2020年中國航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)格局、市場發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析[圖]

    一、全球航發(fā)產(chǎn)業(yè)格局：寡頭壟斷逐步加深

    全球民用航發(fā)市場：六大巨頭壟斷近九成份額

    美英法德日等少數(shù)國家的寡頭企業(yè)壟斷了世界航發(fā)和燃?xì)廨啓C市場。軍用領(lǐng)域真正形成航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)并具有相當(dāng)規(guī)模的國家只有美、俄、英、法、中等少數(shù)幾個國家。民用領(lǐng)域壟斷程度更深，美、英兩國的三家公司（美國的通用電氣、普•惠公司以及英國的羅•羅公司）及其成立的合資公司（CFM、IAE、EA公司）幾乎占據(jù)了民用航發(fā)市場份額的90%。

世界主要航空發(fā)動機公司概況

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    全球民用航空發(fā)動機整機市場呈現(xiàn)3+3寡頭壟斷格局。世界民用航空發(fā)動機市場基本

    由美國通用電氣（GE）和普拉特•惠特尼（PW）、英國的羅爾斯•羅伊斯（RR）以及這三家公司同法國賽峰集團（Safran）相互間合資成立的斯奈克瑪國際CFM（Safran/GE）、IAE（RR/PW）和EA（GE/PW）等公司高度壟斷，特別是大型客機和運輸機的大涵道比渦扇發(fā)動機市場基本被上述歐美巨頭集團壟斷。這六家公司具有獨立研制航空發(fā)動機整機的能力，在全球大型民用航發(fā)的核心技術(shù)研發(fā)、總裝集成、銷售及客戶服務(wù)等全產(chǎn)業(yè)鏈上處于主導(dǎo)及控制地位。近年來，產(chǎn)業(yè)壟斷趨勢不斷增強。GE與波音、RR與空客近年來在部分新機型上實行“手拉手”合作，一款機型唯一選用一款發(fā)動機。

三大整機公司成立的合資公司情況介紹

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世界商用噴氣式發(fā)動機廠商市場份額（按交付數(shù)量計）

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    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國航空發(fā)動機行業(yè)投資潛力分析及投資前景評估報告》數(shù)據(jù)顯示：既有競爭又有合作，三大整機公司成立合資公司專門生產(chǎn)某一款發(fā)動機，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。GE和SNECMA各持股50%，于1974年聯(lián)合成立CFM公司，負(fù)責(zé)CFM56渦扇發(fā)動機的合作研制、生產(chǎn)和銷售。IAE是PW、RR、JAEC（日本）和MTU（德國）于1983年合資成立的公司，為150座級客機市場提供V2500發(fā)動機。RR已于2011年退出IAE。EA由GE、PW于1996年成立，最初為波音公司計劃在747基礎(chǔ)上推出的450座級，四發(fā)747-500/600項目設(shè)計一款大推力高涵道比渦扇發(fā)動機，但項目流產(chǎn)，后和波音合作，生產(chǎn)GP7200發(fā)動機，用于裝機A380，以對抗羅羅的Trent9000。

    航發(fā)巨頭的合作或是出于政治及技術(shù)方面的考量。由于航發(fā)產(chǎn)業(yè)本身的戰(zhàn)略意義，上述民用航發(fā)市場的合資合作并不是純粹的商業(yè)行為。首先，合作的實現(xiàn)無法脫離各國之間基本的政治背景。法美合作的CFM是在當(dāng)時法國政府推動、美國政府首肯之下才實現(xiàn)的。即便如此，美國軍方為防止核心技術(shù)外泄，直到通用電氣承諾在合資過程中采取必要措施之后才放行。而德、日、意等國能與英、美有關(guān)企業(yè)合作也脫離不開這些國家與美國在政治上的親密關(guān)系。其次,有效的合作離不開有關(guān)方面在技術(shù)水平上的接近，優(yōu)勢互補。GE占據(jù)寬體客機半壁江山。寬體客機發(fā)動機市場主要在GE、RR和PW三大巨頭之間展開，GE市場份額接近50%，RR份額24%，PW份額19%。GE擁有CF6-80、GE90和GEnx三種型號，其中CF6-80系列用于空客A330，GE90是波音777的動力裝置，GEnx是波音747-8的唯一動力，也可供波音787選裝。

