系统(HUMS)、发动机健康管理的产品线,扩大公司在飞机健康管理领域的市场份额,提高行业市场占有率,巩固和提升公司的市场领先优势。2、项目实施的可行性(1)国家政策鼓励航空电子设备行业的发展本项目研制的发动机健康管理系统属于飞机监测设备。飞机监测设备行业是国家重点支持发展的产业。装备制造业水平体现一个国家综合国力,我国高度重视装备制造业的发展,从战略高度确立了装备制造工业在国民经济发展中的地位,已将高端装备制造业列为高新技术产业。国务院颁布的《中国制造2025》中提出提高国家制造业创新能力等九项战略任务和重点,并明确“加快发展包括航空制造在内的智能制造装备和产品,国内机载设备市场也将在政策的支持下,借助民航机队增长、通航领域开放、军民融合推进三大有利因素迎来新一轮的发展高潮。”近年来,国家以及各地方政府先后出台了多项有利于飞机监测设备行业发展的战略规划和重要政策,对本项目所属行业的发展产生了积极的引导作用,创造了良好的外部环境。(2)飞机监测设备领域较雄厚的技术储备是本项目实施的重要保障EHM 项目产品主要是以现有的健康监测设备维修及研制技术为基础,借鉴直升机 HUMS 的工程经验,依靠振动、温度等传感器信号采集技术、振动数据分析处理技术、健康状态监测和故障诊断算法合作开发的经验为基础,研制标准化、通用化、模块化的发动机健康管理系统。经过多年的技术研发和积累,航新科技通过自主创新和自主研发 ATE、飞行参数系统和 HUMS 系统,积累了丰富的飞机安全保障设备研制经验,同时也积累并掌握了健康管理系统研制的核心技术。本项目相关的主要有以下4类技术集:机载信号采集技术集;机载通信总线技术集;健康监测与管理技术集;大数据存储和平台应用技术集。以上技术已经随飞行参数系统和 HUMS 系统等产品,成功应用于多种机型,均能满足产品研制要求,已完成技术鉴定及批量装机。这些核心技术都为发动机健康管理系统技术研发与应用奠定了坚实的基础,提供重要的技术保障。(3)航空设备维修、研制的实践经验为本项目实施奠定基础公司长期为航空客户提供航空设备维修、航空设备产品及综合保障服务,拥有多年的航空维修服务经验和航空设备研制经验。公司具备维修维护几千多项航空设备的技术服务能力,机型涉及了波音系列飞机、空客系列飞机、各种直升机、支线飞机等40多种机型,公司还是BAESYSTEM、C IRCOR AEROSPACE、KIDDE AEROSPACE、UNIVERSALAVIONICS等多家国际知名OEM授权的维修中心,对其航空设备原理、运行状态以及故障机理非常熟悉。公司相继推出了飞行参数记录器、综合数据采集诊断、HUMS 等飞机监测设备以及综合自动检测设备等系列产品,掌握了航空装备研制的技术、标准与管理等方面的知识与经验,积累了大量用于故障分析的数据。因此,公司在航空设备维修保障方面的经验保证了对飞行参数、综合数据采集诊断、HUMS 系统等航空设备的深入了解,并积累了大量用于故障分析的数据;同时在航空设备研制方面的经验保证了对适航标准、数据采集方法、传感器等拥有较为丰富的实践基础,为本项目提供了技术储备和保障。(4)良好的市场口碑为项目实施提供市场支撑航新科技以雄厚技术实力和完备服务赢得了世界范围的认可和信赖——被美国航空周刊集团授予“年度亚太区最佳独立 MRO 供应商”称号,拥有包括中国民航总局(CAAC)、美国联邦航空局(FAA)、欧洲航空安全局(EASA)等多项全球主要适航体系认证,并成为波音公司在华首批授权维修服务商。同时,由于在质量、维修周期和服务方面表现优异,数多家国际知名 OEM 授权航新科技为其维修中心,为中国及周边国家提供一站式服务。在军机领域,公司获得一系列军工认证,成为中国航空兵军机所用机载设备、ATE 多功能集成测试系统平台、新一代数据信息综合管理诊断系统的重要科研生产基地之一;公司相继被评为国内民用“军民一体化装备维修保障”试点单位,“一体化保障典范”和“技术支援保障优质单位”,“某部队装备技术支援保障优质单位”等。航新科技先后荣获“军队科技进步奖”、“高新技术企业”、“国家火炬计划重点高新技术企业、“广东省企业技术中心”等殊荣,拥有国家发明专利数十项,软件著作权近百项;并与中航工业旗下若干主机厂所、一流大学的教学科研团队积极开展全方位技术合作、协同创新。综上,品牌形象的树立是公司业务发展的基础和保障,公司良好的市场口碑也为本项目实施提供了有力的市场支撑。

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年产20亿件汽车高强度紧固件生产线建设项目可行性研究报告

年产 20 亿件汽车高强度紧固件生产线建设项目(一期)的基本情况(一)项目概况该项目的实施主体为浙江长华汽车零部件股份有限公司,拟在慈溪市高新区 新建紧固件生产基地,总设计产能为年产 20 亿件汽车高强度紧固件产品。本次募集资金 35,894.77 万元,建设该项目一期工程。一期建成后,可年产 9.25 亿件高强度紧固件。公司将打造非标自动化生产线,建 立精益生产模式,配套相应的设备、信息化系统及人员,扩大轻量化、高强度紧 固件产品的生产规模,进而有效降低公司单位生产成本,提高生产效率,提升公司收益。(二)项目实施的必要性与可行性1、项目实施的必要性紧固件在汽车制造领域应用广泛,在整车生产过程中对各零部件之间的功能衔接发挥着重要“桥梁”作用。随着我国汽车制造业回暖与新能源汽车市场需求的迅速增长,高强度紧固件的市场前景良好。公司现有紧固件产能已不能满足长远发展需要,亟需通过新建生产基地,扩大生产规模。同时,随着汽车车型的日益多样,整车厂商对汽车零部件的供应要求日趋个性化、定制化、小批量化,公司需提升紧固件产品高质量水平生产及快速交货能力,以进一步巩固提升市场份额。本项目将借助公司丰富的紧固件生产经验,通过引进全自动材料磷化线、高速冷镦机、厢式退火炉、调质热处理生产线等高度自动化的生产设备,进一步提升生产效率和提高产品质量。项目建成后,对公司紧固件产品实现高端化、自动化的战略发展目标提供重要支撑。2、项目实施的可行性公司始终高度重视产品和生产技术的研发工作,持续加大创新投入,通过自主研发、院校合作和参股日方合资公司等方式,积极吸收先进的技术经验,在长期的研发实践中形成了专业化的研发团队、完善的技术研发体系,技术能力不断提高。为顺应汽车产业轻量化发展趋势,公司对超高强度紧固件的选材、工艺做出了阶段性锁定,同时开展了铝合金紧固件的研发工作,加强了新能源发动机支架、充电器固定总成的配套开发投入,为该项目产品的开发生产布局了前瞻性研发规划。此外,基于汽车行业的特性,品牌整车厂对汽车零部件的供应商管理较为严格,上游零部件供应商需通过严格的考核机制才能建立长期战略合作关系。当前,公司与一汽大众、上汽大众、上汽通用、东风本田等合资品牌汽车主机厂以及长城汽车、上海汽车、东风汽车、奇瑞汽车等国内自主品牌汽车主机厂建立了稳定的合作关系,为各类整车厂提供上千种紧固件产品。截至目前,公司已荣获一汽大众“A 级供应商”、“质量最优奖”;上汽大众“A 级供应商”;上海通用“最佳支持供应商奖”等多项荣誉资质。2016 年至 2018 年,公司连续三年荣获东风本田“优秀供应商”称号;2019 年,公司获得东风本田“2019 年度供应商 NHC发表会华东地区铜奖”,行业客户的高度认可,使得本项目产品具有稳定的市场消化渠道。(三)项目投资构成本项目拟投资 35,894.77 万元,具体投资情况如下:(四)项目经济效益本项目的建设期为 2 年,完全达产后预计年营业收入为 55,056.00 万元。本项目预计税后内部收益率为 18.74%,具有良好的经济效益。

大君主

流浪地球中的行星发动机可行性分析

流浪地球中人类为了推动地球离开太阳系,建造了1万多座行星发动机,这些发动机高达11,000多米,比珠穆朗玛峰还高两三千米,每一台可产生150亿吨的推力,但是它们所用的燃料只是地球上最常见的石头,也就是电影中所谓的“烧石头”了,这是怎么回事呢?石头真的可以当燃料产生能量吗?这技术真的可行吗?我们现在一本正经的从现有的科学理论上分析探讨一番,重核反应是片中行星发动机采用的技术。电影里称之为“行星发动机”,而小说里却称之为“上帝的喷灯”,有人说这么多的发动机,能源用什么?电能?核能?这个大家不必担心,作家刘慈欣已经做出了解释,用的是一个叫“重元素聚变”的技术,而燃料就是地球最不缺的石头,一旦这10000台发动机全部运行,能够产生150万亿吨的推力,但是现实中地球的重量高达约60万亿亿吨,还不加入引力的情况下,这真的能推动吗?目前人类的原子技术最高层次是核聚变技术,但是人类的技术现驾驭不了无法通过核聚变的持续放能。电影中的重核聚变可以看做是核聚变技术升级版。电影中的行星发动机推力150万亿吨,事实推力是不够的,经测算每台发动机的推力要放大100倍才勉强能推动地球,行星发动机的原料是石头,重核反应能将1%的质量转变成能量推动地球飞出太阳系,可以想象经过几千年要消耗多少物质。但以人类的技术来看,能实现氢元素核聚变就已经谢天谢地了,因为到现在为止连氚氘聚变都没有实现,当然我们可以假设氢聚变已经实现,那么看看燃料够不?假设行星发动机的速度为:10万千米/S那么大致需要消耗9.96155×10^17吨氢元素才能勉强达到逃逸速度!地球所有水的体积约为1.386×10^18立方米看起来好像足够,但很抱歉我们如何加速从太阳系出发,就需要如何泊入新的恒星轨道,那么可能需要同样的燃料来减速,可能比邻星的质量比较低,那么需要降低到更低的速度才可以,当然至少得×2,很明显这燃料质量已经超过水体总量了,而根据H2O的水组成,氢元素只占一部分!那么这就很清楚啦,燃料不够!有一个比喻很形象,地球就是一个鸡蛋,而我们生活的地壳就是那层薄薄的蛋壳,假如在上面施加的压力大了就会破裂或者移位,当然有一个梗,就是《流浪地球》剧组请了两位中科院的科学家演算这个方案是否可行,人家当场就方案吵起来了,意见不统一,但吵架归吵架,会把地壳压破裂却是意见一致!当然了科幻电影不可能完全符合现有科学理论的,合理的想象是必要的。欣赏电影剧情度过一个愉快的假期才是电影带给我们的。

调而间乎

燃料电池汽车项目可行性研究报告-燃料电池汽车路径为先商后乘

燃料电池汽车项目可行性研究报告-燃料电池汽车产业发展路径为先商后乘与锂离子电池相比,氢燃料电池有续航距离更长,充电时间更短的优势。但是由于较高的成本和技术要求,氢燃料电池尚未实现大规模产业化。氢燃料电池汽车的研发与商业化应用在日本、美国、韩国、欧洲等国家迅速发展,各国均制定了燃料电池行业中长期发展规划并投入巨额补贴,日本等甚至将发展氢能和燃料电池技术提升到了国家战略层面。目前,燃料电池根据其应用场景不同可大体分为交通运输用、固定式、便携式燃料电池,近年来需求量均呈现爆发式增长。根据亿华通招股书援引E4tech的统计数据,2019年度全球燃料电池出货量达1129.6兆瓦,2015年-2019年复合增长率达到39.52%,其中交通运输领域需求上升尤为显著,年复合增长率达68.13%。燃料电池整体应用领域由以清洁电站、辅助电源为应用场景的固定式电源向以交通运输为应用场景的车用电源转变。近年全球分应用领域燃料电池出货量“十五”期间,氢燃料电池汽车即被确立为我国新能源汽车发展的主要技术路径之一。我国燃料电池汽车销量于2016年开始快速起步,之后4年燃料电池汽车销量年复合增长率达到63.26%,2019年度我国燃料电池汽车上牌量达2737辆,较2018年度同比增长79%,表明我国燃料电池汽车产业已经从政府主导的技术探索、示范运营阶段发展至商业化初期阶段。根据中国汽车工程学会编制的《节能与新能源汽车产业技术路线图2.0》,到2030-2035年将实现大规模商业化推广累计100万辆,燃料电池系统产能超过10万套/企业,整机性能达到与传统内燃机相当。2015-2019年国内燃料电池汽车上牌数(辆)我国燃料电池汽车保有量和企业产能规划中国燃料电池汽车产业发展路径为先商后乘,即通过商用车发展规模化降低燃料电池和氢气成本,同时带动氢能基础设施建设,后续拓展到乘用车领域,主要由于:1)我国城市人口密度和人口基数普遍较大,公共交通运输系统发达,公交车与城市客车保有量较大;2)商用车一般存在固定路线,沿线建设加氢站可有效提升加氢站利用率,且燃料电池汽车从技术特点上更适合中长途、中重载运输体系;3)我国依托政策优势可快速进行公共交通体系及城市配送领域的商业化推广,燃料电池公交车、城市客车、城市物流车节能减排效果显著,可有效缓解因燃油车油耗及碳排放较高带来的环保压力。目前我国燃料电池汽车在售车型主要来自于宇通客车、北汽福田、中通客车、申龙客车等商用车企业,同时上汽集团、长城汽车等车企纷纷在燃料电池乘用车领域进行布局。新源动力是中国第一家致力于燃料电池产业化的公司。主要从事氢燃料电池膜电极、电堆模块、系统及相关测试设备的设计开发、生产制造和技术服务,处于产业链中游核心位臵。新源动力2018年实现营业收入7699万元,净利润507万元;2019年实现营业收入7886万元,净利润-893万元。我们认为,氢燃料电池目前渗透率不高,但前期卡位需要巨大的研发投入,实现关键零部件的国产化。车用燃料电池产业链电堆作为燃料电池系统的核心组成部分,对燃料电池发动机的关键性能和成本具有较大的影响。电堆被称之为燃料电池发动机系统的心脏,是燃料电池发动机的动力来源,其主要由多层膜电极与双极板堆叠而成。燃料电堆的研发和生产具备较高的技术壁垒,新源动力是国内少有的能够独立生产电堆并经过多年实际应用的公司。膜电极是燃料电池发生电化学反应的场所,由质子交换膜、催化剂与气体扩散层结合而成,是燃料电池电堆的核心部件,对电堆的性能、寿命和成本具有关键影响。新源动力已经实现了自主研发的高功率密度、强环境适应性和车用高耐久性膜电极的量产。在行业市场空间方面:我们在《节能与新能源汽车产业技术路线图2.0》的基础上做更保守的估计,假设2025年我国氢能源汽车保有量将达5万辆,其中包括1万辆商用车和4万辆乘用车,即至少平均每年新增2000辆商用车和8000辆乘用车。截至2019年末燃料电池汽车发动机系统供应商分布根据以上假设,我们可以保守估计,到2025年,新源动力将为超过2000*5%=100辆商用车和8000*5%=400辆乘用车提供电池系统,参考亿华通招股书公布的电堆单价,我们保守假设未来电堆价格有一定的下降,按每辆乘用车电堆40万元,每辆商用车电堆80万元计算,这意味着2025年2.4亿元的年收入,为新源动力2019年营业收入的3.08倍。燃料电池发动机及电堆成本受规模效应影响情况根据国务院在2020年10月20日发布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,我国在2025年,新能源汽车新车销量将占到全部汽车新车销量的20%。我们认为,在同期,销售结构中,新能源汽车占比能达到同样或更高的水平:1)在技术方面有优势,在定增后将投建的欧洲研发中心项目将进一步强化新能源汽车热管理系统零部件研发,布局汽车空调管路前瞻技术,帮助改善销售结构。2)得益于欧洲不断加强碳排放控制,各国出台了燃油车禁售时间表,海外业务的销售对象或将有更多的新能源车型,这将改善销售结构。我们保守估计,在2025年,汽车热循环系统零部件的销售对象中,非新能源:新能源汽车比例与行业相当,即4:1。根据中国产业信息网的研究,燃油车单车的空调管路等设备的价值在200元左右。由于新能源汽车需要的热管理管路更多,技术要求更高,我们估计热管理系统零部件对新能源汽车的单车销售额为燃油车的3倍,在600元左右。假设2019年公司热管理系统零部件供应的车量中,新能源车占比为4.7%,即与当年国内新能源车销量占总销量的比例相一致。那么我们可以计算出公司热管理系统零部件的平均单车销售额约为600*4.7%+200*95.3%=219元。我们保守假设2025年公司下游客户中新能源车型的占比为20%,则平均单车销售额将达600*20%+200*80%=280元。这意味着相比2019年,2025年的平均单车销售额将上升约27.85%。二是国内外整体汽车销售的稳定上升。2019年,我国汽车行业在转型升级过程中,受中美经贸摩擦、环保标准切换、新能源补贴退坡等因素的影响,承受了较大压力,总销量较2018年下滑较大。2020年,尽管面对了新冠疫情的冲击,但是随着国内疫情情况的迅速好转,汽车销量较2019年总体稳定。中汽协常务副会长兼秘书长付炳锋在2021年中国汽车市场发展预测峰会上提出,2025年国内汽车销量有望达3000万辆,这相对于2020年的2531万辆增长超18%,CAGR达3.46%。2018-2025年国内汽车销量情况和预测在汽油车发动机领域,进入21世纪后,EGR技术在汽油发动机上的降低油耗功能得到重视。汽油发动机上搭载使用EGR技术,通过废气循环能够抑制爆震,降低最高燃烧压力和温度,从而提升燃油功效,达到降低油耗的目的。这意味着,EGR技术可以同时提高汽油车经济方面和排放方面的竞争力,因此EGR技术在汽油车发动机领域迅速得到应用推广。目前,国际上丰田、福特、克莱斯勒等汽车制造商的主要车型均已开始配套汽油EGR技术,以达到提升燃油效率的目的。第一章总论1.1燃料电池汽车项目背景1.2可行性研究结论1.3主要技术经济指标表第二章项目背景与投资的必要性2.1燃料电池汽车项目提出的背景2.2投资的必要性第三章市场分析3.1项目产品所属行业分析3.2产品的竞争力分析3.3营销策略3.4市场分析结论第四章建设条件与厂址选择4.1建设场址地理位置4.2场址建设条件4.3主要原辅材料供应第五章工程技术方案5.1项目组成5.2生产技术方案5.3设备方案5.4工程方案第六章总图运输与公用辅助工程6.1总图运输6.2场内外运输6.3公用辅助工程第七章节能7.1用能标准和节能规范7.2能耗状况和能耗指标分析7.3节能措施7.4节水措施7.5节约土地第八章环境保护8.1环境保护执行标准8.2环境和生态现状8.3主要污染源及污染物8.4环境保护措施8.5环境监测与环保机构8.6公众参与8.7环境影响评价第九章劳动安全卫生及消防9.1劳动安全卫生9.2消防安全第十章组织机构与人力资源配置10.1组织机构10.2人力资源配置10.3项目管理第十一章项目管理及实施进度11.1项目建设管理11.2项目监理11.3项目建设工期及进度安排第十二章投资估算与资金筹措12.1投资估算12.2资金筹措12.3投资使用计划12.4投资估算表第十三章工程招标方案13.1总则13.2项目采用的招标程序13.3招标内容13.4招标基本情况表第十四章财务评价14.1财务评价依据及范围14.2基础数据及参数选取14.3财务效益与费用估算14.4财务分析14.5不确定性分析14.6财务评价结论第十五章项目风险分析15.1风险因素的识别15.2风险评估15.3风险对策研究第十六章结论与建议16.1结论16.2建议关联报告:编制单位:北京智博睿燃料电池汽车项目申请报告燃料电池汽车项目建议书燃料电池汽车项目商业计划书燃料电池汽车项目资金申请报告燃料电池汽车项目节能评估报告燃料电池汽车行业市场研究报告燃料电池汽车项目PPP可行性研究报告燃料电池汽车项目PPP物有所值评价报告燃料电池汽车项目PPP财政承受能力论证报告燃料电池汽车项目资金筹措和融资平衡方案

