东方证券股份有限公司经相关主管机关核准具备证券投资咨询业务资格，据此开展发布证券研究报告业务。 东方证券股份有限公司及其关联机构在法律许可的范围内正在或将要与本研究报告所分析的企业发展业务关系。因此，投资者应当考虑到本公司可能存在对报告的客观性产生影响的利益冲突，不应视本证券研究报告为作出投资决策的唯一因素。 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 深度报告 【行业 ·证券研究报告】 国防军工行业 国产工业之花盛开，攻克大制造最后一个堡垒 核心观点 航空发动机屹立高端制造业顶端，兼具战略意义和经济效益。 航空发动机科技水平高，集中了制造行业几乎所有的高精尖技术，被称为装备制造业“皇冠上的明珠”。由于研制投入大、周期长，难度高等特点，目前世界上仅有美、俄、英、法、中 5 国独立掌握大推力航空发动机制造技术。与供应端极强垄断性形成鲜明对比的是航发及航改燃 机市场庞大的需求 ， 20202025 年我国军用航发领域的市场规模 有望达到 平均每年 325 亿 元 ， 而 20192038 年 全球 民用领域的 航发 市场规模将 达到平均每年 5934 亿 元 （ 中国市场 1272 亿元 /年 ） 。 航发研制形成核心体系，型谱逐步完善 ，重点机型 进入 上 量期，即将撬动万亿市场。 我国航发制造业从修理、仿制、自研一路走来，已有 60 多年的发展历史，期间几经波折， 2015 年前后“太行”的批量交付标志着我国的航发研制已形成 比较现代化的 核心体系； 2016 年航发集团成立，使飞发分离扫除了垂直一体化模式的弊端；同年两机专项正式启动，为研发及制造技术攻关提供了充裕的资金铺底。与此同时，航发材料和制造技术近年来进展喜人， 2017 年新机交付率及产品可靠性显著提升。从 2015 年起我国发动机进口额的持续下降，与此同时军机数量不断提升，从侧面佐证了我国的国产第三代航发已 承担重任。随着基于核心体系的型谱产品逐步完善， 重点机型进入上量阶段 。 在整个航发产业链中，最受益的包括主机厂 、 热端部件 、维修维护 相关的产业链上游企业。 航发产业链中，包含公司众多，航发营收占比高的纯正标的较少，因此航发动力作为主机厂是最为纯正的航发标的。其承担了绝大多数重点型号，不少正处于放量期。此外，除了发动机新机制造，重要零部件维修的空间同样巨大。（ 1）国产航发在加速列装和替代期，未来维修费用占比有望提升。在航空发 动机的全生命周期中，维修成本占比在 50%以上，在国外航发营收中占比 50%55%。而我国维修费用占比 预估不足 20%，仍有较大的提升空间。（ 2）维修费用中，绝大部分来自于少量零件高、低压涡轮组件和燃烧室等热端部件。国外经验表明，在修理的发动机零部件中，热端部件是其重点，它占整台发动机大修费用的 70以上。随着我国国产航发逐渐成熟，未来维修保障的零部件更换将为这些企业带来较大的业绩增量和弹性。 投资建议与投资标的 我们看好航发产业链的机会，建议关注 标的： 航发动力 (600893，未评级 )、中航重机 (600765，买入 )、 火炬电子 (603678，未评级 )、应流股份 (603308，买入 )、 钢研高纳 (300034，未评级 )、航新科技（ 300424，未评级） 风险提示 航空发动机研发和生产进度不及预期 Table_BaseInfo 行业评级 看好 中性 看淡 (维持 ) 国家 /地区 中国 行业 国防军工行业 报告发布日期 2020年 02 月 26 日 行业表现 资料来源： WIND、东方证券研究所 证券分析师 王天一 021-63325888*6126 wangtianyiorientsec 执业证书编号： S0860510120021 证券分析师 罗楠 021-63325888-4036 luonanorientsec 执业证书编号： S0860518100001 联系人 冯函 021-63325888-2900 fenghanorientsec 相关报告 大飞机可能成为中美在高端制造的新博弈，看好军工长期投资价值及空间： 2020-02-17 复工复产第一线，年度来看军工企业具备一定天然优势： 2020-02-12 低配幅度进一步扩大，低估值及优质赛道标的获青睐： 2019Q4 军工行业基金持仓分析 2020-01-31 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后 部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 国防军工行业深度报告 国产工业之花盛开，攻克大制造最后一个堡垒 2 目 录 1航空发动机：工业之花，国之重器 . 