商用寬體機各發(fā)動機廠家市場份額

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    CFM在窄體客機發(fā)動機市場份額領(lǐng)先。新一代窄體客機發(fā)動機市場的競爭主要在CFM國際和IAE兩個合資公司之間展開，CFM市場份額約69%，IAE市場份額約20%，PW市場份額約7%。CFM的LEAP系列發(fā)動機和普惠公司的GTF系列發(fā)動機是占據(jù)明顯優(yōu)勢的兩款產(chǎn)品。RR公司自2011年退出IAE以后，就退出了窄體機市場，4%市場份額是其存量，近年來羅羅公司宣布要重新進(jìn)入窄體機發(fā)動機市場，分享窄體客機快速增長帶來的紅利。

商用窄體機各發(fā)動機廠家份額占比

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    GE領(lǐng)跑支線客機發(fā)動機市場。新一代支線客機發(fā)動機市場的競爭主要在GE、RR和PW三大公司之間展開。從現(xiàn)役機隊存量發(fā)動機市場份額來看，GE占66%，排名第一，其次是RR占22%，霍尼韋爾占比6%，普惠份額較小。

商用支線客機各發(fā)動機廠家份額占比（按存量發(fā)動機數(shù)量計算）

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    全球軍用航發(fā)市場：美、英等五國壟斷

    全球軍用航空發(fā)動機市場基本被美、英、法、俄、中等五國的寡頭公司壟斷。目前世界上僅有美、俄、英、法、中五國獨立掌握大推力航空發(fā)動機的獨立設(shè)計制造技術(shù)。但是中國軍用航空發(fā)動機譜系不全；民用航空發(fā)動機仍為空白，行業(yè)尚處于起步階段。全球主要的軍用航空發(fā)動機基本被美國的GE和PW、英國的RR、法國的SNECMA、俄羅斯的聯(lián)合發(fā)動機制造集團、中國的航發(fā)集團壟斷。

    在軍用和小型航發(fā)領(lǐng)域，法國斯奈克瑪（Snecma）、美國霍尼韋爾（Honeywell）、德國MTU、意大利Avio以及俄羅斯土星、禮炮公司等是主要代表性企業(yè)，它們具有較完整的生產(chǎn)能力，除了進(jìn)行整機研發(fā)與銷售外，還作為一級供應(yīng)商為頂級企業(yè)提供大部件和核心機部件。

軍用航空發(fā)動機主要供貨商及其代表型號

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    二、民用航空發(fā)動機

    1、民用航空發(fā)動機產(chǎn)品

    近百年來，航空發(fā)動機制造企業(yè)一直在不斷地追求著更高的安全性、可靠性、經(jīng)濟性、環(huán)保性和低噪音等，主要通過改進(jìn)氣動設(shè)計、材料應(yīng)用、低排放燃燒室、高效葉片冷卻技術(shù)、智能化監(jiān)測系統(tǒng)等方式。具體到產(chǎn)品參數(shù)，推力大小一直是評價航空發(fā)動機的核心技術(shù)指標(biāo)之一。圖表7匯總了過去六十年部分經(jīng)典航空發(fā)動機的首次試驗時間及推力數(shù)據(jù)?？梢姡萍嫉倪M(jìn)步和經(jīng)驗的積累使得研制大推力甚至超大推力航空發(fā)動機成為可能。GE90型航空發(fā)動機是GE公司為波音777客機研制的一款高涵道比超大推力渦扇發(fā)動機，其1995年投入商業(yè)運營，至今已經(jīng)衍生出兩個子型號，即最大推力為94000磅的GE90-94B和最大推力115000磅GE90-115。目前，GE90-115仍然是世界上推力最大的民用航空發(fā)動機。2016年，它的改進(jìn)型GE9X型首次在地面進(jìn)行測試，預(yù)計將在2019年為波音777-9的首次飛行提供動力，并將于2020年正式投入使用。GE9X配備更大的風(fēng)扇，采用更先進(jìn)的陶瓷基復(fù)合材料，更高的涵道比和壓縮比，雖然推力有所減弱，但是燃油效率將提升10％左右。

    2、民用航空發(fā)動機市場現(xiàn)狀

    民用航空發(fā)動機市場主要由GE、RR、PW及其主導(dǎo)或合資成立的CFM國際、IAE公司壟斷。2018年全球商用航空發(fā)動機存量市場規(guī)模是52107臺，較2016年的48609臺新增3498臺。上述五家公司合計占據(jù)了該市場的份額高達(dá)96.26%，其中，CFM國際22934臺、GE公司11718臺、IAE公司6118臺、羅羅公司5920臺和普惠公司3466臺。