森繁

燃料电池产业链建设项目可行性研究报告-潍柴动力

本次非公开募集资金总额预计不超过 1,300,000.00 万元,扣除发行费用后拟全部投资以下项目:本次投资项目必要性和可行性分析(一)资金使用的必要性1、燃料电池产业链建设项目(1)领先布局新能源,抢占行业发展先机近年来,公司持续开展新能源动力总成及零部件的技术开发与研究,领先布局新能源业务产业链,初步形成了覆盖面较为广泛的燃料电池发动机产品系列,加大了燃料电池客车及加氢站的多领域应用。公司推出系列化的两挡动力总成、电机控制器等新产品,加快 AMT、AT 产品自主研发及第二代新能源纯电系统产品开发。同时,通过深入研究新能源车联网系统, LKA 开发应用亦有序进行,商用车先进驾驶辅助系统逐步投入生产和销售。通过系列领先布局,公司新能源产品的市场竞争力大幅提升。《新能源汽车发展规划 2021-2035》提出,2021 年起,重点区域公共领域新增或更新新能源汽车比例不低于 80%;2025 年新能源汽车销量占总销量的 20%左右;2035 年纯电动汽车成为新销售车辆的主流,公共领域用车全面电动化,燃料电池汽车实现商业化应用。新能源动力总成业务未来市场空间巨大,该项目前瞻性布局有利于公司抢占行业先机。(2)新能源发展战略是公司长远发展的战略目标潍柴动力 2020-2030 战略提出,“到 2030 年潍柴新能源业务要引领全球行业发展”,成为全球领先、拥有核心技术的新能源动力系统解决方案提供商,必须加快新能源产品的研发投入和生产建设,新能源产业化是推动新能源产品开发和产业化落地的产业基础。目前,潍柴动力是全球氢燃料电池领军企业加拿大巴拉德动力系统公司第一大股东,同时是全球固态氧化物燃料电池技术领导者英国锡里斯动力控股有限公司第一大股东,研发资源丰富,并逐步掌握新能源关键核心技术。本项目的实施更有利于新能源产业化落地,建立国际一流的新能源技术链与产业链,推动公司新能源业务发展。2、全系列国六及以上排放标准 H 平台道路用高端发动机项目(1)我国正处于由制造大国向制造强国转变的历史重要阶段,高端动力产品市场前景广阔内燃机工业是我国重要的基础制造业,通过多年的持续创新发展,我国内燃机产品技术水平和创新能力与国外先进水平差距逐渐缩小,但是仍然有较大提升空间。依托国内内燃机行业实力强大的标杆企业进行研发创新,打造具有世界一流水平的发动机,才能带动我国内燃机行业整体转型升级。近年来,公司坚持创新驱动,依托全球协同研发资源,加速产品迈向高端市场,打造了“N+H+M”新一代高端发动机平台。随着全系列道路国六产品完成升级开发,公司在新一轮排放升级中优势地位明显。受国家基建投资拉动,以及排放法规升级、治超治限、运输结构调整等积极因素影响,高端动力市场空间广阔。(2)全力提升公司智能化制造水平,助力实现“双百万”发动机目标潍柴动力作为装备制造业的龙头企业,积极响应国家产业政策号召,在转型升级及新旧动能转换中积极把握市场机遇,推动企业高质量发展。本项目实施重点着力数字化产业园建设,产业园设计之初就体现了数字化、自动化、柔性化、少人化、节能环保等特性,该项目的实施将有利于推动发动机产品数字化技术的发展,助力发动机生产能力和品质的提高,实现公司高端动力产品由“制造”向“智造”的跨越。公司基于 2020-2030 战略发展规划,提出了“双百万”发动机销售目标,公司现有发动机产能有待进一步提升。通过本次非公开发行募集资金投资项目的实施,将实现对现有工厂的数字化、智能化升级,进一步强化相关产品的竞争力,持续稳固核心业务领先地位。3、大缸径高端发动机产业化项目(1)契合国家高端装备制造业发展战略,有助于提升公司国际市场竞争力,实现大缸径高端发动机国产替代,在高端领域形成自主品牌核心竞争力2020 年 11 月,中共中央发布的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》提出,立足我国产业规模优势、配套优势和部分领域先发优势,打造新兴产业链,推动传统产业高端化、智能化、绿色化,发展服务型制造。目前大缸径高速发动机全球市场容量约 14 万台/年,产品附加值高,但长期以来绝大部分市场份额被外国品牌占据。为满足国内船舶动力市场对大功率高端柴油机的需求,打破国外品牌产品的市场垄断,潍柴动力自主开发了具有世界先进水平的大缸径高端发动机产品,与国外产品相比,具有明显的成本优势和综合服务优势。本项目实施有助于提高公司大缸径高速发动机产品国际竞争力。(2)强化大缸径高速发动机试验能力,加快推动公司产品转型升级随着潍柴动力产业转型升级加速,大缸径高端柴油机的研制和生产能力逐步提升。但由于该类产品体积重量较大,试验保障系统复杂,公司现有的发动机试验资源不能满足大缸径产品的试验需求,大缸径高速发动机尚无专业的试验基地,试验资源的不足将严重制约产品的开发和生产进度。本项目实施将为大缸径高速发动机的开发提供试验支持,为大缸径高端产品的规模化批量生产提供保障。4、全系列液压动力总成和大型 CVT 动力总成产业化项目(1)中国液压件国产替代空间巨大液压产品应用领域广泛,随着产品技术与生产工艺的逐步成熟,液压产品适用领域不断拓宽,目前全球液压工业已进入相对成熟阶段。目前全球液压市场规模约 300 亿欧元,中国市场约 600 亿元。从全球范围来看,中国液压市场需求增长最快,市场地位越来越高,目前是仅次于美国的全球第二大液压市场。虽然目前中国工程机械行业国产品牌份额已经较高,但中国液压市场仍被三大外国品牌占据大比例份额,液压产品的国产化替代空间大。本项目的实施将有助于国内高端液压件制造能力、工艺水平、研发能力的提升,有助于相关管理人才、技术人才的培养,对提升国内装备制造业的整体水平有积极作用。(2)CVT 动力总成是农业装备升级重要方向目前,欧美国家市场的 CVT 拖拉机渗透率较高,中国市场仍以传统拖拉机为主,CVT 拖拉机渗透率偏低。近年来,在农业生产集约化、农业装备高端化发展的大背景下,中国 CVT 拖拉机行业需求有所提升,有较好的增长前景。近年来,公司战略收购奥地利威迪斯 51%股权,成为其控股股东,有效填补了农业装备 CVT 动力系统的关键技术空白,掌握了相关核心技术,通过发挥协同优势,打造“潍柴发动机+液压 CVT”高端农业装备动力总成。5、补充流动资金本次募集资金补充流动资金将主要用于建设基于全生命周期的后市场智能服务体系,创新服务渠道、延展服务周期、整合全要素服务资源,在发挥巨大的保有量优势前提下,打造全周期、全系列的后市场服务体系,成为业务利润的重要组成部分。

