2023航空發動機產業結構分析 航空發動機行業供需分析

• 黃文玉 2023年7月4日 來源：互聯網 945 59
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航空發動機是指為航空器提供飛行所需動力的發動機。航空發動機是飛機的心臟，它直接影響飛機的性能、可靠性及經濟性，是飛機的核心部件。

航空發動機是指為航空器提供飛行所需動力的發動機。航空發動機是飛機的心臟，它直接影響飛機的性能、可靠性及經濟性，是飛機的核心部件。航空發動機的研制對結構力學、材料學、氣體動力學、工程熱力學、轉子動力學、流體力學、電子學、控制理論等學科都有極高要求，世界上具備獨立研制航空發動機能力的國家只有美、俄、英、法、中等少數幾個。獨立研制發動機是一個國家成為航空強國的重要標志。

一、航空發動機產業結構分析

航空發動機主要可分為三種類型，即活塞式、燃氣渦輪式和沖壓式，三種航空發動機特點及用途各不相同。目前應用最廣的燃氣渦輪航空發動機，其又可分為四類，分別為渦輪軸發動機，多用于直升機和垂直/短距起落飛機;渦輪風扇發動機，用于現今大多數飛機;渦輪螺旋槳發動機，主要應用于在中低速飛機或對低速性能有嚴格要求的巡邏、反潛或滅火等類型飛機;渦輪噴氣發動機，主要用于超音速飛機。

無論是通用航空領域的潛在市場，還是單一重油燃料的戰場作戰要求，航空重油活塞發動機的發展都具有巨大的機遇。但由于重油燃料固有的理化性質和航空活塞發動機的燃燒機理使航空重油活塞發動機的開發和研制工作也面臨著很多的挑戰。

數據顯示，2018-2020年中國航空發動機行業市場規模保持了增加的趨勢，從2018年的520億元增加到2020年的620億元。2019年市場規模的增速為11.2%。受新冠疫情影響，2020年市場規模增速有所下降，為7.3%。

根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年中國航空發動機行業供需分析及發展前景研究報告》顯示：

從形式上看，根據缸內著火方式，航空重油活塞發動機分為點燃式和壓燃式;根據沖程數，航空重油活塞發動機分為二沖程式和四沖程式;根據氣缸數，航空重油活塞發動機從單缸到八缸均有相關應用案例。從關鍵技術上看，航空重油活塞發動機面臨著熱效率低、易爆震、冷起動困難、功重比低、振動噪聲等問題。針對這些問題，研究人員進行了關鍵技術的探索，提出了缸內直噴技術、高能點火技術、增壓技術、爆震抑制技術、冷起動優化策略等技術和設計方法，從而減少航空重油活塞發動機的問題。

從研制水平看，航空重油活塞發動機的研制以美國和歐洲各工業強國為領軍者，發動機基礎技術扎實、起步早、創新力強使得這些國家成為航空重油活塞發動機市場主要占領者。我國從2013年開始逐漸開始進行航空重油活塞發動機的研制，目前也取得了一定進展。

活塞式航空發動機在高空運行時，由于海拔升高，空氣密度降低、溫度下降，導致進入缸內的空氣量減小，空燃比下降，壓縮終點溫度降低，使得燃燒過程惡化，發動機動力性、經濟性下降，熱負荷增大、排溫升高，造成航空發動機工作的可靠性下降，進而影響無人機的作戰飛行性能。為了提升活塞式航空發動機高空動力性、經濟性和熱平衡性能，目前主要的技術手段和研究方向有增壓技術、高能雙點火技術和電控直噴技術。

增壓技術是提升發動機高空性能、突破無人機使用升限的重要途徑之一，但是在活塞式航空發動機上，實現高效率增壓依然存在一定的障礙，因為汽油機壓縮終了混合氣濃度和溫度上升明顯，易發生爆燃，同時汽油機轉速范圍寬，與增壓器的匹配困難。當前，活塞式航空發動機普遍采用單級增壓技術，以奧地利的rotax—914航空發動機為例,該發動機采用了帶有旁通閥的渦輪增壓器，利用排氣能量對進氣進行增壓，空氣盒中的增壓壓力由排氣渦輪機上電子控制的葉片(廢氣門)控制，即廢氣門控制渦輪增壓器的轉速，從而控制空氣盒中的增壓壓力。

中國航空發動機工業在一片空白的基礎上發展起來。從50 多年前被周恩來總理稱為“心臟病”起，我國軍用航空發動機行業通過引進技術、仿制成品、產品改良、技術創新的方式，建立了較為完備的發動機產業體系。與歐美航空發動機以企業為主的研發體系不同，我國的軍工體制沿襲了前蘇聯"研究所+工廠"的模式。因此，我國的航空發動機的生產制造主要依靠軍工廠，研發則主要以事業單位編制的科研院所為主。目前中央大力倡導深化國企改革的背景下，軍工科研院所的改制也被提上日程。科研院所的轉企改制，不僅能夠提升軍工企業的競爭力，還有優化資源配置、提高資金使用效率、促進軍民融合等多重作用。

二、航空發動機各細分市場領先企業排名

當今世界能夠獨立研制航空動力并形成產業規模的國家只有聯合國五大常任理事國，具有技術和商業優勢的則只有美、英兩國，企業層面GE、普惠與RR占有明顯優勢，全球航空發動機產業是典型的寡頭壟斷市場;而寡頭壟斷核心技術與市場的背后是一條多層次分工協作的生產供應鏈，其70%以上的零部件都依靠外部采購。

近年國家持續推進軍民融合項目開展，鼓勵民企參與軍工產品競爭，開始引入市場競爭機制，軍工產品生產逐步與市場接軌。客戶對軍工產品及服務質量提出了更高的要求，這進一步加劇了國內軍工企業與有實力、有資質民企間的競爭。雖然目前尚沒有可以獨立制造發動機整機的民企，但未來可能性依然存在。

軍用發動機方面，太行發動機目前主要用于裝備中國第三代殲-11B戰機，其性能指標與美軍F-16戰機F110發動機相當，這意味著未來太行發動機有可能取代俄制AL-31F，裝備殲-10B與殲-15戰機。但渦扇-10在量產過程中并沒有做好質量穩定性控制，發動機平均工作300小時即需要大修，無法滿足空軍戰備要求。這導致我國戰機依需購買俄羅斯進口發動機以保持戰機應戰狀態。目前太行發動機仍需時間升級改造以解決穩定性問題，但在改造完成前該型號發動機就有被淘汰的可能，而適合我國四代、五代機的渦扇-15發動機仍在研制過程中，距離正式配裝還很遙遠。我國在未來5到10年仍需依賴國外進口發動機，國產發動機競爭力不足的現象將長時間存在。

民用發動機方面，我國尚不具備自主開發商用航空發動機的能力，目前主要承接外國公司轉包業務。

三、航空發動機行業各細分市場占總市場的結構比例

世界大型航空發動機企業也非常重視軍民航空發動機的協調發展。一個企業如果單純依靠軍用航空發動機很難長期生存，必須輔以民機和燃機的高額利潤來維持運轉。世界發動機產業格局早期以軍機為主，軍民用航空發動機的銷售額比約為4:1。這種情況當前已出現了根本性的轉變，2020年，軍民用航空發動機的銷售額比約為1:4。

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