商用航空發(fā)動機市場結(jié)構(gòu)

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    近三年，CFM國家的產(chǎn)品銷量較好，2016年市場占有率為41.93%，2017年增至43.12%，2018年達(dá)到了44.01%。但是，普惠公司產(chǎn)品數(shù)量卻由2016年的3919臺降至3466臺，市占率由2016年的8.06%降至2018年的6.65%。

    窄體客機發(fā)動機市場：該細(xì)分市場的存量為31690臺，其中CFM國際市占率為71.13%，IAE市占率19.31%，PW市占率5.55%。這三家頭部企業(yè)產(chǎn)品合計占據(jù)了市場總額95.99%，而且?guī)缀跛性谏a(chǎn)的窄體客機都選配了CFM國際的CFM56或LEAP系列發(fā)動機，包括中國商飛研制的C919客機。寬體客機發(fā)動機市場：該細(xì)分市場的存量為12701臺，其中GE市占率為51.21%，RR市占率為28.31%，PW市占率為13.42%。目前，這三家頭部企業(yè)產(chǎn)品合計占據(jù)了市場總額92.95%，在產(chǎn)的寬體客機主要選配了GE公司的GE90、GE9X和GEnx發(fā)動機，和RR公司的Trent系列發(fā)動機。支線客機發(fā)動機市場：該細(xì)分市場的存量為7214臺，其中GE市占率為72.28%，RR市占率為17.08%，霍尼韋爾市占率為6.27%。目前，這三家頭部企業(yè)產(chǎn)品合計占據(jù)了市場總額95.62%，在產(chǎn)的支線客機主要選配了GE的CF34系列發(fā)動機。

    3、民用航空發(fā)動機市場發(fā)展趨勢

2018-2037年全球各類客機交付量和飛機市場價值

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    未來二十年現(xiàn)有民用客機機的81%（18266架）將逐步退役。此外，民機市場還需要超過24436架的新增客機。因此，全球市場至2037年預(yù)計將有超過42702架新機交付，用于代替和支持民機市場的發(fā)展，其中，預(yù)計三分之二為單通道窄體客機。為了迎接需求旺盛的市場，各大航空發(fā)動機制造企業(yè)在過去十年已經(jīng)先后啟動了多款新型號產(chǎn)品的研制項目。2008年至2018年，有八款重要型號進(jìn)行了首次試車，其中四款將用于窄體客機，三款用于寬體客機，一款將用于支線客機。

全球發(fā)動機訂單情況及市場結(jié)構(gòu)

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未來即將入市的新型號飛機及其配套發(fā)動機

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    現(xiàn)有民機航空發(fā)動機訂單數(shù)據(jù)及即將入市的新型號飛機動力系統(tǒng)可參見圖表12。CFM國際獲得全球市場訂單的57.13%,共計5792臺；羅羅公司獲得了30.80%，共計3122臺，GE公司獲得了11.20%，共計1135臺，其中CFM國際的Leap系列和羅羅公司的PW1000G系列發(fā)動機將繼續(xù)占據(jù)市場的較大份額，主要用于A320neo、737MAX、C919、A220等機型。

    2019年至2022年即將入市的民用機型包括波音777X、MC-21、E-jet175/195等，其裝備的航空發(fā)動機型號可參見圖表13。我國自主研制的C919已獲得了近千架訂單，其正式入市之后也將較大的影響著相關(guān)型號發(fā)動機市場的格局和發(fā)展。

    三、軍用航空發(fā)動機市場

    1、軍用航空發(fā)動機產(chǎn)品及市場

全球軍用飛機（包括直升機）概況及地域分布

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    軍用航空器主要包括戰(zhàn)機、運輸機、直升機、轟炸機等，其中以直升機、戰(zhàn)機和運輸機為主，規(guī)模相對較大。2018年，美國軍隊配備有12304架包括直升機在內(nèi)的軍用飛機，占全球軍機占比為26.61%，其次是俄羅斯和中國，分別為4441架和4182架，占全球軍機占比為9.60%和9.04%。軍用飛機裝載的動力系統(tǒng)主要為渦漿發(fā)動機、渦扇發(fā)動機和渦槳發(fā)動機，主要制造企業(yè)是GE、普惠、俄羅斯聯(lián)合發(fā)動機集團和中國航空發(fā)動機集團。此外，LycomingEngines、HoneywellAerospace、AllisonEngineCompany、法國透博梅卡、馬達(dá)西奇等公司也為世界范圍內(nèi)的軍機提供了相對少量的航空發(fā)動機產(chǎn)品。