高温合金项目可行性研究报告——现代工业装备领域的关键材料

高温合金项目可行性研究报告——现代工业装备领域的关键材料高温合金在军民工业领域运用广泛,是制造发动机以及燃气轮机热端部件的关键材料。国防建设的需求以及国家的大力支持持续推动着高温合金产业的发展,市场前景广阔。一、高温合金简介高温合金是指一般以铁、镍、钴为基,能在大约600℃以上的高温下抗氧化或腐蚀,并能在一定应力作用下长期工作的一类合金。铁基高温合金使用温度一般只能达到700℃左右,多应用于交通运输、石油化工、矿山冶金等领域;钴基高温合金受限于钴元素的开采和使用,尚无法实现大范围的推广应用;镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位,可以在高于1000℃的恶劣环境中保持较好的力学性能,因而广泛地用来制造高性能的航空发动机和各种工业燃气轮机的最热端部件。在研发应用中,一般按制备工艺划分成铸造高温合金、变形高温合金和其他几类新型高温合金。其中变形高温合金应用最为广泛,大致占比达70%,铸造高温合金和新型高温合金分别为20%、10%。1、高温合金的分类应用从航空航天向其他工业领域扩展高温合金材料具备优良的耐高温、耐腐蚀、抗疲劳,最初因制造工艺复杂,量产困难,主要应用于航空航天领域。随着技术的发展和产量的提升,逐渐被应用到电力、机械、工业、汽车等领域。据Roskill统计,全球每年消费高温合金材料约30万吨,其中约55%用于航空航天领域,其次是电力领域,占20%。高温合金应用领域高温合金应用领域在航空航天领域,高温合金是制造航空航天发动机热端部件的关键材料。在液体火箭发动机中,高温合金应用比例接近总重量的一半,逐渐呈现出复杂化、薄壁化、复合化、多位一体、无余量的趋势。在先进的航空发动机中,关键的热端承力部件均为高温合金,高温合金用量占发动机总重量的40%-60%以上,发动机的性能水平在很大程度上取决于高温合金材料的性能水平。在民用工业领域,高温合金应用面不断扩大,特别是耐高温耐腐蚀合金在石油化工、玻璃和玻纤以及机械制造等行业的应用有明显的进展。以工业燃气轮机为例,其需求快速增长,除用于发电外,还用于舰船动力、天然气输送的加压站等。此外,纳米材料系列、生物医学材料系列、电子工程用靶材系列等高温合金产品也在不断发展,以满足相关高温的腐蚀环境要求。2、政策支持下我国高温合金快速发展我国高温合金研发起步较国外发达国家晚,在国防建设需要以及国家的大力支持下,经过几代人的努力,我国高温合金已完成了从仿制、改进到创新的转变,合金的耐温性能从低到高,新型材料得以开发,生产工艺不断改进且产品质量不断提高,并建立和完善了我国的高温合金体系。最新出版的《中国高温合金手册》已包含201个合金牌号,可供航空、航天及其他工业部门选用。师昌绪院士将我国高温合金的发展分为三个阶段。第一阶段从1956年至20世纪70年代初,是我国高温合金的创业和起始阶段,由苏联专家指导下炼出的第一炉高温合金GH3030拉开序幕。1960年后,国际形势要求我国必须独立自主的研制和生产主要歼击机发动机所需的各种高温合金材料,该阶段主要成果是仿制前苏联高温合金为主体的合金体系。第二阶段从20世纪70年代中到90年代中期,这是我国高温合金的提高阶段。材料研制全面引入欧美技术,参照国外的技术标准,在生产过程中建立严格的质量管理体系,学习规范质量检测标准。这一阶段,研制成功了多种新型的高温合金,生产工艺技术和产品质量控制达到了一个新的高度。第三阶段是从20世纪90年代中至今这段时间,这是我国高温合金发展的新阶段。该阶段,我国应用和开发出一批新工艺,研制和生产了一系列高性能、高档次的新合金。现在国内已形成了一批具有一定规模的母合金生产厂、锻件热加工厂、精密铸件厂和研究机构。高温合金的升级对于航空航天及其他工业部分的发展都有着重要的意义。特别是在航空航天领域,可以说一代材料一代新型发动机,材料是产业升级的基础。高温合金新材料及先进制备技术的研究,助力航空航天发动机向更高承温、更高性能、更低重量、更高可靠性、更低成本、更易维护等方向发展。为了促进高温合金行业的发展,近年来国家也出台了一系列支持政策。高温合金相关产业政策二、供给不足,行业生态健康我国高温合金产业发展较快,但技术与世界先进水平仍存在差距,并且国内生产能力不足,高端品种尚未实现自主可控,供需缺口较大。高温合金新进入壁垒高,产能增长以现有厂商扩产为主,增速较为缓慢。业内竞争格局良好,主要厂商形成竞合关系。行业特性促使高温合金成为单价高、毛利高品种。1、国内供应存缺口,单价高、毛利高自1956年第一炉高温合金GH3030试炼成功,迄今为止,我国高温合金的研究、生产和应用已经经历了60多年的发展。60年的时间里,我国高温合金从无到有,从仿制到自主创新,取得了不凡的成绩。但目前来看,我国高温合金仍存在供应缺口,且高端品种尚未实现自主可控。关于高温合金的产销量,市场没有统一计算口径。特钢协会数据显示2019年会员企业高温合金钢产量为8499吨。2018年我国高温合金材料年生产量约3.5万吨左右,消费量达5.9万吨。2018年我国高温合金产量约2.2万吨,市场需求量约3.7万吨。总体反映出高温合金市场存在40%左右的供给缺口。因高温合金产品具有很高技术含量,要求一定的技术储备和研发实力,进入壁垒相对较高。高端产品产能增长将主要依靠现有企业产能的扩张,但实际有效产量增长较小,市场缺口短期较难填补。2003-2019年重点优特钢企业高温合金钢产量(吨)同时,我国高温合金材料对进口的依赖度依旧较高。一是因技术相对落后,高端产品未完全国产化。在技术水平上,我国与美国、俄罗斯等国仍有着较大差距。比如在重型燃气轮机、深海石油等应用量大的产业,以及更高性能航空航天发动机等领域,相关高温合金材料产品还没有完全实现国产化,产品依赖进口。高温合金的特性及产业结构促使其价格及毛利始终保持较高水平。以抚顺特钢、钢研高纳、图南股份为例,近三年其高温合金产品均价在12-22万元/吨水平,毛利率保持在30%左右,具体因产品结构、产品附加值高低、下游属于军品或民品客户,原材料价格变动、成材率情况而不同。分公司高温合金销售均价(万元/吨)分公司高温合金毛利率水平(%)2、业内竞合关系为主,进入壁垒高高温合金行业生态健康,企业间主要为竞合关系。一方面因为行业总供给尚不能满足国内需求,企业均以努力实现技术创新、扩大产能、满足市场需求为目标共同发展。另一方面因为高温合金广泛应用于军工领域,自主可控要求下很多对供应商设置了双流水制度。高温合金进入壁垒高,体现在技术壁垒、销售渠道、资金实力等方面。且新进入者往往面临产品成材率低的问题,需要经历较长的时间探索,进行工艺改良,通过经验总结,提升产品成材率。高进入壁垒将使行业未来一段时间内竞争格局仍有望保持良好状态。高温合金材料具有很高的技术含量,特种冶炼、精密铸造等工序均需要技术沉淀,尤其是航空航天类应用产品对质量可靠性、性能稳定性、产品外观尺寸精确性等方面都有着非常苛刻的指标要求,加之后续工艺改良及成材率提升的行业发展要求,都需要长期经验积累,高温合金对企业技术储备、研发实力和人才培养要求很高。2019高温合金相关企业研发支出占比及研发人员占比(%)在销售渠道方面,一是行业存在准入壁垒,高温合金应用于军品相关生产活动必须通过严格审查并取得军工资质;在民用航空发动机、核电装备等领域,也存在相应的资质认证管理体系,生产厂家需要通过获得相关行业准入资质和认证,才能进入市场。二是市场先入优势明显,高温合金主要应用于各种极端恶劣环境下,故对下游客户而言,性能稳定性和质量可靠性是其最重要的考虑因素,高温合金产品通过下游客户系统认证所需时间周期可长达3-5年,因此用户在经过严格的试用程序而选定供应商后,一般不会再轻易更换,后入者打通销售渠道难度大幅增加。在资金方面,高温合金企业前期需投入大量资金购置先进生产设备,且产品研发周期较长,公司需持续投入支持新产品的迭代更新。3、未来三年有万吨产能增量因为高温合金领域新进入者壁垒较高,行业产能增量主要来源于现有企业扩产。近年来,随着下游需求的快速增长,高温合金供不应求,主流厂商纷纷扩建以满足发动机、石化等领域的新增需求,在国家政策导向下国产替代进程加速。但因生产工艺复杂,产品牌号众多,且存在下游认证周期长等问题,实际产量增速或小于产能增速。三、需求放量,市场增长可期我国高温合金需求增长迅速,供需缺口短期难以弥补。发动机领域,军用飞机数量增加,发动机维护以及发动机国产替代工作的推进,高温合金需求量增长明确。燃气轮机国产替代进程不断加速,在海军舰艇建设以及燃气轮机装配比例提升,天然气管网大规模建设以及燃气发电项目增长下相关领域高温合金需求前景巨大。汽车方面,国内汽车产量的提升以及国内涡轮增压车型占比持续提升,高温合金消费量将持续上涨。此外,在航天、核电、石化冶金等领域,高温合金需求也在不断增长,预计2020-2025年间,需求复合增速达7.5%。1、航空发动机需求增长明确在先进航空发动机中,高温合金用量占发动机总重量的40%-60%以上,主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘四大热端部件,此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。发动机的性能水平在很大程度上取决于高温合金材料的性能水平。高推重比、低油耗和高可靠性是航空发动机发展的主要目标,为了提高发动机的推力和效率,要求尽可能提高发动机的涡轮进口温度,数据显示,推重比为10的发动机涡轮进口温度已达1580-1650℃。燃烧室是发动机各部件中温度最高的区域,燃烧室内燃气温度可达1500-2000℃,作为燃烧室壁的高温合金材料需承受800-900℃的高温,局部甚至高达1100℃以上。除需承受高温外,燃烧室材料还应能承受周期性点火启动导致的急剧热疲劳应力和燃气的冲击力。用于制造燃烧室的主要材料有高温合金、不锈钢和结构钢,其中用量最大、最为关键的是变形高温合金。导向器也称为涡轮导向叶片,用来调整燃烧室出来的燃气流向,是涡轮发动机上承受温度最高、热冲击最大的零部件,材料工作温度最高可达1100℃以上,但涡轮导向叶片承受的应力比较低,一般低于70MPa。该零件往往由于受到较大热应力而引起扭曲,温度剧变产生热疲劳裂纹以及局部温度过高导致烧伤而报废,因此导向器材料大多采用精密铸造镍基高温合金。涡轮叶片是涡轮发动机中工作条件最恶劣也是最关键的部件,由于其处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件。涡轮叶片在承受高温的同时要承受很大的离心应力、振动应力、热应力等。其所承受温度低于相应导向叶片50-100℃,但在高速转动时,由于受到气动力和离心力的作用,叶身部分所受应力高达140MPa,叶根部分达280-560MPa,涡轮叶片材料大多也是精密铸造镍基高温合金。涡轮叶片其结构与材料的不断改进已成为航空发动机性能提升的关键因素之一。涡轮盘在四大热端部件中所占质量最大。涡轮盘是航空发动机上的重要转动部件,工作温度不高,一般轮缘为550-750℃,轮心为300℃左右,因此盘件径向的热应力大,特别是盘件在正常高速转动时,由于盘件质量重达几十至几百千克,且带着叶片旋转,要承受极大的离心力作用,在启动与停车过程中又构成周期性的大应力低周疲劳。用作涡轮盘的高温合金为屈服强度很高、细晶粒的变形高温合金和粉末高温合金。在航空发动机领域,随着军机数量增加,发动机维护以及发动机国产替代工作的推进,高温合金需求量有望迎来较快增长。装备费占比持续提升,军机数量稳步上涨。2019年7月国务院新闻办公室发表《新时代的中国国防》白皮书,内容显示我国军费中装备费的占比持续提升,自2012年的36%提升至2017年的41%,军费增加用于加大武器装备建设投入,淘汰更新部分落后装备,升级改造部分老旧装备,研发采购航空母舰、作战飞机、导弹、主战坦克等新式武器装备,稳步提高武器装备现代化水平。2017年装备费增速有所放缓,后期随着军改基本完成,装备采购明显加速,军品订单恢复正常状态。《World Air Forces 2021》数据显示,我国军机数量为3260架,占世界军机总量的6%,2011年来,军机数量复合增长率约为2.6%。装备费增速及在军费中占比情况(%)我国军用飞机数量及增速(架,%)《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》在谈到军队建设目标时,首次提出"确保二〇二七年实现建军百年奋斗目标",这是对既往建军目标与时俱进的充实和具体化,充分体现了党中央立足国家发展和安全战略全局,奋力推进强军事业的战略意志和坚定决心。随着军用飞机数量的增长,对应航空发动机应用高温合金也有望迎来较快增长。此外,考虑到发动机实验、备货需求以及高温端使用寿命有限,存量发动机因飞行训练带来更换和大修需求,预期2020-2025年间,军用航空发动机领域高温合金需求复合增速有望达到6.5%。在民用航空领域,市场空间巨大,但全球市场已发展较为成熟,生产公司主要包括CFM、RR、GE、P&W等欧美企业,竞争格局相对稳定。国内民用航空发动机起步较晚,随着CJ1000商用大涵道比航空发动机关键部件的不断攻克,作为C919的国产替代发动机,未来有望成为国内民用航发批量应用的起点,形成高温合金新的增长点。燃气轮机发展前景巨大燃气轮机作为动力装置具有体积小、效率高、污染低、功率范围广等优点,广泛用于工业发电、舰船、石油及天然气管路输送、供热、矿井通风等领域。工业燃气轮机按功率等级划分大体分为微型、轻型、中型、重型4个等级。燃气轮机的效率和可靠性很大程度上取决于热端部件的技术水平,高温合金主要用于涡轮叶片、燃烧室和涡轮轮盘三大核心部件。以重型燃气轮机为例,目前形成了以美国GE、德国西门子、日本三菱重工为主的三大巨头高度垄断的局面,主流机型涡轮进口温度均在1350℃以上,热端部件的材料几乎均选用高温合金。燃气轮机涡轮叶片长时间连续工作在高温、易腐蚀和复杂应力下,与航空发动机涡轮叶片相比,对耐久性、抗腐蚀性要求更高。由于高度的合金化使得高温合金塑性降低难于锻压加工,同时,气冷技术需要的内腔形状复杂的叶片只有采用铸造技术才能做到,涡轮叶片材料由锻造合金向铸造合金发展。燃烧室是燃气轮机承受温度最高的部件,燃烧室材料应具有足够的高温机械强度、良好的抗热疲劳和抗氧化性、较高的高温高周疲劳强度及蠕变强度。从工艺看,燃烧室材料还需具有非常好的成形性能及焊接性能,焊后热处理开裂的倾向性要小。为了满足以上工况和工艺要求,燃烧室材料通常采用镍基高温合金。燃气轮机涡轮轮盘直径是航空发动机的3-6倍。涡轮轮盘轮缘长期工作在550-600℃,而轮盘中心工作温度则降至450℃以下。不同部位的温差造成了轮盘的径向热应力非常大,轮盘外缘榫齿在燃气轮机起停过程中会承受较高的低周疲劳载荷作用。故涡轮轮盘的材料在使用温度下应具有更高的抗拉强度和屈服强度,为此,除了合金钢和耐热钢,涡轮轮盘在选材上也应考虑选择具有良好综合性能的变形高温合金。在军用领域,海军舰艇建设以及燃气轮机装配比例的提升将带来高温合金的增量。美、英、苏、德、日等国在20世纪70年代以后建造的水面舰艇的主动力绝大部分采用全燃气轮机动力装置或柴油机-燃气轮机联合动力装置。40MW级燃气轮机用于万吨级驱逐舰、两栖攻击舰后续舰的综合电力推进系统原动机;20MW级燃气轮机用于万吨级驱逐舰及其后续舰、6000吨级驱逐舰、3000吨级护卫舰的机械推进主机或综合电力系统电站原动机;10MW级燃气轮机用于气垫登陆艇等特种和小型水面舰艇的综合电力系统电站原动机。我国燃气轮机技术相对落后。当前,我国国产舰船用燃气轮机已经完成国产化批产阶段,有望在我国未来大型护卫舰、大型驱逐舰和新型两栖登陆舰等水面舰艇上广泛引用。在民用领域,由于我国"西气东输"、"北气南下"和沿海经济发达地区能源结构调整,以及分布式能源发展的需要,国内燃气轮机作为中大功率天然气管道增压中途中最广泛的驱动机,市场需求旺盛,随着国产替代进程的加速,高温合金需求有望迎来快速爆发。2017年国家发改委及国家能源局印发《中长期油气管网规划》提出到2020年全国油气管网规模达到16.9万公里,其中天然气管道10.4万公里;到2025年规模达到24万公里,其中天然气管道16.3万公里的发展目标,则未来5年复合增速达到9.4%。2015年底,全国天然气管网为6.4万公里,2018年底,干线管道总里程达7.6万公里,复合增速5.9%,慢于规划目标。2019年底,国家管网集团正式成立,从事油气干线管网及储气调峰等基础设施的投资建设和运营,预期随着我国天然气用量的快速攀升,天然气管网建设速度将稳步提升。我们假设未来五年我国天然气主干管网建设速度每年提高1.4%,在2025年实现天然气管道16.3万公里的发展目标。从新疆轮南气田到上海市区,全长4000km,沿线约40个增压站。假设平均每100公里需要1个增压站,每个增压站平均装备1台燃气轮机,燃气轮机单体重量25吨,其中高温合金用量占比40%,成材率30%,则对应2025年高温合金需求达7333吨,复合增速达25.7%。重型燃气轮机市场的增量来源于天然气供应的增长,燃气发电项目增长带动高温合金需求。燃气发电具有能源转换效率高、污染物排放少、启停迅速、运行灵活等特点。2019年9月,国家能源局印发《国家能源局关于将华能南通电厂燃气轮机发电项目等24个项目列入第一批燃气轮机创新发展示范项目的复函》,明确就22个燃气轮机型号和2个运维服务项目开展示范,示范项目聚焦长期制约我国燃气轮机产业发展的热部件等关键核心技术装备,预期随着各项技术的突破,我国重型燃气轮机国产化率有望稳步提高。据东方电气集团募集说明书,近几年,我国市场每年将新增15个大型天然气发电项目,相当于新增30台燃气轮机。三菱重工M701F燃气轮机主体重415吨,假设大型燃气轮机单机重量400吨,其中高温合金用量占比20%,则重型燃气轮机对应年高温合金用量约2400吨。汽车用高温合金持续上涨车用高温合金主要应用于汽车涡轮增压器。涡轮增压技术是提高发动机效率、降低油耗、减少废气排放的重要手段。增压涡轮是增压器的核心部件,其耐受温度和使用寿命决定了整个增压器的工作温度和稳定性。随着增压器的转速提高、体积减小,其使用温度逐渐升高,目前排气温度已达1000℃以上,世界各国普遍将增压涡轮材料由耐热钢升级为铸造镍基高温合金,国内广泛应用K213、K418、K419、K4002等牌号合金。随着国内汽车产量的提升以及国内涡轮增压车型占比持续提升,高温合金消费量将持续上涨。汽车产量方面,2020年,疫情的爆发加速了汽车产业产销量触底的过程。随着相关刺激政策的推出,行业消费情绪回暖,汽车产销量稳步提升。4月,在2019年相对低基数作用下,汽车单月产销量恢复正增长,并保持较快增速。1-11月,汽车累积产量2237.2万辆,同比小幅下降3%。从长期来看,我国汽车行业发展空间巨大,从千人拥有量数据来看,2019年我国汽车千人拥有量为173,在世界银行发布的全球20个主要国家千人汽车拥有量中排名第17位,数量远低于美国的837、澳大利亚的747、意大利的695等。涡轮增压车型渗透率方面,据盖世汽车研究院,随着近年市场规模的增长,中国乘用车涡轮增压器渗透率不断提高,2016年到达32%,预计2020年渗透率将达到48%。在节能减排的发展趋势下,未来渗透率有望继续提升。我们假设未来五年我国汽车产量年增速为2%,涡轮增压器渗透率每年提升1%。据图南股份招股说明书,每万辆汽车涡轮增压器高温合金用量约为3.5吨,则对应2025年高温合金需求量达5182吨,复合增速达4.0%。核电建设稳步推进在核电装备制造业中,高温合金材料主要应用于承担核反应工作的核岛内。核电装备中主要使用高温合金的部件包括燃料机组、控制棒驱动机构、压力容器、蒸发器以及堆内构件、燃料棒定位格架、高温气体炉热交换器等。核电核准稳步推进,有望带动核电电源建设投资增长,进而拉动高温合金消费。日本福岛核事故发生后,2016-2018年我国核电核准进入停滞状态,直到2019年7月山东荣成、福建漳州和广东太平岭核电项目核准开工,标志着核电审批正式重启。2020年9月国务院常务会议核准海南昌江核电二期工程和浙江三澳核电一期工程,并指出积极稳妥推进核电项目建设,是扩大有效投资、增强能源支撑、减少温室气体排放的重要举措。据图南股份招股说明书,一座100万千瓦的核电机组消耗500吨高温合金。2020年6月,中国核能行业协会发布《中国核能发展报告(2020)》提出,"十四五"及中长期,核电建设有望按照每年6-8台持续稳步推进,预计2020年底,我国在运核电机组总装机容量达5200万千瓦,在建核电机组装机容量1900万千瓦以上;到2025年,在运核电装机达到7000万千瓦,在建3000万千瓦。假设未来每年新增500万千瓦核电机组,则预计带来的年高温合金需求量为2500吨。高温合金项目可行性研究报告编制大纲第一章总论1.1高温合金项目背景1.2可行性研究结论1.3主要技术经济指标表第二章项目背景与投资的必要性2.1高温合金项目提出的背景2.2投资的必要性第三章市场分析3.1项目产品所属行业分析3.2产品的竞争力分析3.3营销策略3.4市场分析结论第四章建设条件与厂址选择4.1建设场址地理位置4.2场址建设条件4.3主要原辅材料供应第五章工程技术方案5.1项目组成5.2生产技术方案5.3设备方案5.4工程方案第六章总图运输与公用辅助工程6.1总图运输6.2场内外运输6.3公用辅助工程第七章节能7.1用能标准和节能规范7.2能耗状况和能耗指标分析7.3节能措施7.4节水措施7.5节约土地第八章环境保护8.1环境保护执行标准8.2环境和生态现状8.3主要污染源及污染物8.4环境保护措施8.5环境监测与环保机构8.6公众参与8.7环境影响评价第九章劳动安全卫生及消防9.1劳动安全卫生9.2消防安全第十章组织机构与人力资源配置10.1组织机构10.2人力资源配置10.3项目管理第十一章项目管理及实施进度11.1项目建设管理11.2项目监理11.3项目建设工期及进度安排第十二章投资估算与资金筹措12.1投资估算12.2资金筹措12.3投资使用计划12.4投资估算表第十三章工程招标方案13.1总则13.2项目采用的招标程序13.3招标内容13.4招标基本情况表第十四章财务评价14.1财务评价依据及范围14.2基础数据及参数选取14.3财务效益与费用估算14.4财务分析14.5不确定性分析14.6财务评价结论第十五章项目风险分析15.1风险因素的识别15.2风险评估15.3风险对策研究第十六章结论与建议16.1结论16.2建议附表:关联报告:高温合金项目申请报告高温合金项目建议书高温合金项目商业计划书高温合金项目资金申请报告高温合金项目节能评估报告高温合金行业市场研究报告高温合金项目PPP可行性研究报告高温合金项目PPP物有所值评价报告高温合金项目PPP财政承受能力论证报告高温合金项目资金筹措和融资平衡方案

