（报告出品方/作者：国盛证券，余平）3. 航空发动机产业链3.1 航空发动机价值拆分3.1.1 按全寿命周期：“研发、制造、维护”三大阶段航空发动机全寿命周期要经历研发、制造、维护三大阶段，分别约占全寿命周期价值量 的 10%、45%、45%。
1、研发：航空发动机的研发阶段成本占全生命周期价值量约 10%，包括设计、试验、 制造三大费用，根据《航空发动机-飞机的心脏》所述，三者占比分别为 10%、50%、 40%。
根据《中国航空工业技术政策》，航空发动机研发阶段可以分为预先研究阶段和型 号研制两个阶段，研发费用分别占比 40%和 60%，其中各子阶段研发费用占比为应用 基础 4%、先进部件 26%、技术验证机 10%、型号验证机 50%、工程发展 10%。
2、制造：航空发动机的采购阶段成本占全生命周期价值量约 45%，主要由原材料、人 工成本等其他成本构成，其中原材料占比最高达到 50%，主要包括高温合金、钛合金、 铝合金等。
所谓“一代材料、一代航空发动机”，新型航空发动机的高价值主要体现在材 料端，目前先进航空发动机中高温合金用量高达 40%~60%。
3、维修：航空发动机维修使用阶段成本占全生命周期价值量约 45%，可以拆分为：零 备件航材：51%；发动机大修和零部件修理：22%；航线维修：10%；外场更换周转件： 9%；其他：8%。
3.1.2 按整机产业链：“原材料、零部件、分系统、整机、维修”五大环节我们按照成型工艺以及功能部件两种路线对航空发动机价值占比进行详细拆分。
1、成型工艺：分为锻造件、铸造件、钣金件、机加工件、3D 打印件等。
其中锻造件价 值占比约 15-20%，此外控制系统价值占比约 15%。
2、功能部件：各机型配套航发“高、低压涡轮”价值占比较高，其他部件根据机型不同 呈现差异化。
1）战斗机发动机：其特征是外涵道小，配有加力燃烧室，因此风扇、外机匣的价值占比 较低，加力燃烧室价值占比高，代表型号如 F100、F101，其加力燃烧室和喷管价值占比 分别为 26%、22.7%； 2）运输机发动机：其特征是无加力燃烧室，因此风扇、机匣价值占比较高，代表型号如 TF39，其风扇、机匣合记价值占比 35.3%，远高于战斗机发动机 F100 的 14.1%； 3）直升机发动机：既无加力燃烧室也无风扇，因此控制系统价值占比较高，代表型号如 T700，其控制系统及附件价值占比达到 22.5%。
3.2 原材料一代材料，一代新型航空发动机，航空发动机材料及其制造技术是提升航空发动机综合 性能的基石。
航空发动机是在高温、高压、高速旋转的恶劣环境条件下，要求长期可靠 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。
材料也促进了航空发动机的更新换代：第 1/2 代发动机的主要结构件均为金属材料； 第 3 代发动机开始应用复合材料及先进的工艺技术；第 4 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。
目前高温合金和钛合金是航空发动机的主要材料，重量分别占比 47%和 25%。
不同材 料由于性能优异点不同，往往用于不同的位置，高温合金耐高温特性，主要用于发动机 热端部件；钛合金虽然密度低可加大航空发动机的推重比，但是由于工作温度不够高， 往往用于航空发动机冷端部件；合金结构钢可承受拉伸、扭转等力的作用，往往用于航 空发动机的轴件；铝合金密度低质量低，但是由于强度不够大，目前仅少量用于航空发 动机冷端部件；复合材料各方面性能优异，未来有望在新型航空发动机上得到广泛应用。
未来趋势上，持续会有先进的新材料得到应用。
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 12~15 一级发 动机的贡献率将达到 50%以上，未来甚至可占约 2/3；在发动机减重方面的贡献率将达 到 70%。
我们看到，新材料、新工艺、新结构会持续应用到航空发动机上，如先进的镍 基高温合金、树脂基复合材料（PMC）、陶瓷基复合材料（CMC）等，这就要求航空发动 机处于持续的研制、创新过程中，这也是这行业持续研发投入、高壁垒的原因所在。
3.2.1 高温合金：先进航空发动机的基石材料，用量占比达 40%~60%提高航空发动机的工作温度，是提升发动机推重比的关键手段，最核心手段是应用高温 合金材料。
先进航空发动机高温合金用量达到 40%~60%，被誉为“先进航空发动机 的基石材料”。
新材料、新工艺对推重比 12-15 发动机的贡献将达 50%以上，从未来发 展来看，甚至可占 67%。
因此发展高质量性能的高温合金材料、提高高温合金成品的工 艺水平（比如叶片精密铸造工艺从等轴晶、定向晶，向单晶工艺发展），是高温合金产业 发展必然趋势。
高温合金从诞生起就用于航空发动机，主要用于航空发动机四大热端部件：燃烧室、导 向叶片、涡轮叶片和涡轮盘，此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。
1）涡轮盘：以变形高温合金和粉末冶金高温合金为主。
涡轮盘在四大热端部件中所占质 量最大。
2）涡轮工作叶片：以单晶高温合金为主。
涡轮叶片是航空发动机上工作条件最恶劣也是 最为关键的构件。
3）涡轮导向器叶片：以铸造高温合金为主。
导向叶片是航空发动机上承受温度最高、热 冲击最大的零件之一，目前国际先进发动机主要使用单晶叶片。
4）燃烧室主要零部件：用量最大、最为关键的是变形高温合金。
燃烧室的作用在于把燃 油的化学能释放变为热能，是动力机械能源的发源地。
高温合金按照工艺路线分类有三大类：变形高温合金、铸造高温合金、粉末高温合金。
其中铸造高温合金根据结晶方式又可以分为：等轴晶铸造高温合金、定向凝固柱晶高温 合金和单晶高温合金 3 类。
其中变形高温合金应用范围最广，占比达到 70%多，铸造 高温合金占比为 20%，其余不到 10%。
总体上看，变形高温合金的制造工艺难度大于 铸造母合金，因此价格上变形高温合金更高，铸造高温合金产业链的工艺难点在于后续 的精密铸造工艺，也是提升铸造合金产品附加值的重要环节。
国内从事高温合金生产的单位分为三类，一类是特钢企业，如抚顺特钢、长城特钢、宝 钢特钢等；另一类则是研究院所，如航空材料研究院、中科院沈阳金属研究所，还有钢 铁研究总院系统的专业生产厂家钢研高纳等；还有如图南股份、江苏隆达等民企。
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