    現(xiàn)役戰(zhàn)機中，美國F-16和F-18戰(zhàn)機數(shù)量最多，達(dá)2269架和1118架，動力系統(tǒng)是普惠F100系列和通用的F414/F404系列。俄羅斯制造的蘇-27和其升級版蘇-30服役數(shù)量為967架，動力系統(tǒng)是俄羅斯聯(lián)合發(fā)動機集團下屬的土星公司研制的AL-31系列。

    全球最著名運輸機的當(dāng)屬美國C-130“大力神”、C-17“環(huán)球霸王”和俄羅斯伊爾-76，現(xiàn)役數(shù)量分別為889架、274架和182架，其搭載的動力系統(tǒng)分別是羅羅的T56系列、普惠PW2000系列和俄羅斯聯(lián)合發(fā)動機集團下屬的索洛維耶夫設(shè)計局研制的D-30系列。

    美國黑鷹S-70/SH/UH-60是服役數(shù)量最多的軍用直升機，多達(dá)3842架，其動力系統(tǒng)采用了GE公司的T700。此外，俄羅斯的Mi-8中型運輸機也在全球范圍內(nèi)大量服役著，其搭載著烏克蘭馬達(dá)西奇的產(chǎn)品。

    2、俄羅斯軍機動力系統(tǒng)概況

    俄羅斯的經(jīng)濟實力相對于美國和中國較弱，但是其空軍實戰(zhàn)能力卻受到世界矚目，因此存在一些值得我國借鑒和學(xué)習(xí)的方面。截止2018年底，在兩年半的敘利亞反恐戰(zhàn)事中，俄羅斯空軍累計觸動了3.6萬架次作戰(zhàn)飛行，但僅損失了5架軍機。俄戰(zhàn)略技術(shù)分析中心出版《殘酷的天空—當(dāng)代沖突中的空軍》書籍，稱贊其空軍的實戰(zhàn)表現(xiàn)是近20年來全球最成功的。俄羅斯現(xiàn)役軍機4441架，包括軍用直升機1505架，攻擊機783架和戰(zhàn)斗機751架。此外，俄軍還裝備有多用途飛機523架，例如運輸機、偵察機、加油機等。其中，1247架直升機，包括Mi-8/17、Mi-24/35、Ka-27/28/29/52等型號，裝備著TV3-117系列渦軸發(fā)動機；429架戰(zhàn)機，包括Su-27/30/33/34/35等型號，裝備著AL-31F系列渦扇發(fā)動機；314架運輸機及其改裝的平臺機，包括Il-76/78、Tu-134/154等型號，裝備著D-30系列渦扇發(fā)動機。

俄羅斯現(xiàn)役軍機動力系統(tǒng)

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    TV3-117系列渦軸發(fā)動機：是世界上產(chǎn)量最大的渦軸家族之一，也是世界上最可靠的發(fā)動機之一，配裝在95%的米系列和卡系列直升機上。為了適應(yīng)各型直升機的要求，TV3-117系列發(fā)動機發(fā)展出了20多種改進(jìn)型，產(chǎn)量超過3萬臺，累計飛行時間超過1200萬小時。我國軍/民用直升機規(guī)模及市場增長迅猛，而且擁有極長的邊境線，迫切需要裝備高性能發(fā)動機的直升機。但是，國內(nèi)的軍工渦軸發(fā)動機的性能及穩(wěn)定性相對不足，是我國目前正在大力發(fā)展的方向之一。D-30系列渦扇發(fā)動機：最大推力為12.5噸，翻修壽命3000小時左右，主要裝配于大中型飛機，包括俄制Il-76/78、Tu-134/154、中國制轟-6系列、運-20系列飛機等。該型號發(fā)動機對中國空軍有著非常重要的意義。