大王反国

航空发动机产业深度报告:中国航发无可替代,砥砺多年终迎腾飞

如需报告请登录【未来智库】。核心观点未来 10 年,我国军用航空发动机市场空间年均 726 亿人民币 从我国军费数据,国防白皮书数据出发,参照美国军费使用结构,我们自上而下测算得 出: 2019 年,我国军费中装备费约为 3927 亿左右,用于航空装备的采购费用约为 1276 亿,航空发动机采购市场为 319 亿人民币。从另一个角度,如我们自下而上,通过预测未来 10 年我国对各型飞机及其配套航空发 动机的市场需求来进行预测,预计未来十年中国军用发动机新增设备市场容量约为 498 亿美元,对应年均 340 亿人民币,与自上而下预测数据基本批量,平均后则年均市场 空间为 330 亿人民币。再考虑到发动机维修市场 396 亿人民币,预计我国军用航空发动 机市场空间年均 726 亿人民币。总量增长、国产替代、发动机后市场,三者为行业核心驱动因子 2018 年,我国主要的航空发动机供应商航发动力实现收入 231 亿,如剔除外贸转包 等业务,其核心航空发动机产品收入 197 亿。对比我国军用发动机总市场空间,预计 目前我国航空发动机的国产化率仍有较大提升空间。另外,虽然由于其他航空发动机维 修厂的数据不可得,但仅从航发动力的情况来看,目前我国航空发动机的维修能力也存 在不足。未来随着新型航空发动机的成熟,以及产能提升,军用市场:我国军用航空发 动机的总量增长,国产替代,以及维修市场,三者将为我国航空发动机产业提供巨大的 市场空间。民品市场:目前处于发展初期,具有大量空白等待填补。 国家投资力度不断加大,助力国产发动机技术突破 2016 年航发集团正式成立,2017 年我国两机专项正式实施,同时以航发资产、惠华基 金为代表的国家资本积极向产业链投资,有效促进了航空发动机的研发进程。航发集团是我国航空发动机研制的核心,仍有较大提升空间航发集团产品谱系基本实现全覆盖,在国内处于垄断地位,是产业链的核心。下属三家 上市公司,其中航发动力拥有四大主机厂,是我国发动机事业的行业龙头,但相较国外 龙头,航发动力在规模上有明显差距。在收入构成上,国外行业龙头的下游客户均以民品收入,军品收入仅占到总收入的 20-30%。发动机整机收入与后续的维修服务收入大致相当。但我国民用航空发动机市 场还是一片空白等待开拓。同时目前军品生产任务繁重,维修服务能力研制不足。从盈利能力上看,航发动力相较国外龙头,在毛利率上相差不大,但在营业利润率上长 期偏低。航发动力在人均产值、资产周转率上明显偏低,,我们认为,国内企业在经营 效率上仍有提升空间。一代新材料,一代新型发动机,材料领域有望先行成长在航空发动机研制过程中,设计是主导,材料是基础,制造是保障,试验是关键。发动 机性能的改进一半靠材料。据预测,新材料、新工艺和新结构对推重比 1215 一级发 动机的贡献率将达到 50%以上,从未来发展来看,甚至可占约 2/3。随着现代航空工 业对航空发动机的性能要求越来越高,对高端新材料的需求也将更加旺盛。作为行业上 游领域,看好行业景气度在航空发动机用相关材料领域的先行反应。一、航空发动机产业概况(一)什么是航空发动机 航空发动机,又被称为航空动力装置,它为航空器的飞行提供动力,被誉为航空器的“心 脏”。航空发动机的研制是航空产业链中的核心环节,在莱特兄弟发明飞机之前,尽管 不断有飞机设计方案出现,但都无法实现自由飞行,其中主要原因就是没有适于飞行的 动力系统。回顾航空发展历程,每一个里程碑式的成就,无不与航空发动机的技术进步 紧密相关:涡轮喷气式发动机的出现,使人类的航空活动扩大到了平流层;加力燃烧室 的采用,使飞机突破声障;Ma3 的飞机得益于发动机推重比的提高;旋转喷口发动机 使飞机的垂直起降成为可能;高涵道比涡扇发动机的问世使大型远程宽体客机得以成功; 推力矢量喷管为飞机提供直接控制力,从而实现超机动飞行;大幅度提高涡轮前温度, 则使四代机在不开加力条件下实现超声速持续巡航。因此,航空发动机不仅在狭义上为航空器提供飞行的动力,而且在广义上也是整个航空 工业发展的推动力。 燃气涡轮发动机是目前应用最广泛的航空发动机:主要由进气口、压气机、燃烧室、涡 轮和尾喷管组成。从进气口进入的空气在压气机中被压缩后,进入燃烧室与喷入的燃油 混合燃烧,生成高温高压燃气。燃气在膨胀过程中驱动涡轮作高速旋转,将部分能量转 变为涡轮功。涡轮带动压气机不断吸进空气并进行压缩,使发动机能连续工作。由压气 机、燃烧室和驱动压气机的涡轮这三个部件组成的一般称为核心机,又称为燃气发生器, 它不断输出具有一定可用能量的燃气。按燃气发生器出口燃气可用能量的利用方式不同,燃气涡轮发动机分为涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机。涡轮喷气发动 机在 20 世纪 50 年代曾广泛应用于军用和民用飞机,特别是超声速飞机上,目前大多 数已被涡轮风扇发动机所取代。涡轮螺旋桨发动机主要用于亚声速运输机、支线飞机和公务机;涡轮轴发动机用于直升 机。燃气涡轮发动机是 20 世纪 50 年代以来主要的航空动力形式,而且在可预见的未 来,还没有任何其他动力形式可以完全取代它。制造业皇冠上的明珠:高温、高压、高转速、高可靠性、耐久性和维护性是其基本特点。 在这些相互矛盾的高要求推动下,航空发动机经过长时间的发展已经成为人类有史以来 最复杂最精密的工业产品,每台零件数量在万件以上。因此,航空发动机被誉为“制造 业皇冠上的明珠”,它是一个国家科技、工业和国防实力的重要标志。(二)航空发动机行业发展现状 1、军用航空发动机发展至第五代,高推重比与高温是主要特征 从 40 年代末到 21 世纪初.喷气战斗机动力大致经历了四次更新换代。战斗机对发动 机的主要要求是:1、推重比高飞机轻,机动性好,由下表可见,发动机划代的一个主 要指标是推重比;2、耗油率低对于四代机要求具备不加力超音巡航能力;3、允许飞机 高机动飞行发动机抗畸变能力强,具有推力矢量喷管;4、隐身:红外;5、可靠性安全 性好;6、一次成本低.使用维修方便。提高推重比的主要措施是:1、提高每公斤空气流量的推力,为此提高涡轮前燃气温度 (2000K)和加力燃烧室温度(2100-2200K),这是非常有效的。由下表可见涡轮前燃气温 度是划代的另一主要特征;2、减重:采用先进结构,如整体叶盘,采用先进强度设计 技术,实现等强度设计等,先进材料轻但受力能力大铝镁合金。近年来,战斗机正朝多用途、宽包线方向发展,这促使研究者提出了变循环发动机概念。 变循环发动机通过改变发动机部件的几何形状、尺寸或位置来调节热力循环参数(如增 压比、涡轮前温度、空气流量、转速和涵道比等),将高、低涵道比发动机的优势合二 为一,使发动机可同时具备大推力与低油耗特性,使得发动机在各种工作条件下都具有 最佳的热力循环,从而对飞行速度和高度有良好的适应性。因此,变循环发动机受到各 航空强国的重视,是目前航空发动机的重要研究方向。2、民用航空发动机发展至第四代,安全性与经济性特点突出 民用大客机对发动机的要求与军机差别很大.各指标的相对重要性如下:1、安全性、 可靠性;2、经济可承受性;3、排放和噪音的要求不断提高。近年来绿色、低碳甚至已 成主要诉求,即在保证安全可靠的前提下.提高经济性,降低污染排放、降低噪音、增 长寿命,实现性能更加优化、控制更加智能化和对环境更加友好。由于大涵道比涡扇发 动机能更好满足上述要求,现代民用大客机均以此为动力装置。为了提高运行经济性、降低耗油率.基本的技术途径是提高发动机的涵道比提高总压比 以及问冷回热技术。通过对比民机主要参数的发展情况发现,民用航空发动机的涵道比 和总增压比明显增长,温度相应增加而耗油率则逐渐降低。而大涵道比的民航发动机是 在价格上与小涵道比的发动机相差了近一个量级。二、民用航空发动机市场:空间广阔,我国有望实现突破(一)民用航空发动机市场空间近 1400 亿美金据日本航空发展公司预测, 2019 年至 2038 年期间售出的发动机总数将为 87,685 台, 其中 80,764 台是提供给客机和货机的喷气发动机,而 6,921 台是于客用涡轮螺旋桨飞 机的涡轮螺旋桨发动机,如 2018 年市场价格测算,市场总价值将达到 1.36 万亿美元, 年均 680 亿美元。其中,喷气发动机将占 1.35 万亿美元,涡轮螺旋桨发动机将占剩余 的 150 亿美元。再考虑发动机维修后市场,预计民用航空发动机市场年均近 1400 亿美 金。如按推力进行划分,市场份额最大的是窄体飞机(例如 737 和 A320 系列)所需的 12,000 到 35,000 磅间的中等推力发动机,需求架数达到 48,929 台,占到总需求的 61%。其 次宽体客机(例如 777/787 和 A330 / A350 / A380)使用的 65,000 至 115,000 磅推力 的大型发动机,需求架数达到 18608 台,占需求数量的 23%。如考虑到价格,65,000至115,000磅推力的大型发动机将占据最大的市场份额,达6,283 亿美元,占总销售额的 47%。其次是 12,000 到 35,000 磅间的中等推力发动机,价值 5,581 亿美元,占总销售额的 41%。如按地区划分,亚太地区将是对飞机需求最高的市场,该地区发动机的需求数量为 35,343 台,占发动机销售数量的 40%,销售额为 5,789 亿美元,占销售额的 41%。其 次是欧洲的 18,005 台(占 21%)和 2,797 亿美元(占 20%),北美的 17,147 台(占 20%)和 2,562 亿美元(占 18%)。(二)民用航空发动机市场寡头垄断,美国优势明显 由于航空发动机的高技术、高投入,长周期、高风险等特点,行业进入门槛很高,全球 范围内航空发动机经过多年的发展,已呈现出典型、明显的寡头垄断格局。以大推力商 用航空发动机为例,目前主要是美国、英国和法国等国家企业占据垄断地位,军用航空 发动机也主要集中在美、英、法、俄、中等国家。其中 GE 通用电气、PW 普拉特·惠特尼、RR 罗尔斯·罗伊斯、CFM 国际公司、IAE 国际航空发动机公司、EA 发动机联 盟公司是民用航空发动机市场上最主要的参与者。从市场份额来看,CFM 国际公司凭借其 LEAP 系列发动机优异的燃油经济性,牢牢把 握住窄体飞机 70%以上的市场份额,成为波音及空客交付和订单数量最多的供应商。 而在宽体飞机的大型民用发动机领域,基本是 GE 与罗尔斯·罗伊斯两强争霸的格局, GE 占到了将近一半的市场存量。(三)中国商发强势崛起,受益于我国民机产业巨大市场 中国航发商用航空发动机有限责任公司(简称“中国航发商发”,AECC CAE)成立于 2009 年 1 月 18 日,是由中国航空工业集团公司(注:2016 年 1 月 27 日经国务院批准,中国航空工业集团公司所持公司股权换转至新成立的中国航空发动机集团有限公司) 与上海烟草集团有限责任公司、上海电气(集团)总公司、上海国盛(集团)有限公司 共同出资组建的股份多元化企业,注册资本 60 亿元,主要从事商用飞机动力装置及其 相关产品的设计、研制、生产、总装、试验、销售、维修、服务、技术开发和技术咨询 等业务。商发公司下设研发中心、总装试车中心、大修中心、客户服务中心。公司在研的“CJ-1000A”发动机是我国第一款商用航空发动机产品,是装配国产大飞 机的唯一国产动力。据中国航发商发官网介绍,目前已完成验证机全部设计工作,正在 开展零部件试制和试验工作。该款发动机预计于 2025 年服役。据介绍,该发动机是一型双轴大涵道比直驱涡扇发动机,由 1 级风扇、3 级增压级、10 级高压压气机、单环形燃烧室、2 级高压涡轮及 7 级低压涡轮组成,采用全三维气动设 计、贫油预混燃烧、主动间隙控制等先进技术,以及宽弦空心风扇叶片、整体叶盘、新 一代单晶、粉末冶金等先进材料工艺,具有高效率、低燃油消耗,低排放、低噪音,高 可靠性、长使用寿命,低维护成本、良好的维修性等产品特性。相较与成熟的西方航空发动机巨头,目前我国在民用航空涡扇发动机方面还处于空白状 态,差距明显,但随着中国航发商发以及 CJ1000A 的出现,我国将拥有挑战世界最大 航空发动机市场,发展国产大飞机及航空发动机产业的重要机遇。C919 中型客机,全称 COMAC C919,是中国首款按照最新国际适航标准,具有自主 知识产权的干线民用飞机,由中国商用飞机有限责任公司于 2008 年开始研制。据中国 商飞官网报道,目前 C919 已经完成立项论证、可行性论证、预发展阶段工作,转入工 程发展阶段。2020 年 2 月 16 日,据《华尔街日报》报道,特朗普政府考虑阻止通用电气公司向中国 出口 LEAP-1C 航空发动机,理由是担心该发动机的技术被中国“逆向仿制”。C919 是 商飞具有自主知识产权的 150 座商用单通道,截至 2019 年已经获 1000 架意向订单, 在手订单 815 架。原计划 2021 年后进行交付,发动机选用 CFM-leap1c。我们认为,美国政府对发动机“限售”的可能性,将促进我国对于航空发动机产业自主研发的力度。由中国航发商发研制的“CJ-1000A”发动机作为我国第一款商用航空发动机产品,设计定 位对标 Leap 系列发动机,未来将成为 C919 换装发动机的首选,坐拥广阔市场空间。 据观察者网 2017 年 9 月报道,中国商用航空发动机有限责任公司总经理冯锦璋于 2017 年 8 月 26 日在无锡透露,装配国产 C919 客机的“长江 1000A”发动机将于 2017 年 完成总装下线,装配 C929 的“长江 2000”发动机也正在进行大部件、大单元体的试 制和试验。随着预计 C919 国产大飞机开始交付,国产商用航空发动机 CJ-1000 的逐步成熟,我国 民用航空发动机市场前景广阔。三、军用航空发动机市场:空间广阔,我国有望实现突破(一)全球军用航空发动机市场空间超 100 亿美金,受益于军费 增长 据国际市场咨询公司 GlobalData 披露,2018 年全球用于军用航空发动机采购的金额达 到 108 亿美元(不含维修服务费用) 。未来十年,全球军用航空发动机的累计支出将达 到 1,454 亿美金。由于不断增长的地缘政治竞争以及发动机改装和更换计划将是军用航 空发动机市场增长的主要驱动因素。