5 1.1 航空发动机研制难度极高 . 5 1.2 我国发展航空发动机意义重大 . 7 2行业：航发研制形成核心体系，型谱完善逐步打开万亿市场 . 8 2.1 现状：民机及主力军机对进口航发依赖度仍较高 . 8 2.2 需求：军机更新换代 +民机国产替代，航发市场规模超万亿 . 9 2.2.1 存量更新换代 +20 系列放量，军用航发中短期需求旺盛 9 2.2.2 民航客机国产化，奠定长期大规模航发需求 11 2.3 供给：行业边际好转，重要突破即将实现 . 11 2.3.1 研制进展：自主 研制增多，谱系逐渐完善 12 2.3.2 组织结构：飞发分离，航发集团成立 16 2.3.3 资金投入：两机专项启动，千亿资金支持 17 2.3.4 材料和制造技术：为航发腾飞保驾护航 18 2.4 研发批产有序推进，多款重点型号放量在即 . 20 3、发动机产业链价值拆分 . 24 3.1 整机制造部分 . 26 3.2 维护维修部分 . 29 3.3 发动机维修中的主要零部件及对应公司 . 31 4、相关标的 . 33 4.1 航发动力 . 34 4.2 中航重机 . 34 4.3 火炬电子 . 35 4.4 钢研高纳 . 35 4.5 应流股份 . 36 4.6 航新科技 . 36 风险提示 . 37 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后 部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 国防军工行业深度报告 国产工业之花盛开，攻克大制造最后一个堡垒 3 图表目录 图 1：燃气涡轮发动机的结构示意图 . 5 图 2：目前应用最多的涡扇发动机结构示意图 . 5 图 3：中国各代战斗机数量占比（ 2019 年） . 10 图 4：美国各代战斗机数量 占比（ 2019 年） . 10 图 5：航改燃气轮机 -QD70 . 11 图 6：我国航发发展历程 . 13 图 7：涡扇 10 研制历程 . 14 图 8：中国和国外航空发动机性能对比 . 14 图 9：中美发动机发展历程对比 . 15 图 10：原计划用于轰 5 的涡扇 5 发动机，随轰 5 换发项目的下马而被迫中止 . 16 图 11：歼 9、强 6 战机项目下马，进行了十余年研制的涡扇 6 的研制工作全面停止 . 16 图 12：飞发分离，在体制上扫除制约因素 . 17 图 13：航发与燃气轮机成为战略新兴产业，两机专项全面启动 . 18 图 14：航空器中（飞机 /发动机）主要材料用量变化趋势 . 19 图 15： 1990 年至 2018 年我国军用发动机进口额 /百万美元 . 21 图 16：三代机需求增加，黎明发动机公司整体营收增速较快（单位：亿元） . 22 图 17：罗罗公司军航营收分解（单位：百万美元） . 24 图 18：罗罗公司民航营收分解（单位：百万美元） . 24 图 19：美国历年军费支出（单位：百万美元） . 25 图 20：罗罗公司售后业务（主要是维护、修理）占比 . 25 图 21： 发动机产业链及相关单位 . 26 图 22： 发动机制造各环节相关公司 . 26 图 23：民用客机航空发动机价值占 比 . 27 图 24：航空发动机制造成本拆分 . 29 图 25：从美国发动机看，维修和维护成本的占比迅速增长（单位： 10 亿美元，调整到 1975 年标准） . 30 图 26：美军 9902 年航发维修和备件成本拆分（ PW100、 PW200、 PW220/220E 三个型号） 31 表 1：四种燃气涡轮发动机 . 5 表 2：五代战斗机及配套航空发动机 . 6 表 3：航空发动机的行业特点 . 6 表 4：目前依赖进口发动机的军民用飞机 . 7 表 5：我国历年进口发动机型号及数 量 . 8 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后 部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 国防军工行业深度报告 国产工业之花盛开，攻克大制造最后一个堡垒 4 表 6：军用航空发动机市场空间（单位：亿元） . 10 表 7：客机航发市场空间（ 2018-2037 年） . 