    3、軍用航空發(fā)動機發(fā)展趨勢

第一代至第五代航空發(fā)動機推重比對比

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    美國企業(yè)（PW和GE）的軍用航空發(fā)動機技術(shù)代表著世界最高水平，其發(fā)展方向和趨勢就是其他國家和地區(qū)相關(guān)企業(yè)的努力方向。結(jié)合實際使用情況以及性能的要求，美國和歐洲依據(jù)推重比將軍用航空發(fā)動機分為五代。

美國未來空軍戰(zhàn)機組成

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    其中，第五代發(fā)動機以美國普惠的F135型號為代表（推重比超過11），已經(jīng)大批量的列裝F-35戰(zhàn)斗機。依靠其強大的技術(shù)研發(fā)能力，美國已經(jīng)開始第六代航空發(fā)動機的設(shè)計及研制，預(yù)計推重比將達(dá)到15以上，而且第七代航空發(fā)動機也可能開展了預(yù)研。據(jù)報道，2018年美國空軍采購70架搭載F-135發(fā)動機的F-35戰(zhàn)斗機，后來又增購了24架，2019年美國空軍計劃采購77架F-35戰(zhàn)斗機，這樣到2020年美國空軍F-35戰(zhàn)斗機數(shù)量可能會突破400架，這個數(shù)字將會超過F-15成為美國空軍第二大戰(zhàn)斗機，僅次于F-16，并且按照這個裝備速度，F(xiàn)-35將會在2025年之前超過F-16成為美國空軍第一大戰(zhàn)斗機，也就是說美國空軍可能在2025年之前基本上完成從三代戰(zhàn)斗機到四代戰(zhàn)斗機升級。世界航空發(fā)動機企業(yè)之中，普惠公司在軍用航空發(fā)動機方面的能力尤為突出。它的近11000臺軍用發(fā)動機在22個國家的服役，其中包括：用于F-35的F-135系列，用于F-22的F-119系列，用于F-15和F-16的F100系列，用于C-17的F-117系列等。所以，該公司的軍用航空發(fā)動機的研制方向很可能就是未來其他國家軍用航空發(fā)動機的發(fā)展方向。

世界先進(jìn)戰(zhàn)機及動力系統(tǒng)概況

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    目前，全球現(xiàn)役戰(zhàn)機之中，四代半及五代戰(zhàn)機占比極低。未來，隨著現(xiàn)役軍機的退役及新戰(zhàn)機的補充，全球范圍內(nèi)的普惠的F-135系列、俄羅斯聯(lián)合發(fā)動機制造集團的AL-41F系列、以及中國的WS-15系列等先進(jìn)軍用航空發(fā)動機數(shù)量將逐漸增多。

    四、無人機航空發(fā)動機市場

    自上世紀(jì)90年代開始，無人機由于在戰(zhàn)爭中的出色表現(xiàn)迎來了迅猛的發(fā)展，并且呈現(xiàn)出察打一體化和高空長航時的發(fā)展趨勢。目前，全世界有超過30個國家裝備了無人機系統(tǒng)，并在軍隊中組建了無人機機隊。其中，以美國軍隊裝備的無人機型號最為眾多，并且其技術(shù)也引領(lǐng)著世界的發(fā)展方向。

美軍部分無人機性能及動力系統(tǒng)情況

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全球現(xiàn)役第五代戰(zhàn)機及動力系統(tǒng)

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    無人機采用的動力裝置主要包括活塞發(fā)動機、渦噴發(fā)動機、渦扇發(fā)動機、渦槳發(fā)動機和渦軸發(fā)動機。此外，微型無人機通常使用了電池驅(qū)動的電動機。無人機發(fā)動機的選擇主要與其所要求的性能有關(guān)，可參見圖表23。例如，活塞發(fā)動機適用于低速、中低空的偵察、監(jiān)視無人機及長航時無人機，飛機起飛質(zhì)量較輕；渦噴發(fā)動機適用于飛行時間較短的中高空、高速偵察機及靶機、無人攻擊機,飛機起飛質(zhì)量可達(dá)2500kg;渦軸發(fā)動機適用于垂直起降無人機；渦扇發(fā)動機適用于高空長航時的大型無人機，例如美國“全球鷹”RQ-4。由于歷史、技術(shù)、使用經(jīng)驗等原因，目前大部分現(xiàn)役無人機均采用活塞發(fā)動機，局限性較大。未來，推力更大、耗油率低、高空性能好的渦扇發(fā)動機有望在在無人機動力裝置中將占有越來越重要的地位。