纵观全球,在不断变化的地缘政治格局中,中国和印度等新兴大国正在对本国军队进行 现代化改造,以缩小与美国,英国,俄罗斯等发达国家的技术差距。恐怖主义和地缘冲 突预计将继续在中东地区持续。北美和西欧等国家在经过数年的军费缩减后重回军费扩 张通道,不断增加的国防支出预计将在未来十年为全球军用航空发动机制造商提供更多 机会。(二)我国航空装备缺口明显,未来市场空间广阔 1、我国航空装备缺口较大,预计将长期保持投入 从数量和结构上看,中美两国的航空装备都存在着相当大的差距。先从数量上看,根据 《world air force 2018》统计数据,中国在各类飞机的数量上都不及美国,尤其在战斗 直升机、运输机、空中加油机、特种飞机四大类别中存在不止一个数量级的差距。我们仅以《World air force 2018》统计的数据为依据,在详细梳理各机型的数量情况后, 将飞机类型从新调整分类,虽然《World air force 2018》统计的数据与实际情况必然存 在偏差,但通过深入分析,在结构构成上仍具有较强的参考意义。首先,作为最为核心的战斗机&歼击机,我军数量不足美军一半。直升机的数量差距最 大,其次是运输机。轰炸机在数量上与美军基本持平。然而,在我们进一步梳理了装备内部结构情况后发现,两军的差距被进一步拉大。我军 航空装备在“质”与“量”上都有很大的差距急需追赶。在结构上看,中国的三代及以上代次的机型仅占到全部战斗机比例的 40%,绝大多数 战斗机型仍为老旧的二代机型,而美国则已经全面淘汰二代机,并将逐步全面换装四代 机型。与美军相比,我国在航空装备的结构上仍然存在明显的代差,未来我军换装新机 型的需求迫切。目前中美空军实力最大的差距,除了战机性能之外,还有就是美国拥有大量的支援飞机。 美国庞大的运输机、空中加油机、特种飞机部队,是美军“全球到达、全球作战、全球 力量”战略得以实现的重要保障。而优秀的运输机,以及以此为改型的各种空中加油机、 指挥预警机,是一个国家空军实力的重要支撑。目前我国空军的战略运输能力与美俄差 距较大,我国主要的大型军用运输机还是依靠俄罗斯的 IL-78、Tu-154,自主研发的运-8、运-9 在运载量、航程以及航速上都有较大的局限性,不能满足我军的战略需求。在第 12 届中国国际航空航天博览会上,我国空军副司令徐安祥介绍:中国空军将按“三 步走”规划逐步实现建设世界一流空军的目标:第一步是到 2020 年基本跨入战略空军 的门槛,搭建起以第四代装备为骨干、第三代装备为主体的力量体系、指挥体系、作战 体系和保障体系;第二步是从 2020 年到 2035 年,基本形成战略空军的能力,力量体 系将更加完备、科学、合理;第三步是从 2035 年到本世纪中叶,建成世界一流战略空 军。目前我国航空装备无论在数量上还是在质量上与世界一流均有明显差距,预计我国将长 期保持在航空装备领域的中高速投入,而随着航空装备需求的增长必将带动我国军用航 空发动机行业的稳步增长。2、未来我国军用航空发动机市场年均超 700 亿人民币 2019 年 3 月 5 日,国务院报告披露, 2019 年我国国防支出预算 11899 亿元,相比 2018 年国防支出 11070 亿元,增长约 7.5%。2019 年 7 月 24 日,《新时代的中国国防》白皮书发布。报告指出,我国军费预算一般 包含三个方面的投入,分别是人员生活费、装备费和训练维护费。纵向对比,装备费占 国防费比例持续提升,从 2010 年的 1773.59 亿元提升至 2017 年的 4288.35 亿元,年 均复合增长率达 13.44%;我国目前未详细披露装备费使用情况。但如参照 2019 年美国军费预算使用情况来看, 美国 2019 年美国军费预算中用于采购、研发和的测试评估的费用高达 2367 亿美金,其 中 1443 亿用来主要用于装备采购,924 亿主要用于研发。这当中主要国防采办项目共 计 923 亿。从占比来看,用于任务支援保障的采购金额 668 亿。具体装备方面,航空装备相关的采 购排名第一,金额高达 552 亿美金,总占比 23%,如剔除任务支援保障采购费用,在 具体装备中,采购费用占比达到 32.5%。我们假设我国军费开支中,装备费占比维持在 33%,同时装备采购费的使用结构与美 国相同,则 2019 年,我国军费中装备费达到 3927 亿,用于航空装备的采购费用为 1276 亿。2018 年,我国主要航空主机厂中,沈飞、西飞、陕飞、洪都主要资产均已上市,直升 机业务中零部件资产已上市,哈飞和昌飞的总装资产未上市,另外成飞、贵飞也还未实 现上市,通过横向对比,预计上述主机厂 2018 年总收入在 1092 亿元左右,再考虑到 如无人机采购、进口采购等未统计部分,市场规模与我们测算的数据大致相当,具有一 定参考性。根据中国产业信息网数据,航空发动机在飞机中的价值链占比在 20-25%之间。参照上 述数据,对应我国航空发动机的市场将达到 319 亿人民币。从另一个角度,如我们自下而上,通过预测未来 10 年我国对各型飞机及其配套航空发 动机的市场需求来进行预测:因此,我们预测未来十年中国军用发动机新增设备市场容量约为 498 亿美元,对应年 均 340 亿人民币,与我们此前预测的市场空间基本匹配,平均 330 亿人民币。 另外,由于军用航空发动机的维护要求较高,所以其后续维护保养的费用较高,且有逐 步增大的趋势,通过公开论文披露的数据,军用航空发动机维护保障的费用已经超过了 购置费用。因此我们按购置费用的 1.2 倍来预计维护保障费用,则未来 10 年我国年均 航空发动机维护保障市场空间为 396 亿人民币。综上测算,未来 10 年我国军用航空发动机市场空间约为 1067.6 亿美元,年均 726 亿 人民币。2018 年,我国主要的航空发动机供应商航发动力实现收入 231 亿,如剔除 外贸转包等业务,其核心航空发动机产品收入 197 亿。对比我国军用发动机总市场空 间,预计目前我国航空发动机的国产化率仍有较大提升空间。另外,虽然由于其他航空 发动机维修厂的数据不可得,但仅从航发动力的情况来看,目前我国航空发动机的维修 能力也存在不足。未来随着新型航空发动机的成熟,以及产能提升,我国军用航空发动 机的总量增长,国产替代,以及维修市场,三者将为我国航空发动机产业提供巨大的市 场空间。 (三)我国军用航空发动机加速追赶,进入型号放量期 1、我国军用发动机现状:长期受制于人,国产发动机渐成主力 仿制为主,严重制约了航空工业的发展:军用航空发动机方面,很长一段时期,俄罗斯 战机和发动机是我们唯一的进口来源和学习对象,我国历史上的一系列发动机全部在走 仿制俄式的路线。直到现在,这个情况依然存在,过去 10 年我国从俄罗斯分批进口了 约 400 台 AL-31F 发动机,用于装备歼-11 和歼-10。这种状况对我国的先进战机装备进 度和对外军售都造成了很大的制约。正因为多年来我们主要走的是仿制路线,缺乏必要 的技术积累,使得发动机技术发展严重滞后,多年来一直是我国航空工业发展的短板。2、现有型号逐渐成熟,未来成体系化发展,进入收获期 尽管历经磨难,经过近 70 年的发展,我国已建立了相对完整的航空发动机研制生产体 系,具备了涡桨、涡喷、涡扇、涡轴等类发动机的系列研制生产能力。目前我国在役歼 击机、强击机、轰炸机、歼击轰炸机等主战飞机已批量使用国产涡扇发动机,同时仅有 部分三代战机仍然装配的是进口发动机。运输机方面,运-7、运-8 等运输机使用的涡 桨发动机全部国产化,运-20 目前装备的仍是进口发动机。直升机方面,随着直-9、直 -8、直-10 等整体技术的成熟,我国已经在引进的基础上实现涡轴-8、涡轴-6、涡轴-16 发动机的系列化发展。目前我国现有发动机谱系已逐步成熟。2012 年 9 月 8 日,先进航空发动机协同创新中心由北京航空航天大学和中国航空工业 集团公司联合发起成立,旨在通过原始创新推动我国先进航空发动机实现自主研发。据 中心披露的程度任务情况来看, 中国航空发动机发展已经进入快车道,一系列新型发 动机项目正在进入关键攻关阶段。2018 年 11 月 6 日,第十二届中国国际航空航天博览会在珠海开幕,换装了新型矢量尾 喷管的歼-10B 推力矢量验证机进行了精彩绝伦的单机飞行表演,上演了“落叶飘”、“眼 镜蛇机动”等多个高难度飞行动作。安装隐身轴对称柔性矢量喷管的歼-10B 飞机公开 进行飞行表演,标志着我国矢量发动机走向了实装化的道路,也标志着 WS-10 发动机 已经具有较高的成熟度,衍生型号逐渐涌现。现代航空发动机系列化发展的最主要途径是保持一台成熟的核心机基本几何参数不变 的条件下,通过改变风扇或低压压气机直径和级数以及涡轮的冷却技术或材料来改变发 动机的主要循环参数,如压比、涵道比、空气流量、涡轮进口温度等,从而获得不同性 能和用途的发动机。在同一核心机上配上不同的“风扇、低压涡轮、加力燃烧室等低压 部件及相关系统”,就可以以较低的风险研制出覆盖一定推力(功率)范围的一系列发 动机。满足不同用途飞机对动力的需要,从而实现核心机的多用途目标。利用多用途核 心机发展系列发动机的道路一直受到了航空发达国家的高度重视,并成为发动机系列发 展的主要技术途径。如惠普公司就开展的多用途核心机研究中采用 F119 核心机作为基准核心机,推力覆盖 范围为 2940~12740daN,可用于战斗机、教练机、轰炸机、运输机等六类飞机。GE 公司也采取同样的发展思路,利用 GE23 先进技术验证机的预研核心机,开发出了推力 范围为 3 920~14 700 daN 的系列发动机。我们认为,随着现有型号的逐步成熟,我国航空发动机已进入新的发展阶段,以 WS-10 为代表的三代发动机逐步成熟,成为我国航空动力的中坚力量,并进行系列化发展,同 时还有一系列新型发动机项目正在进入关键攻关阶段,有望陆续实现定型、批产。看好 行业发展前景。四、我国航空发动机产业链发展状况(一)产业链格局稳定,军民融合完善产业链建设 航空发动机是一个进入门槛极高的行业,全球范围内呈现出典型的寡头垄断格局。目前 能够独立研发大推力航空发动机产品的,主要是美国、欧洲的英国和法国。此外俄罗斯 也自成系统,尤其是在军用航空发动机上有比较强的实力,但在商用市场上没有竞争力, 整体呈现三极格局。在行业巨头地位稳固的情况下,航空发动机行业逐步形成了主承包商-供应商发展模式, 任何一家主流发动机公司都指数前台,他们的身后则有一列长长的供应商名单。出于政 治和商业的考虑,任何一家主要发动机公司都将大量的生产工作甚至一些零部件/子系 统的研发工作转包出去,以此提升合作关系并分担技术及商业风险。以罗·罗公司为例,公司从 2004 年开始就只生产其最终产品所以零部件中附加值最高 的 30%,而将余下的 70%转包出去,从而在风险可控的前提下,尽可能地降低发动机 全部零件的制造与采购成本。罗·罗认为具有竞争力的核心零部件必须自行生产;非核 心零部件如果有足够的竞争力也会自行生产;竞争性不强的核心零部件生产必须受控, 即在合作伙伴企业或合资企业中生产;不是核心零部件,竞争性又不高的零部件则完全 可以进行外部采购。(二)航发集团是我国航空发动机研制的核心 1、航发集团产品谱系完整,下属上市公司分工明确 中国航空发动机集团有限公司(简称:中国航发,AECC)是中央直接管理的军工企业, 由国资委、北京国有资本经营管理中心、中国航空工业集团有限公司、中国商用飞机有 限责任公司共同出资组建。下辖 27 家直属企事业单位,拥有 3 家主板上市公司,现有 职工 8 万余人,拥有包括 7 名院士、200 余名国家级专家学者在内的一大批高素质、创 新型科技人才。建有多个国防科技重点实验室、创新中心,具有较强的科研生产能力, 以及较为完整的军民用航空发动机、燃气轮机研发制造体系与试验检测能力。主要从事 航空发动机、辅助动力、燃气轮机、飞机和直升机传动系统的研制、生产、维修和服务;从事航空材料及其它先进材料的研发与制造。中国航发设计生产的涡喷、涡扇、涡轴、 涡桨、活塞发动机和燃气轮机等产品,广泛配装于各类军民用飞机、直升机和大型舰艇、 中小型发电机组,客户涉及航空、航天、船舶、能源等多个领域,为我国国防武器装备 建设和国民经济发展作出了突出贡献。中国航发下属六大航空发动机主机厂,2008 年集团下属西航集团以航空发动机批量制 造等业务及相关资产,通过重组、定向增发等方式借壳上市,重组后,主营业务变更为 航空发动机批量制造及修理等,名称变更为航空动力。2014 年,公司采取发行股份购 买资产的方式,向中航工业、发动机控股、西航集团、贵航集团、黎阳集团、华融公司、 东方公司、北京国管中心等 8 家资产注入方定向发行股份,购买 7 家标的公司的股权 及西航集团拟注入资产。此次重组后航发动力(600893.SH)完成了国内航空发动机行 业最大规模的整合,国内六大航空发动机主机厂,除了成发和东安以外,均注入到上市 公司中,纳入到公司的统一管理,从而具备了涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞全种类军 用航空发动机武器装备科研生产许可资质,是三代主战机型发动机国内唯一供应商,集 成了我国航空动力装置主机业务的几乎全部型谱,发动机主机产业链得到完善和优化, 公司自此也确立为航空发动机生产和维修的产业平台和资本平台,成为承载我国航空发 动机事业的主体,当之无愧的行业龙头。2、相较国外巨头仍有巨大发展空间航发集团下属三家上市公司,其中航发动力拥有四家核心主机厂,是承载我国航空发动 机事业的主体,集成了我国航空动力装置主机业务的几乎全部型谱,是国内主战机型发 动机国内唯一供应商。但是相较于国外航空发动机巨头,航发动力仍然差距明显,仍有 较大空间亟待追赶。从经营情况来看, GE 近年在多元发展中的金融业务部门出现较大亏损,拖累整体业务, 但 GE 的航空发动机业务仍稳居世界第一,凭借公司的技术实力,牢牢把控宽体客机和 单通道客机的航空发动机市场份额,同时利润率明显高于行业其他。 UTC 子公司 Pratt & Whitney 凭借其在 F35 战机中巨额的军品订单,收入规模从 17 年开始向上爬坡,近年 来增长势头较好。而 RR 因为其 Trent 1000 的设计技术问题,导致其在民航市场的份 额不断萎缩,同时花费了大量维修、研发经费,拖累了整体经营情况。