2023航空发动机产业结构分析 航空发动机行业供需分析

航空发动机是指为航空器提供飞行所需动力的发动机。航空发动机是飞机的心脏，它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性，是飞机的核心部件。航空发动机的研制对结构力学、材料学、气体动力学、工程热力学、转子动力学、流体力学、电子学、控制理论等学科都有极高要求，世界上具备独立研制航空发动机能力的国家只有美、俄、英、法、中等少数几个。独立研制发动机是一个国家成为航空强国的重要标志。

一、航空发动机产业结构分析

航空发动机主要可分为三种类型，即活塞式、燃气涡轮式和冲压式，三种航空发动机特点及用途各不相同。目前应用最广的燃气涡轮航空发动机，其又可分为四类，分别为涡轮轴发动机，多用于直升机和垂直/短距起落飞机;涡轮风扇发动机，用于现今大多数飞机;涡轮螺旋桨发动机，主要应用于在中低速飞机或对低速性能有严格要求的巡逻、反潜或灭火等类型飞机;涡轮喷气发动机，主要用于超音速飞机。

无论是通用航空领域的潜在市场，还是单一重油燃料的战场作战要求，航空重油活塞发动机的发展都具有巨大的机遇。但由于重油燃料固有的理化性质和航空活塞发动机的燃烧机理使航空重油活塞发动机的开发和研制工作也面临着很多的挑战。

数据显示，2018-2020年中国航空发动机行业市场规模保持了增加的趋势，从2018年的520亿元增加到2020年的620亿元。2019年市场规模的增速为11.2%。受新冠疫情影响，2020年市场规模增速有所下降，为7.3%。

根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国航空发动机行业供需分析及发展前景研究报告》显示：

从形式上看，根据缸内着火方式，航空重油活塞发动机分为点燃式和压燃式;根据冲程数，航空重油活塞发动机分为二冲程式和四冲程式;根据气缸数，航空重油活塞发动机从单缸到八缸均有相关应用案例。从关键技术上看，航空重油活塞发动机面临着热效率低、易爆震、冷起动困难、功重比低、振动噪声等问题。针对这些问题，研究人员进行了关键技术的探索，提出了缸内直喷技术、高能点火技术、增压技术、爆震抑制技术、冷起动优化策略等技术和设计方法，从而减少航空重油活塞发动机的问题。

从研制水平看，航空重油活塞发动机的研制以美国和欧洲各工业强国为领军者，发动机基础技术扎实、起步早、创新力强使得这些国家成为航空重油活塞发动机市场主要占领者。我国从2013年开始逐渐开始进行航空重油活塞发动机的研制，目前也取得了一定进展。

活塞式航空发动机在高空运行时，由于海拔升高，空气密度降低、温度下降，导致进入缸内的空气量减小，空燃比下降，压缩终点温度降低，使得燃烧过程恶化，发动机动力性、经济性下降，热负荷增大、排温升高，造成航空发动机工作的可靠性下降，进而影响无人机的作战飞行性能。为了提升活塞式航空发动机高空动力性、经济性和热平衡性能，目前主要的技术手段和研究方向有增压技术、高能双点火技术和电控直喷技术。

增压技术是提升发动机高空性能、突破无人机使用升限的重要途径之一，但是在活塞式航空发动机上，实现高效率增压依然存在一定的障碍，因为汽油机压缩终了混合气浓度和温度上升明显，易发生爆燃，同时汽油机转速范围宽，与增压器的匹配困难。当前，活塞式航空发动机普遍采用单级增压技术，以奥地利的rotax—914航空发动机为例,该发动机采用了带有旁通阀的涡轮增压器，利用排气能量对进气进行增压，空气盒中的增压压力由排气涡轮机上电子控制的叶片(废气门)控制，即废气门控制涡轮增压器的转速，从而控制空气盒中的增压压力。

中国航空发动机工业在一片空白的基础上发展起来。从50 多年前被周恩来总理称为“心脏病”起，我国军用航空发动机行业通过引进技术、仿制成品、产品改良、技术创新的方式，建立了较为完备的发动机产业体系。与欧美航空发动机以企业为主的研发体系不同，我国的军工体制沿袭了前苏联"研究所+工厂"的模式。因此，我国的航空发动机的生产制造主要依靠军工厂，研发则主要以事业单位编制的科研院所为主。目前中央大力倡导深化国企改革的背景下，军工科研院所的改制也被提上日程。科研院所的转企改制，不仅能够提升军工企业的竞争力，还有优化资源配置、提高资金使用效率、促进军民融合等多重作用。

二、航空发动机各细分市场领先企业排名

当今世界能够独立研制航空动力并形成产业规模的国家只有联合国五大常任理事国，具有技术和商业优势的则只有美、英两国，企业层面GE、普惠与RR占有明显优势，全球航空发动机产业是典型的寡头垄断市场;而寡头垄断核心技术与市场的背后是一条多层次分工协作的生产供应链，其70%以上的零部件都依靠外部采购。

近年国家持续推进军民融合项目开展，鼓励民企参与军工产品竞争，开始引入市场竞争机制，军工产品生产逐步与市场接轨。客户对军工产品及服务质量提出了更高的要求，这进一步加剧了国内军工企业与有实力、有资质民企间的竞争。虽然目前尚没有可以独立制造发动机整机的民企，但未来可能性依然存在。

军用发动机方面，太行发动机目前主要用于装备中国第三代歼-11B战机，其性能指标与美军F-16战机F110发动机相当，这意味着未来太行发动机有可能取代俄制AL-31F，装备歼-10B与歼-15战机。但涡扇-10在量产过程中并没有做好质量稳定性控制，发动机平均工作300小时即需要大修，无法满足空军战备要求。这导致我国战机依需购买俄罗斯进口发动机以保持战机应战状态。目前太行发动机仍需时间升级改造以解决稳定性问题，但在改造完成前该型号发动机就有被淘汰的可能，而适合我国四代、五代机的涡扇-15发动机仍在研制过程中，距离正式配装还很遥远。我国在未来5到10年仍需依赖国外进口发动机，国产发动机竞争力不足的现象将长时间存在。

民用发动机方面，我国尚不具备自主开发商用航空发动机的能力，目前主要承接外国公司转包业务。

三、航空发动机行业各细分市场占总市场的结构比例

世界大型航空发动机企业也非常重视军民航空发动机的协调发展。一个企业如果单纯依靠军用航空发动机很难长期生存，必须辅以民机和燃机的高额利润来维持运转。世界发动机产业格局早期以军机为主，军民用航空发动机的销售额比约为4:1。这种情况当前已出现了根本性的转变，2020年，军民用航空发动机的销售额比约为1:4。

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