11 表 8：国内主要航发型号及装备机型 . 15 表 9：我国高温合金发展的三个阶段 . 19 表 10：重点型号国产航发最新进展 . 21 表 11：直 20 研制到批产的关键节点 . 22 表 12：运 20 研制到批产的关键节点 . 23 表 13：发动机全寿命周期费用拆分 . 24 表 14：军用飞机发动机成本占比 . 27 表 15：航空发动机部件价值拆分 . 27 表 16：航空发动部件价值拆分（另一种模式）（单位： %） . 28 表 17：发动机主要结构件原料及生产工艺 . 31 表 18：控制及维修系统相关公司 . 33 表 19：航发产业链相关标的（注：加粗 使用的是东方预测，其他取的是 wind 一致预期） . 34 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后 部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 国防军工行业深度报告 国产工业之花盛开，攻克大制造最后一个堡垒 5 1航空发动机：工业之花，国之重器 1.1 航空发动机研制难度极高 航空发动机（ aero-engine）为航空器提供飞行所需动力的发动机。按照构造，现代航空发动机主要分为三类：活塞式航空发动机，燃气涡轮发动机和冲压发动机。当前，绝大多数高速、大中型军民用飞机都采用燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机又可分为涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮桨扇发动机和涡轮轴发动机。在所有的涡轮发动机中，燃气发生器（又称核心机）是核心结构，由压气机、燃烧室和高压涡轮组成，进入发动机的空气经过压缩、燃烧，可转化为机械功的高温高压燃气。燃气涡轮发动机的研制难度主要集中在核心机上。涡轮发动机的主要综合技术指标包括推重比（单位重力所产生 的推力）和耗油率（单位推力每小时的燃油消耗量）等。 图 1：燃气涡轮发动机的结构示意图 图 2：目前应用最多的涡扇发动机结构示意图 数据来源： 搜狐网 ，东方证券研究所 数据来源： 搜狐网 ，东方证券研究所 表 1： 四种燃气涡轮发动机 类别 原理 优势 劣势 应用 涡轮喷气发动机（涡喷） 燃气发生器的可用功从尾喷管喷出产生推力 推力大、重量轻、能适应高速高空飞行 油耗比涡轮风扇发动机高 战斗机、运输机 涡轮风扇发动机（涡扇） 在涡喷基础上，进入发动机的空气除通过内涵道的压气机和涡轮外，还有一路通过风扇 推力大、推进效率高、噪音低、燃油消耗率低，飞机航程远 风扇直径和迎风面积大，因此阻力大，发动机结构复杂，设计难度大 战斗机、运输机、 民航干线飞机。 应用最广，逐渐取代涡喷 涡轮螺旋桨发动机（涡桨） 由螺旋桨提供拉力和喷气反作用提供推力 低速效率高 飞行速度不快，不适于高速飞行 运输机，海上巡逻机等 涡轮轴发动机 （涡轴） 将燃气通过动力涡轮输出轴功率 耗油率略高于涡桨，需要比涡桨更重更大的减速齿轮系 减速器负荷重、结构复杂、制造成本高，重量 大 直升机和垂直 /短距起降飞机 数据来源：航空发动机原理等，东方证券研究所 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后 部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 国防军工行业深度报告 国产工业之花盛开，攻克大制造最后一个堡垒 6 二战结束以后，涡喷发动机逐渐取代活塞式发动机。从二战到今天，喷气式战斗机经历了四次更新换代，与之对应的燃气涡轮发动机也被划为四代。其中，第一代已全部退役；第二代在美、英全部退役，个别国家还在部分使用，第三代为世界各国现役主战机种，第四代航空发动机以美国的 F119和欧洲的 EJ200 发动机为代表，推重比在 10 以上， F119 装备了 F-22 战斗机， EJ200 装备了“台风”战斗机。 21 世纪初，第五代航空发动机出现，以美国的 F135 发动机和英、美联合研制的 F136发动机为代表，推重比为 12 13，其中 F135 发动机装备 在 F-35 战斗机上。 2010 年以后，依靠其强大的技术研发能力，美国已经开展第六代航空发动机的研发，预计推重比将达到 20 以上，已取得了阶段性成果，而第七代航空发动机也已开始预研。 