而对比国外巨头,航发动力首先在规模上有明显差距,仅比较各家航空发动机业务数据, 我国的航发动力在收入规模上与国外相差了 5-10 倍;在利润规模上相差 3-35 倍;在资 产规模上,相差 3-5 倍。从收入构成上来看。按最终客户可分为军品收入与民品收入,按产品类型又可分为整机 收入与维修服务收入。目前,国外行业龙头的下游客户均以民品收入,军品收入仅占到 总收入的 20-30%。此外,国外龙头的业务较为成熟,一般而言发动机整机收入与后续 的维修服务收入大致相当,在总收入中占到 50%-60%,其中比较特殊的是由于 P&W 公司新型军用发动机 F135 刚进入批量交付初期,目前维修业务占比相对较低。与国外行业巨头相比,目前我国民用航空发动机市场还是一片空白等待开拓。同时目前 军品生产任务繁重,维修服务能力研制不足,预计维修业务占比仅 20%。同时目前我 国军机中仍有一大部分使用的是进口发动机,未来仍有大量国产替代的需求空间。我们 认为,随着我国航空发动机产业逐步成熟,成熟型号进入批产阶段,未来将有充足的发 展空间,强烈看好我国航空发动机产业的发展前景。从盈利能力上看,GE 凭借其在民用市场绝对的领先优势,盈利能力远超行业平均,RR 公司则因为民用发动机技术故障问题,近年来民用航空发动机业务经营状况较差。而航 发动力相较国外龙头,在毛利率上相差不大,但在营业利润率上长期偏低。航发动力在 人均产值、资产利用率上相较国外明显偏低,,我们认为,国内企业在经营效率上仍有 提升空间。(三)一代新材料,一代新型发动机,材料领域有望先行成长 航空发动机是在高温、高压、高速旋转的恶劣环境条件下长期可靠工作的复杂热力机械,在各类武器装备中,航空发动机对材料和制造技术的依存度最为突出,航空发动机高转 速、高温的苛刻使用条件和长寿命、高可靠性的工作要求,把对材料和制造技术的要求 逼到了极限。材料和工艺技术的发展促进了发动机更新换代,如:第一、二代发动机的 主要结构件均为金属材料,第三代发动机开始应用复合材料及先进的工艺技术,第四代 发动机广泛应用复合材料及先进的工艺技术,充分体现了一代新材料、一代新型发动机 的特点。在航空发动机研制过程中,设计是主导,材料是基础,制造是保障,试验是关键。从总 体上看,航空发动机部件正向着高温、高压比、高可靠性发展,航空发动机结构向着轻 量化、整体化、复合化的方向发展,发动机性能的改进一半靠材料。据预测,新材料、 新工艺和新结构对推重比 1215 一级发动机的贡献率将达到 50%以上,从未来发展来 看,甚至可占约 2/3。因此,先进的材料和制造技术保证了新材料构件及新型结构的实 现,使发动机质量不断减轻,发动机的效率、使用寿命、稳定性和可靠性不断提高,可 以说没有先进的材料和制造技术就没有更先进的航空发动机。正是由于不断提高的航空发动机性能对发动机材料与制造技术提出了更高的要求,各航 空发达国家都投人了大量人力、物力和财力,对航空发动机用的材料与制造技术进行全 面、深人的研究,取得了丰硕的成果,满足了先进发动机的技术要求。从国外航空发动 机材料与制造技术的发展情况来看,加强材料与制造技术工程化研究是缩短发动机研制 周期、减少应用风险、增加研制投人产出比最有效的途径之一。因此从 20 世纪 70 年 代至今,航空发达国家安排了一系列的发动机材料和制造技术工程化研究计划,规划了 整个材料和制造技术领域的发展方向,为各种先进军、民用发动机提供了坚实的技术基 础。如美国综合高性能发动机技术(IHPTET)计划、下一代制造技术计划(NG-MTI), 美国空军复合材料经济可承受性计划(CAI)等。航空发动机的发展方向是提高涡轮前温度、提高压气机增压比和降低油耗,现代航空发 动机结构材料总的发展趋势是,2000 年以后传统金属材料和工艺将逐渐被一些新型材 料和先进制造技术所代替。其主要的特点是:(1)采用带热障涂层和各种先进冷却方式的单晶涡轮叶片或无冷却陶瓷、C/C 复合整体 涡轮,以适应 1650℃以上使用和满足减重要求。(2)减少压气机级数,采用整体结构;用高温钛合金和金属间化合物制造低展弦比无凸 台空心叶片。(3)燃烧室采用短环形、浮壁结构,由金属发展到陶瓷浮壁、整体结构。(4)长寿命和降低全寿命成本,如 F-119 发动机总寿命为 8000h,发动机冷端和热端寿 命要求分别达到 4000h 和 2000h。从发动机所用材料的趋势来看,碳纤维复合材料、陶瓷基复合材料、钛铝化合物、金属 基复合材料的用量占比在不断提升。我们认为,我国航空发动机产业的发展必然离不开上游原材料领域技术的支撑,随着现 代航空工业对航空发动机的性能要求越来越高,对高端新材料的需求也将更加旺盛。作 为行业上游领域,看好行业景气度在航空发动机用相关材料领域的先行反应。五、航空发动机产业链投资策略(一)国家投资力度不断加大,助力国产发动机技术突破 2016 年 5 月,中国航空发动机集团完成注册,7 月中旬国资委公告正式成为央企的一 员,排名第十一位,8 月底正式揭牌成立,集团注册资本 500 亿元,总资产 1027 亿元, 2016 年实现收入 446 亿,归母净利润 10 亿元。根据国资委公告,航发集团位列国家 电网、“两桶油”和三大运营商等超大副部级央企之前,排名第十一位,在央企加速整 合数目不断减少的趋势下,航发集团作为新央企的成立无疑表明国家对振兴航空发动机 产业的决心,标志着中国航空发动机一个崭新时代的到来。在原有的航空工业体制下面,发动机的发展依附于飞机,有一个飞机型号才能对应存在 一个发动机型号,飞机型号研发受阻,相应的发动机型号也随之受到影响,而发动机的 研制周期往往比飞机要长,从而导致发动机始终滞后于飞机的发展。飞发分离符合国际 惯例,有助于航空发动机产业的独立发展。2016 年 11 月 24 日,工信部部长苗圩在全国工业和信息化创新大会上介绍,“十三五” 期间,我国将以组织实施重大科技专项为抓手,持续推进高端装备制造业的发展,全面启 动实施航空发动机和燃气轮机重大专项。两机重大专项的实施将提供强有力保障,从 2015 年写入政府工作报告,到 2016 年底 工信部表示十三五期间要全面启动实施,再到 2017 年初新央企航发集团年度工作会上 表示要狠抓重点型号研制与“两机”专项实施,说明重大专项已经逐步落地实施,整体 规模预计将超过千亿,制约航空发动机研制的资金瓶颈有望破局。除了国家政策层面的支持,目前以航发资产、惠华基金为代表的国家队也在积极借助资 本市场为产业链上的企业赋能。我们认为重大专项的实施以及国家发动机公司的成立,将在资金投入以及体制变革两方 面对航空发动机产业带来明显推动,体现了国家对航空发动机事业的高度重视,根治航 空“心脏病”的决心,同时以航发资产、惠华基金等为代表的国家资本积极通过资本市 场投资航空发动机产业链上游企业,帮助产业链实现均衡全面发展,我国航空发动机产 业将迎来历史发展机遇。(二)航空发动机产业链梳理 航空发动机被称为现代工业皇冠上的明珠,能够研发先进航空发动机的是一个国家制造业强大,衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础和综合国力的重要标志。航空发动 机由上万个零件紧密组装而成。从产品类型上大致可分为发动机整机、动力控制系统、 热端部件(燃烧室、导向器、涡轮叶片、涡轮盘),零部件(机匣、环件、齿轮、轴承 等锻/铸造件及钣金件),动力控制系统,原材料等大领域。在产业链上汇聚了大量优质 的企业。(三)重点推荐标的 航空发动机产业难度高、投资大、周期长,是典型的寡头垄断型航业,目前具备燃气涡 轮航空发动机生产能力的只有美、英、法、俄和中国。目前我国航空发动机的制造主要 集中在航发集团和中国商发。2017 年我国两机专项正式实施,有效促进了航空发动机 的研发进程。目前我国军用发动机已形成谱系化发展格局,第三代发动机逐步成熟,新 型发动机进入攻关阶段。我国民用航空发动机坐拥全球最大民航市场,未来发展潜力巨 大。在国家大力支持以及外部竞争加剧的背景下,预计我国航空发动机产业将加速发展。建议重点关注以下方向:1)航发集团在产业链上具有绝对垄断地位,有望最先受益,重点关注:航发动力,航 发控制。另外新型发动机有望实现国产替代的航发科技。2)借助军民融合推进,成长速度快的零部件供应商以及具有高壁垒的材料供应商,重 点关注:三角防务、钢研高纳,宝钛股份,万泽股份,应流股份等。3)发动机后市场服务未来将随存量打开,重点关注:发动机健康管理系统供应商航新 科技、3D 打印等先进制造工艺:铂力特、西部超导。(四)重点公司介绍 1、航发动力 公司是我国航空发动机的主要研制和生产商,航空发动机产品覆盖我国大、中、小推力 涡轮、涡喷、涡桨等发动机。我国航空装备正处于高速发展期,多型战斗机、运输机以 及直升机加速列装,数量不断增多,对发动机需求量日益增加,而随着国产军用航空发 动机成熟度不断提高,未来一方面国产化替代进程稳步推进,整体数量规模将不断加大, 另一方面维修业务也会持续增长,预计公司收入将保持增长并不断加快;2019 年 7 月,公司发布《发行股份购买资产暨关联交易预案》,推进市场化债转股,公 司引入国发基金、国家军民融合产业投资基金、交银投资、鑫麦穗投资、中国东方、工 融金投 6 家投资者对公司下属三家全资子公司黎明公司、黎阳动力、南方公司进行增资 65 亿。同时,中国航发将以国拨资金形成的国有独享资本公积合计 19.80 亿对三家标 的公司增资。增资完成后,航发动力拟分别向中国航发及 6 家投资者股份收购其持有的 黎明公司、黎阳动力、南方公司全部股权,本次发行价格确定为 20.56 元/股。我们认为,本次重组完成后,标的公司资产负债率显著降低并节约利息费用支出,有利 于减轻企业经营压力,增强经营活力,为标的公司实施技术改造、转型升级奠定坚实基 础,有助于解决黎明公司、黎阳动力、南方公司发展困境,是航发动力供给侧结构性改 革的重要举措。预计 2019-2021 年公司归母净利润分别为 10.77 亿、13.86 亿、16.33 亿,维持“强烈 推荐” 评级!2、航发科技 公司业务包括内贸航空及衍生产品、外贸产品以及工业民品三大板块。内贸航空及衍生 产品方面,公司统筹推进内贸航空及衍生产品的科研生产任务,业务发展态势良好;外 贸产品方面,公司紧紧把握 “调结构,提水平,增效益”的原则,坚定不移推进外贸 产品结构调整,坚决去除非主业业务和盈利能力低的产品,不断增强盈利能力,全面推 进外贸业务转型升级,外贸转包订单呈持续上升趋势。我们认为,随着全球民用航空市 场的持续发展以及公司技术水平的不断提升,未来公司有望在航发外贸市场扩大市场份 额,为公司业绩增长提供持续动力。3、航发控制 公司主要从事航空发动机控制系统及衍生产品、国际合作业务、非航空产品及其他三大 业务。其中,航空发动机控制系统及衍生产品主要包括航空发动机控制系统及衍生产品 的研制、生产、修理、销售与服务保障;国际合作业务主要是为国外知名航空企业提供 民用航空精密零部件的转包生产,如航空发动机摇臂、飞控系统和燃油系统滑阀偶件及 其他精密零件的制造。航空发动机控制系统主要完成对主、加力燃油的供油控制、尾喷管控制以及发动机的状 态监视和故障诊断,是发动机动作的执行机构。公司作为国内重要航空发动机控制系统 研制与生产企业,在军用市场具有强大的竞争优势。我们认为,我国航空装备正处于高 速发展期,多型战斗机、运输机以及直升机加速列装,数量不断增多,对发动机需求量 日益增加,公司作为我国航发控制系统的领军企业,预计公司业绩有望稳步增长。4、宝钛股份 公司是我国最大的以钛及钛合金为主的专业化稀有金属生产科研基地,主导产品钛材年 产量位居世界同类企业前列。钛材广泛应用于航空、航天、船舶领域,公司在国内市场 处于领先地位,是美国波音、法国空客、法国斯奈克玛、美国古德里奇、加拿大庞巴迪、 英国罗尔斯-罗伊斯等公司的战略合作伙伴。由于钛合金用于制造飞机发动机和机体能够有效地提高发动机推重比和机体机构效率, 新机型飞机上所用钛合金材料的比例不断提升。预计随着我国新型战斗机、运输机以及 直升机加速列装,将对公司的高端钛材的产生长期的需求。2019 年 10 月,公司公告拟非公开发行募集资金不超过 21 亿元,用于高品质钛锭、管 材、型材生产线建设项目、宇航级宽幅钛合金板材、带箔材建设项目、检测、检验中心 及科研中试平台建设等项目,加强高端钛材生产及技术。5、钢研高纳 公司目前是国内高端和新型高温合金制品生产规模最大的企业之一,拥有年生产超千吨 航空航天用高温合金母合金的能力以及航天发动机用精铸件的能力,在变形高温合金盘 锻件和汽轮机叶片防护片等方面具有先进的生产技术,具有制造先进航空发动机亟需的 粉末高温合金和 ODS 合金的生产技术和能力。高温合金是制造航空航天发动机热端部件的关键材料,在先进的航空发动机中,高温合 金用量占发动机总重量的 40%-60%以上。预计随着我国航空发动机技术不断提升, 新型号逐渐成熟,对于高温合金的需求将不断提升,我国发展自主航空航天产业研制先 进发动机,将带来市场对高端和新型高温合金的需求增加。6、三角防务 公司主营业务为航空、航天、船舶等领域的锻件产品的研制、生产、销售和服务。在航 空领域,公司为我国军用和民用航空飞行器提供包括关键的结构件和发动机盘件在内的 各类大型模锻件和自由锻件,也是公司占比最大的业务类型。公司拥有的 400MN 大 型模锻液压机是目前世界上最大的单缸精密模锻液压机,具有刚性好、压力稳定、压制 精度高、生产工艺范围宽广、批量锻件一致性好等特点。公司借助 400MN 大型模锻 液压机设备参与新一代战斗机、大型运输机等军工装备重要型号的预研到定型的整个阶 段,成功进入主机厂的供应商体系;未来随着主机厂新一代装备的批量化生产,公司的 规模与业绩将会呈现持续增长的态势。7、航新科技 公司是国内领先的航空机载设备综合运营保障服务商,业务已覆盖设备研制及保障、航 空维修及服务两大领域。公司近期拟通过发行可转债募集资金总额不超过人民币 25,000 万元(含发行费用),扣除发行费用后将投资于发动机健康管理项目、研发中心 项目以及用于补充流动资金。发动机健康安全系统可以提高发动机安全性,提高发动机 的维护效率,降低发动机维护成本,项目实施后,公司在飞机健康管理领域将形成完整 产品线,巩固市场优势。预测 2019-2021 年公司归母净利润分别为 0.75 亿、0.98 亿和 1.23 亿元,给与“强 烈推荐-A”评级!……(报告来源:招商证券)如需报告原文档请登录【未来智库】。

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轰动世界!中企打破美垄断 造出航空发动机核心部件

这两天随着十九大的胜利召开,一些振奋人心的新名词被大家热议着。未来的中国将要建设成为科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字中国,而广大科技人员也奋力走在实现这些宏伟目标的路上。今天的节目我们要关注一种叫做铼的金属。这种金属很稀缺,每年全世界的产量仅仅只有40多吨,它非常昂贵,价格与白金的价格相仿。它之所以价值连城,还因为它在航空和国防制造业中能发挥非常重要作用。不断打破国外垄断 中国航空发动机关键零件国际领先在河北廊坊科技园,一款为无人机和商务机而设计的航空发动机正在进行150小时试车,考核发动机在各种状态下技术性能和可靠性及寿命等综合指标。中国科学院工程热物理所所长朱俊强:150小时做完了,首飞保证就没问题了,可以到不同高度进行试飞了,这个发动机基本定型。十三五期间,我国启动了航空发动机和燃气轮机重大专项,航空工业持续发力,不断缩小与国际一流发动机生产企业的差距。中国科学院工程热物理所轻型动力实验室实任徐纲:这一款涡扇发动机它的耗油率、寿命指标都达到了国际先进水平,国内也是个空白,所有的零件都是自主设计、自主生产,尤其是像里面的高温的单晶涡轮叶片,实际上就是可以说发动机里面加工的难点中的难点。单晶叶片处于航空发动机中温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位,是航空产品第一关键零件,它的铸造工艺直接决定了航空发动机的性能。在这台1000公斤推力的发动机中心,核心部件就是眼前这60片单晶叶片。发动机将空气进行压缩之后压入燃烧室,在有限的空间内和燃料发生剧烈燃烧,产生猛烈的燃气喷射流,推动这些叶片高速旋转,让看似单薄的零件迸发出惊人的动力,每一片叶片输出的马力都相当于一台2.0排量的SUV汽车,温度大概在1720多度。在1700度的高温之下,普通金属是不够耐热的。生产单晶叶片,就一定离不开一种珍贵的稀有金属-铼。在成都航宇超合金技术有限公司,我们见到了单晶叶片生产中最为关键的金属—铼。这是人类发现最晚的天然元素,因为发现者是德国化学家,因此以莱茵河的名称命名为铼。它在地壳中的含量比所有的稀土元素都小,比钻石更难以获取。根据美国地质调查局的报告,全球探明的铼储量仅为2500吨左右。铼的价格跟白金的价格相仿,一克大概需要两三百块钱。能够提纯铼金属的,是成都航宇超合金技术有限公司的母公司,这是一家上市的矿业公司。2010年,这家公司在其下属的陕西省洛南县黄龙铺钼矿区矿山中斟探到铼,储量达到176吨,约占全球储量的7%,仅次于智利、美国、俄罗斯和哈萨克斯坦。近年来,随着航空工业的发展,铼消费量的年均增长率为3%,虽然价格不菲,却一直处于供不应求的状态。成都航宇超合金技术有限公司董事长 张政:我们原来最初的想法是把铼生产出来。交给国内的用户。我们每年增加我们的收益,对上市公司就是一个很好的帮助。美国是最大的铼金属消费国,控制着全球销售市场,一直处于垄断地位。由于铼可以广泛应用于喷气式发动机和火箭发动机,全球约80%的铼用于生产航空发动机,其在军事战略上有重要意义。为了维持在航空工业的优势地位,美国和其它一些西方国家常年针对中国进行材料和技术封锁。成都航宇超合金技术有限公司副总经理 宋阳:它有一些区域是限制中国人进入的,他们不希望这样的一些技术机密,或者是技术信息被中国所了解和掌握。越是封锁,就越说明航空发动机的战略重要性,就越需要突破。矿业公司董事长张政拍板做了一个重要的决定:自己生产用于航空发动机的单晶涡轮叶片。2012年7月,国务院印发《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》,将航空装备产业列为高端装备制造产业中的第一个项目,明确提出要突破航空发动机核心关键技术,加快推进航空发动机产业化。国家层面大力倡导,然而生产设备的采购却面临着巨大的困难——国外巨头再次相对中国进行技术封锁,生产设备中的关键环节——热处理炉因为西方国家的封锁卡了壳。几大航空发动机生产公司所使用的,都是航空工业专用的一级热处理炉。但是因为西方国家的严密封锁,能够生产这类设备的厂商根本无法将设备销售给中国的企业,而国内的企业也只能生产二级炉。宋阳:二级炉,就是温度差正负5度,从正负3到正负5度,这一点点的差距,设备的结构热处理之后的效果差距是非常明显的。时间不等人,专家组另辟蹊径,尝试用电子行业的一级热处理炉来替代传统的航空工业一级热处理炉。这种跨行业的混搭在航空发动机的生产领域是一个前所未有的大胆尝试,成功与否谁都没有把握,幸运的是这个炉子比原来想象的,正负3度的偏差更低,它正负只偏差了2.1度,这几乎是比一级炉还要精密。解决好了热处理炉的问题,但他们紧绷的神经依然没有丝毫放松。因为整条生产线依然还差一台单晶浇铸环节最重要的设备—单晶炉。几经辗转,他们又找到英国一家单晶炉的供应商,提出了定制化要求。宋阳:刚开始的时候它对于一个中国的厂商能够生产单晶叶片,他们更多是想卖一台设备到中国来,但是并没有想帮助我们把这件事给做成。2015年7月22日,成都航宇第一批产品出炉,合格率一鸣惊人。这家专业的单晶炉制造商不由得对这位行业新入者另眼相看。成都航宇超合金技术有限公司董事长张政:这个成品率高到这个炉子的生产商都很高兴,他专门飞过来跟我们庆祝了一次,他做了几十年的这个专业设备,实验性开炉的第一炉产品,做到全球最高的成品率。成都航宇超合金技术有限公司副总经理宋阳:我觉得中国这么多年的这个经验,凡是国外对中国进行封锁的,靠着我们自己的自力更生艰苦奋斗,我们都能够在这个领域取得突破。0.5公斤零件撑起400公斤重量 中国航天器试水3D打印为了突破西方对于中国的核心技术封锁,中国的企业家、科学家大胆实践、勇于创新,不仅是造出了被西方国家垄断的铼金属核心部件,还创造出了新的金属制造方式。2017年9月20日,世界顶尖的金属3D打印设备制造商德国斯棱曼公司与一家中国公司签下了合作协议,与一家中国公司成立联合应用研发中心,将展开针对中国市场的应用研发。金属材料的3D打印技术门槛高,难度大,附加值高,金属3D打印的产值也占到了整个3D打印行业的80%以上。在金属3D打印方面,西方国家的技术也长期领先于中国。而如今,金属3D打印正在越来越多地出现在中国制造的高端装备上,这让世界领先的企业,也注意到了中国企业在这个方面取得的创新和成就。中国航天科技集团五院的展厅,浓缩了中国空间飞行器研制的主要成果,这些航天器对于减少重量的要求,可谓是严苛之极,因为每增加一克的重量,就会给发射带来很高的成本,并且会加大航天项目的复杂性,甚至直接影响到整个方案的可行性。为了减轻每一克的重量,研究人员从材料和结构上想了任何可能的办法。中国航天科技集团五院总体部增材制造技术项目经理张啸雨:这个就是我们目前工程上最轻的材料,叫蜂窝夹层结构,这种结构里面全部是蜂窝,然后上下的面用的是碳纤维。这种碳纤维非常昂贵,它的一公斤差不多要比那个同等重量的黄金还要贵一些。减轻重量是不懈的追求。碳纤维材料,加之蜂窝状的结构,这几乎已经达到了减重的极限,但是工程技术人员对此还是不满意,他们希望重量再降低一些。可是,如何才能实现新的突破呢?位于北京市昌平区的一间厂房,正在生产着钛合金、铝合金、不锈钢等多种金属的零部件。但是与其它的冶金厂房不同,在这里,记者看不到金属锻造的大型设备,也看不到很多的技术工人操作,只看见一台台3D打印的机器在忙碌地工作着。这个金属打印技术叫激光选区熔化,使用激光照射预先铺展好的金属粉末,使其成形固定。经过两天时间,制造过程终于接近尾声,技术人员小心翼翼地将“打印机”中多余的粉末扫去,一个结构非常复杂和精巧的钛金属立方体显现出来。鑫精合激光科技发展有限公司副总经理孙峰:钛合金在我们冶金行业,是一种非常难成形的一种材料牌号,它的冶金工艺非常的复杂,通过我们这次3D打印工艺,把这么难做的一个钛合金,通过我们3D打印工艺,呈现出这样一个轻量化的结构来。在制造业中,传统制造的方式是 “减材制造”,它是利用已有的几何模型工件,用工具将材料逐步切削、打磨、减少,最终成为所需要的零件。而3D打印则恰恰相反,它是根据一个数字三维文件,在一个完全没有任何材料的平面上,一点点逐层打印、添加材料,最终形成一个三维整体,这就是所谓的3D打印,也被称为“增材制造”。这样一个边长20厘米左右的立方体,如果用传统的金属铸造工艺制造,重量至少要在5公斤以上,而这个零件的重量却只有0.5公斤,只有以前的十分之一,大大减轻了重量,却具备高强度。孙峰现场给我们做了一个演示。将近100公斤的孙峰,整个人站在这个立方体上都没有问题,孙峰告诉我们,它最大的承受力在300到400公斤,那可能是800倍到1000倍的载荷。目前,在我国很多飞机、船舶甚至航天器的重要零部件上,都可以见到金属3D打印的身影。无论是飞机、船舶的发动机、零部件,还是运载火箭、空间航天飞行器、无人机等航空航天设备,金属3D打印部件正在悄悄地取代着传统制造的零件,并给航空航天等高端制造提供了更多的可能。航天器上很多大大小小的零件,都可以用这种结构来替代原有的较为笨重的金属。甚至一根头发丝,就可以吊起来一个体积不小的卫星上的小零件。孙峰:它的轻量化效果非常的好,整个零件它的减重达到了30%以上,它给咱们整个火箭发射这一块,成本节约了几百万,甚至上千万人民币的一个效果。我们传统制造业来说,制造一颗卫星它可能需要几个月甚至几年的时间,通过我们3D打印工艺实现整个卫星的机构,可能只需要十几天的时间,一颗小的卫星可以打出来。3D打印作为一项前沿性的先进制造技术,已经成为全球新一轮科技革命和产业革命的重要推动力。然而,多数的设备和工艺尚不成熟,还无法批量打出稳定、耐用、高性能的工业品来,处在“模型制造”和实验阶段。但是这种情况正在发生变化,我国的金属3D打印正在不断地向尖端制造靠拢。在鑫精合的厂房里,一个大型的钛合金航天器零件,即将在这台由中国民营企业自主研发的大型金属3D打印机里诞生。与小型的精密的金属3D打印机的技术不同,大型的打印机采取了另一种不同的技术方式——同轴送粉工艺。而中国在这项技术上已经走在了世界的先列。目前,能用3D打印技术制造出达到锻造水平的金属部件的国家,只有德国、美国、中国等少数几个。而鑫精合批量制造大型钛金属结构件的能力已经在国际领先。这种激光“打印”金属粉末的工艺,使得金属材料冷却凝固速度极快,组织细小,力学性能优异,也具备了像锻件一样的高强度。直径4米的航天器部件拆分成6个2米左右的大零件,3D打印并加工后,再进行整体焊接。在过去,这样巨大的金属件从开模具到锻造,再到机械加工,是个非常浩大的工程,通常需要一年时间才能完成,而用3D打印的方式,仅需要3-6个月。张啸雨:可能我们最快的在明年,或者是后年都会有发射的型号来去做这样的一个尝试。我们大概现在有60件到100件的产品已经是在完成了制造,而且已经开始装星,已经开始做整星级的力学实验。