表 2：五代战斗机及配套航空发动机 序号 发动机 主要特点 装备飞机 装备时间 第一代 涡轮喷气发动机，如： J57， BK-1，P -9 推重比 34 T=12001300K F-86,F-100,米格 -15，米格 -19 40 年代末 第二代 加力涡轮喷气和涡轮风扇发动机 如： J79， TF30， spey-MK202，M53-P2， P11-300， P29-300 推重比 5-6 T=1400-1500K F-4,F-104,米格 -21,米格 -23,幻影 -F1 60 年代初 第三代 涡轮风扇发动机如： F100， F110，F104， RB199， P -33， AL-31F 推重比 7.5-8 T=1600-1700K F-15,F-16,米格 -29，苏 -27，幻影 -2000，狂风 70 年代中 第四代 涡轮风扇发动机 如： F119,EJ200,AL-41F 推重比 9-10 T=1850-1950K F-22， JSF， EF2000， I-42，Cy-37/54 21 世纪初 第五代 美国的 F135 发动机和英、美联合研制的 F136 发动机 推重比为 1213 发动机装备在 F-35 战斗机上 数据来源：世界航空动力技术的现状及发展动向，东方证券研究所 航空发动机是门槛极高、难度极大的高端制造业，由于其投入大、研制周期长，技术难度大等特点，目前世界上仅有美、俄、英、法、中这 5 个大国能独立掌握大推力航空发动机的制造技术。 全球航空发动机制造主要集中在欧美发达国家的公司，美国的通用（ GE）和普惠（ PW）、法国的斯耐克玛（ Snecma）和英国的罗罗（ RR）是目前全球最大四家航空发动机巨头，占据了世界民用市场80%以上的市场份额。 表 3： 航空发动机的行业特点 特点 说明 涉及专业多 研制发动机与结构力学、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、控制理论等学科都紧密相关 技术要求高 航空发动机需在高温、高压、高转速和高负荷的环境中长期反复工作，而且要求 其重量轻、体积小、推力大、使用安全可靠及经济性好 制造要求高 零件加工精确到微米级；零件数量几千万个 研制周期长 研制时间通常长达 810 年，随着型号的复杂性和要求的提高，研制周期在逐渐加长。如美国第四代发动机 F119，从型号验证机一直到加工生产用了 16 年 资金投入大 过去 50 年，美国投入航空发动机预研经费就超过 1000 亿美元。其中仅验证机研制和原型机研制共投入 31 亿美元 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后 部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 国防军工行业深度报告 国产工业之花盛开，攻克大制造最后一个堡垒 7 1.2 我国发展航空发动机意义重大 航空发动机战略意义重大，体现一国国力。 航空发动机之所以被誉为“工业之花”，是因为其研制集中了现代工业最尖端的技术、最先进的工业成果，也是一国综合国力、工业基础和科技水平的集中体现。 从国家战略安全的角度，我国一定要发展自主研制的国产航空发动机，补齐国防产业的短板。 我国国防工业体系相对完备，是少有的媲美美国国防工业完整度的国家，而航空发动机就是我国国防产业的明显短板。在空军力量所起作用和制空权被空前重视的今天，我国逐步研发出了多款接近世界一流甚至世界领先的军用飞机，如歼 -20 等，但是高性能航空发动机迟迟不能国产化，发动机发展的滞后一定程度上影响和制约了我军飞机的研制和交付进度。 表 4： 目前依赖进口发动机的 军民用飞机 部分机型 当前使用 新舟 60 支线客机 加普惠 PW1271 涡桨发动机 ARJ-21 支线客机 美国 GE 公司 CF34-10A 涡扇发动机 C919 干线客机 CFM 国际 LEAP-X1C 涡扇发动机 Y20 大型运输机 部分使用俄罗斯 D-30KP2 涡扇发动机 J10/11/15 等 战斗机 部分使用俄罗斯 AL-31 系列涡扇发动机 L-15 教练机 乌克兰 AI-322 涡扇发动机 FC1“枭龙 “战斗机 俄罗斯 RD-93 涡扇发动机 Z8 系列直升机 部分使用加普惠 PT6B-67A 涡轴发动机 Z15 直升机 加普惠公司 PT6C-67E 涡轴发动机 数据来源：新浪网、凤凰网、搜狐网等，东方证券研究所 此外， 从过去历史披露情况看， 我军飞机等级事故中，发动机占比高，影响了我空军战斗力的形成，发展高性能、高可靠和自主研发的国产航空发动机非常迫切。 上世纪航空工业部质量司曾统计，1952 年至 1983 年，空军战机因产品设计和制造等质量问题共发生的等级事故中，发动机质量占48.3%，在一等事故中，发动机质量问题约占 38%。而外军的飞行事故中，由于航空发动机造成的事故仅占 4.5%。尽管这些年我国航空发动机发展较快，但由于起步较晚发动机质量问题一定程度上制约着我国军机战斗力的发挥。 航空发动机牵涉专业众多 ， 将带动很多相关产业的发展 。航空发动机产业链很长，研制牵涉的领域极多，包括机械、材料、化工、能源、电子、信息等多个领域，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、控制理论等学科都提出了极高的要求。因此，发展航空发动机产业也将带动很多相关产业的发展。从国内外经验看，航空发动机在非航空领域应用广泛。由于航空发动机在设计水平、材料、制造工艺、试验和使用方面技 术先进，经验丰富，因此由航空发动机改装得到的燃气轮机（简称航改燃机），在非航空领域中得到了广泛的应用，如地面燃气轮机、舰船动力、航改燃机发电、天然气及燃气输送等。我国也在大庆、胜利、中原油田等地使试验、改进多 需要大量经验数据和反复试验，主要零部件和系统试验占总试验时间的 90%以上，全台发动机试验总时间可达 2 万 4 万小时 数据来源：人民日报等，东方证券研究所整理 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后 部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 国防军工行业深度报告 国产工业之花盛开，攻克大制造最后一个堡垒 8 用的航机改型的燃机机组已有 100 多台套，总装机容量 15 万千瓦，主要用于发电、注水、供热及气体处理工程上。同时，我国曾引进的美国普惠公司的 FT8 工业燃机就由 JT8D 涡扇发动机改装。 据日本通产省分析，按产品单位重量创造的价值计算，假如船舶为 1，那么汽车为 9，电子计算机为 300，喷气客机为 800，航空发动机高达 1400。 这充分说明航空发动机是当代高科技的结晶。 2行业：航发研制形成核心体系，型谱完善逐步打开万亿市场 2.1 现状：民机及主力军机对进口航发依赖度仍较高 航空发动机的性能好坏直接影响飞机的性能、可靠性及经济性，是飞机的核心部件。我国的航空发动机产业，距离世界一流仍有一段距离，表现为 民用几乎全部依赖进口，军用发动机部分主战机型依赖进口、国产发动机性能稳定性 和寿命 仍 有 提高 空间 。因此，当前我国航空发动机产业 仍是处于需求空间非常广阔，国产 /自主研发的供给 无论在技术上还有数量上仍有 不足 的阶段，仍需重点关注 供给端国产发动机的研发和批产进度以及未来释放的市场空间。 我国在役的主力战机仍使用 相当比例的 俄制发动机。 除去 J-8 等老旧的二代机型， J-10、 J-11 以及最新的 J-15 和 J-16 是我国装备数量最多的战机，受限于我国过去航空发动机基础薄弱，三代机配套航发（ ws-10 系列） 由于 在材料、工艺、数控等方面有各种各样的问题需要攻克，特别是稳定性问题，导致其批产进度慢于预期。 在此背景下， 我国 一度 大批量地从俄罗斯进口 AL-31F 系列发动机， 根据 2011 年俄罗斯国防出口公司称 ， 这些 AL-31F 系列发动机可能安装在对华出口的苏 -27、苏 -30 战机，以及中国自行制造的歼 -11B/BS、歼 -15、歼 -16 战机上 。 表 5： 我国历年进口发动机型号及数量 订购时间 发动机 订购数量 交付时间 2000 AL-31 54 2001-2005 2005 AL-31 100 2006-2009 2009 AL-31 122 2010-2012 D-30 KP2 55 2009-2012 2011 AL-31 123 2012-2014 AL-31 150 2012-2017 D-30 KP2 184 2012-2017 2015 AL-41 10 2016-2017 2016 AL-31 约 100 2017-2019 D-30KP2 224 2017-2020 数据来源： 俄卫报、搜狐网、 观察 者等 ，东方证券研究所 进口发动机除了数量限制，性能也成为我军装备瓶颈。有分析指出，我国的第四代主战机型 J-20虽然凭借优异的气动设计和电子设备可与美俄同代机型同场竞技，但限于目前只能装备第三代发动机，其机动性能和超音速巡航性能受到约束。此外， 之前也有媒体报道， 由