环中

航空零部件项目可行性研究报告-航空制造业中流砥柱,前景广阔

航空零部件项目可行性研究报告-航空制造业中流砥柱,前景广阔1、航空零部件产业:航空制造业中流砥柱1.1航空零部件制造:航空基础性产业,工序复杂种类繁多航空零部件,种类繁多技术精湛。广义的航空零部件是飞机各种零组件的总称,而狭义的航空零部件专指飞机机体零部件。飞机机体是指构成飞机外部性质和主要受力的部分,包括机身、机翼、尾翼、起落架等主要部件,并广泛涉及大梁、桁条、翼粱、翼肋、框类等主要零部件。航空零部件制造,工序复杂专业性强。航空零部件制造行业主要是指航空飞机各种零配件的制造。包括飞机机体零构件制造、航空发动机零部件制造、仪表、机载设备、液压系统和附件等的制造,不包括零部件装配、航空发动机总装和整机总装等。飞机零部件依据各分系统结构、需求、用途、性能等要求有所区别,种类繁多平均在2-4万件类,且航空器由于高稳定性、高速、高安全性及多次使用的特殊要求,对各个环节零部件设计、制造、加工和装配有着极高的工艺要求与技术壁垒。航空零部件制造是航空制造业的基础性产业。根据《中国飞机制造业行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》显示,飞机制造业通常采取“整机制造商----多级供应商”的制造模式。产业链第一级为整机制造商,第二级为大型关键航空分系统制造商,其提供的分系统包括机体、发动机、航空电子系统等机载设备;第三极包括众多提供结构件、零部件、电子产品、舱内配套设施等供应商,其部件产品供货给二级供货商进行集成;第四级为产业链上游的电子元器件、复合材料、金属原材料等企业。航空零部件企业众多,大多集中在三级供货商环节,是航空制造业的基础性产业,奠定了航空产业的产品质量与技术标准。以军用飞机为例,航空制造产业供应商关系图1.2机体制造由机翼、机身及尾翼构成,军民飞机价值量不同按飞机用途可分为军用航空零部件及民用航空零部件。依据使用功能不同,军用飞机更注重于产品的可靠性高、材料坚硬质地轻、一致性强等特点,民用航空零部件注重安全性强、多次使用质量保证等特点,任何用于民用航空产品或者拟在民用航空产品上使用和安装的材料、仪表、机械、设备、零件、部件、组件、附件、通信器材等均依据飞机机体结构设计进行定制化生产制作。机体零部件分类军民飞机因用途的显著不同,各组成部分价值占比差别较大。对于军用飞机,动力系统占整机价值比最高,达25%,航电系统次之,机体结构占比约为20%;对于民机,机体结构占整机比超过1/3,达到36%,动力系统次之,航电和机电系统合计占30%。其中机体部件数量庞大,以民机波音737飞机,至少需要3万个大小各异的结构零件及数控零件组成。军机各组成部分价价值占比民机各组成部分价值占比1.2.1机翼:飞机重要组成部件,内外皆可装载功能设备机翼:飞机重要组成部件。机翼主要作用是产生升力,与尾翼一起形成良好的稳定性与操纵性。另外可以在机翼内部装载弹药、设备和油箱,在机翼上可以安装起落架、发动机、悬挂导弹、副油箱以及其他外挂设备。机翼通常是由翼梁、纵墙、桁条、翼肋和蒙皮等构件组成。机翼按照的基本受力构件包括纵向(沿翼展方向)骨架、横向(沿气流方向垂直于翼梁方向)骨架和蒙皮。纵向骨架有翼粱、纵墙和桁条,横向骨架有普通翼肋和加强翼肋。机翼结构翼梁:纵向受力件。翼梁由梁的腹板和线条组成。翼梁是单纯的受力件,主要承受弯矩和剪力,它是机翼主要的纵向受力件,承受机翼的全部或大部分弯矩。翼梁大多在根部与机身固接。桁条是与蒙皮和翼肋相连的元件,由铝合金挤压或板材弯制而成,铆接在蒙皮内表面,承受机翼弯矩引起的部分轴向力,是纵向骨架中的重要受力元件之一。除上述承力作用外,桁条和翼肋一起对蒙皮起一定的支撑作用。翼肋:机翼的横向骨架,包括普通翼肋和加强翼肋,横向垂直于翼展的方向,安装方向垂直于机翼边缘,用来支撑蒙皮,维持机翼的剖面形状。普通翼肋的作用是将纵向骨架和蒙皮连接成一体,把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷传递给翼粱,保持翼剖面的形状。加强翼肋就是承受有集中载荷的翼肋。纵墙:纵墙与翼粱十分相像,二者的区别在于其缘条比翼梁的缘条弱(但大多强于一般长桁),其长度有时仅为翼展的一部分。纵墙通常布置在机翼的前后缘部分,与蒙皮组成封闭盒以承受机翼的扭矩,同时还有封闭机翼内部容积的作用,靠后缘的纵墙还可以悬挂襟翼和副翼。蒙皮是包围在机翼骨架外的构件用粘接剂或铆钉固定于骨架上形成气动力外形。为了使机翼所受的阻力尽量小,蒙皮应力求光滑。为此应提高蒙皮的横向弯曲刚度,以减小它在飞行中的凹凸变形。从受力看,气动载荷直接作用在蒙皮上。因此,蒙皮受到垂直于其表面的局部气动载荷。此外蒙皮还参与机翼的总体受力,它和翼梁或翼墙的腹板组合在一起,形成封闭的盒式薄壁梁承受机翼的扭短;当蒙皮较厚时它常与长翼一起组成壁板,承受机翼的弯矩引起的轴向力。壁板有组合式或整体式两种。某些结构形式(如多腹板式机翼)的蒙皮很厚,可从几毫米到十几毫米,常做成整体壁板形式,此时蒙皮将成为承受弯矩最主要的,甚至是唯一的受力元件。1.2.2机身:连接飞机整体部件,依飞机型号区别设计机身:机身由机身、短舱、尾撑等筒形结构组成,主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备,将飞机的其他部件如机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体,约占飞机总造价的10%-20%。机身后段由隔框、长桁、蒙皮和机尾罩等组成。其结构特点是长桁数量多,桁条结构较强,没有设置大梁,弯矩引起的轴向力由长桁和蒙皮承受。机身后段共有8个主隔框和5个辅助隔框,机身后段开口较少,大多数长桁是连续贯穿整个后机身的。尾喷管采用了引射式收敛喷管,机尾罩分为两段安装在隔框上,前段由铝合金板材制成,后段由高温合金钢板材制成,将发动机喷管完全包住形成固定外罩的引射器。1.1.3尾翼:让飞机具有操纵性及稳定性尾翼:保证飞行平衡,分垂直水平两类。飞机尾翼指的是用于保证飞机的纵向和航向的平衡与安定性,以及实现对飞机的操纵的结构部件,主要有水平尾翼(水平安定面和升降舵)和垂直尾翼(垂直安定面和方向舵)组成。尾翼的存在让飞机具有操纵性及稳定性,是极为重要的存在,其价值约占飞机总造价的5%-10%。2产业模式:转包生产合作模式,位于整机制造产业链中游2.1位于航空整机制造产业链中游上游金属/复材,下游分系统制造维修。航空零部件产业链上游包括制造各种航空零部件所需的金属非金属等原材料及成型材料,金属材料主要有:结构钢、不锈钢、铝合金、镁合金、钛合金和高温合金等;非金属材料包括航空陶瓷、特种橡胶和碳纤维等。下游则由民用航空飞机整机制造、航空发动机制造和航空维修三大部分构成。飞机零部件相关产业链2.2转包生产为主要供应链合作模式航空“转包”生产是全球航空飞机及发动机制造商普遍采用的一种基于“主制造商-供应商”的供应链合作模式。在全球转包生产形式下,飞机及发动机制造商主要负责总体设计和细节设计,承担主要结构件和系统间设计和制造工作,并负责最后的总装。供应商根据主制造商需要参与具体各个部件的生产制造中。主制造商通过合同约定以及考核的方式对供应商的进度、质量、成本和交付进行严格管理。转包业务有助于降低企业成本,增强研发能力。按照国际航空发展规律,航空飞机及发动机产品的输出方(如波音、GE等)至少得向输入市场转包生产不低于20%的零部件转包生产份额,即“补偿贸易额度”。鉴于此,主制造商通过转包生产模式充分调动了全球产业链分工降低了自身产品制造成本,使得其可以将主要精力投入于下一代产品的研发,加强其在国际市场的竞争力。航空零部件转包是国际巨头普遍做法,国际航空巨头往往将众多零部件业务进行转包生产,且该比例随着技术发展和市场竞争加剧进一步提升。以波音为例,20世纪90年代,波音777项目外包份额约为30%左右,21世纪的787等项目外包比例已高达70%左右。国际转包市场总体规模也在逐渐增长,根据普拉迪相关行业报告显示,国际航空转包市场年均复合增长率达9.71%。根据工信部《中国民用航空工业年鉴》的数据,2019年中国航空零部件转包规模上升到123亿元,约占国际航空零部件市场总规模的8%。国际航空零部件制造转包市场规模逐年扩大我国航空分包市场占全球市场份额逐步提升国内转包市场规模稳步提升,逐步成为世界航空产业重要组成部分。近些年来,中国航空企业一直通过国际航空转包生产以及大量合资企业建设的方式,不断提升国际主力机型结构部件、金属型材、金属零部件等方面的生产能力和产品质量,逐步成为世界航空产业重要的组成部分,提升了国际化发展能力。中国民用航空零部件转包交付金额不断扩大,波音、空客等零部件转包需求持续增长,中国企业获得的民航转包生产金额呈稳步上升趋势,国内民营航空企业获得的国际航空转包份额也有所提升。目前国内企业承接的航空国际转包业务主要还是由中航工业和中国航发两大军工集团的旗下个主机厂或成立的合资公司承担。据统计,目前中航工业整体承担了约80%的航空发动机转包业务。3市场规模:军品随主战型号爆发增长,民品国内外市场齐发力3.1军机航空零部件市场:随下游主战型号放量及集团外包比例提升爆发增长我国军用飞机未来增长潜力巨大,预计未来10年整机市场将达万亿市场空间:根据《世界空中力量2020》数据显示,我军现在尚有超50%比例的二代战斗机在服役,在战斗机更新换代加速的背景下,预计未来10年,我国战斗机将保持每年新增+替换100架左右的需求,共计新增1,000架;运输机--大型运输机缺乏,未来爆发式增长。根据国防大学《中国军民融合发展报告》预测,我国未来需要至少400架以上运-20系列运输机才能满足我军在亚洲地区执行任务。预计未来10年,我国大型运输机将需要200架;目前中国陆军每万人军用直升机拥有量仅为8.8架,美国为99.5架,俄罗斯为28.7架,我国陆军部队对直升机需求迫在眉睫。预计未来10年,我国陆军每万人军用直升机拥有量将达到30架左右,预测新增军用直升机1,800架;特种飞机已经成为了现代战争中快速反应、远程机动、立体作战战略打击的关键手段。在未来的特种飞机市场上,美国、日本、以色列和欧洲都将占据一席之地。预计未来10年新增需求量为120架;相较美国,我国教练机的数量明显不足。预计未来我国空军教练机/战斗机数量比可能接近0.4,据此推测我国未来10年教练机需求量400架。2018-2024年军用飞机增速预测(单位:架)军用飞机增量预测图(单位:架)我国军用飞机零部件制造产业未来10年规模预计超3000亿元。受益于“十四五”强军强国政策的大力推进实施,以及我军现在新型号主战机型的不足和原有旧机型的更新换代,未来3-5年将迎来下游主战型号飞机更新换代的高峰。考虑到我军未来十年各种机型的新增数量以及旧机型机身零部件的维修保养、零件更新等工作,军用飞机航空零部件产业市场预计新增需求超2000亿,已有飞机维修更新市场需求近1000亿,合计超3000亿航空零部件制造市场需求。鉴于该行业属于高壁垒、长积淀、深度跟踪的小众行业,未来行业内稀缺龙头将显著受益。军用飞机未来10年市场需求规模预测(单位:亿元/架)航空零部件制造业或将显著受益于军工集团业务外包比例增加。目前我国军工企业外部竞争环境变化正在不断加快,社会分工不断细化,未来利用外部社会资源降低生产成本、提高生产效率、充分发挥自身核心竞争力,军工企业将非核心的生产制造环节转让给具有合格专业技术的生产厂家已成为主要发展趋势。未来随着军工集团“大产业链+小总部”模式的不断建设,军工产业集群将以军工集团为核心,以关键加工装配工厂为辅助形成区域性航空制造产业园。军工集团为保证自身的效率与利润,未来有望将非核心生产环节外包比例逐渐提升,从而使零部件生产、机加工、装配等企业显著受益。3.2民用航空市场:国际分包业务扩量+国产大飞机需求放量共促发展国内民用航空转包业务进入快速发展阶段,国际地位逐步提升,预计未来10年国内需求+国际分包将超1800亿市场规模。中国的航空工业外贸转包生产始于1980年,先后与美国波音、欧洲空客、加拿大庞巴迪、巴西航空工业公司等世界先进飞机制造公司以及美国通用电气公司、英国罗罗公司、美国普惠公司等发动机制造公司建立了工业合作关系,开展了广泛的航空零部件外贸转包生产,项目涉及机头、机翼、机身、尾段、舱门、发动机部件等多种产品。随着中国航空工业的发展,产品技术水平与质量逐渐获得国际市场的认可。近年来中国航空转包生产发展非常迅猛。中国将在国际航空转包市场上与世界各民用飞机制造商包括中国商飞、波音、空客、庞巴迪、巴西航空等开展全方位的合作。目前全球知名飞机制造商均有采用中国产品,以波音公司为例,在全球飞行的6000架波音飞机当中,均有中国制造的零部件及零件。国内转包市场规模稳步提升,逐步成为世界航空产业重要组成部分。近些年来,中国航空企业一直通过国际航空转包生产以及大量合资企业建设的方式,不断提升国际主力机型结构部件、金属型材、金属零部件等方面的生产能力和产品质量,逐步成为世界航空产业重要的组成部分,提升了国际化发展能力。中国民用航空零部件转包交付金额不断扩大,波音、空客等零部件转包需求持续增长,中国企业获得的民航转包生产金额呈稳步上升趋势,国内民营航空企业获得的国际航空转包份额也有所提升。而国内航空零部件转包业务承接方主要分为国资背景及民营企业,主要由中航工业和中国航发两大军工集团的旗下个主机厂或成立的合资公司承担。据统计,目前中航工业整体承担了约80%的航空发动机转包业务。ARJ21与C919航空零部件与维修市场规模国内自身分包市场规模:国产飞机需求扩产达1400亿市场规模,国际分包稳定增长。在国际转包业务持续推进的同时,我国大型自主商用飞机谱系的建设也快速发展,随着商用飞机航空制造产业链的不断成熟,航空零部件制造规模及分包比例也将随下游大飞机放量获得明显增长。我国C919大飞机于2015年11月2日完成总装下线,2017年5月成功试飞。根据官网数据显示,目前C919已获得28家客户累计815架订单;国产支线飞机ARJ21交付不断增加,目前确认+意向客户超700架。按照各自售价及零部件占飞机总价值30%/36%比例计算,考虑已有订单及已落地飞机后期维修更新替换工作,我国未来10年可贡献零部件制造分包收入近1400亿元。2010-2030年我国国际航空制造分包市场规模预测(单位:亿美元)1、总论1.1航空零部件项目背景1.2可行性研究结论1.3主要技术经济指标表2、项目背景与投资的必要性2.1航空零部件项目提出的背景2.2投资的必要性3、市场分析3.1项目产品所属行业分析3.2产品的竞争力分析3.3营销策略3.4市场分析结论4、建设条件与厂址选择4.1建设场址地理位置4.2场址建设条件4.3主要原辅材料供应5、工程技术方案5.1项目组成5.2生产技术方案5.3设备方案5.4工程方案6、总图运输与公用辅助工程6.1总图运输6.2场内外运输6.3公用辅助工程7、节能7.1用能标准和节能规范7.2能耗状况和能耗指标分析7.3节能措施7.4节水措施7.5节约土地8、环境保护8.1环境保护执行标准8.2环境和生态现状8.3主要污染源及污染物8.4环境保护措施8.5环境监测与环保机构8.6公众参与8.7环境影响评价9、劳动安全卫生及消防9.1劳动安全卫生9.2消防安全10、组织机构与人力资源配置10.1组织机构10.2人力资源配置10.3项目管理11、项目管理及实施进度11.1项目建设管理11.2项目监理11.3项目建设工期及进度安排12、投资估算与资金筹措12.1投资估算12.2资金筹措12.3投资使用计划12.4投资估算表13、工程招标方案13.1总则13.2项目采用的招标程序13.3招标内容13.4招标基本情况表14、财务评价14.1财务评价依据及范围14.2基础数据及参数选取14.3财务效益与费用估算14.4财务分析14.5不确定性分析14.6财务评价结论15、项目风险分析15.1风险因素的识别15.2风险评估15.3风险对策研究16、结论与建议16.1结论16.2建议关联报告:编制单位:北京智博睿航空零部件项目申请报告航空零部件项目建议书航空零部件项目商业计划书航空零部件项目资金申请报告航空零部件项目节能评估报告航空零部件行业市场研究报告航空零部件项目PPP可行性研究报告航空零部件项目PPP物有所值评价报告航空零部件项目PPP财政承受能力论证报告航空零部件项目资金筹措和融资平衡方案