1、航空發動機行業之航發動力研究報告：放量提質打造大國強勁引擎1. 航發動力投資價值分析投資價值一：產能擴張下先進型號步入全面批產階段，組裝熟練度提升盈利水平迎 拐點。1）自主可控戰略下總量和代際的差距追補和國產化率提升打開“十四五”軍 用航空發動機增量成長空間，預計未來 10 年我國軍用航發新機市場規模 4876.8 億 元。以渦扇-10 系列為代表的國產渦扇發動機列裝加速，公司大額訂單落地：2Q21 期末合同負債較年初大幅增長 784.96%；新型號步入全面批產階段：2019 年實現產 能投入增速超越研發支出增速以及 3Q21 經營性現金流高速增長，四大主機廠自 2019 年起陸續進行密集的新

2、一輪產能擴充。公司將享受高確定性和高景氣度下產能 釋放帶來的規模經濟以及基本面的持續改善。2）公司有望持續受益于先進裝配生產 線帶來的組裝熟練度和人均產效的持續提高，進一步提升產品良率和盈利水平。投資價值二：實戰化訓練帶動在役航發修理量飛躍式增長，后端高附加值維修業務 起量有望提升利潤率。1）從航空發動機全壽命周期費用看，維修費用占比約為 40%， 且維修業務具備全周期現金流優勢，以 RR 公司為例，其國防和民航業務的售后服 務營業收入貢獻比例均超過 50%。2）隨著近年來我國各機型發動機服役數量和時 間快速增長，三代渦扇處于翻修飛躍增長期，四代有望未來實現接力。3）公司近年積極提升航空發動機

3、獨立修理能力以應對廣闊的維修市場，2018 年公司對西航集團 航空發動機修理能力建設項目進行擴容，我們預計 23 年全部投產；除此以外，黎明 公司發動機大修線及易必件制造能力建設項目預計于 2021 年全部投產。預計伴隨 后端發動機維修需求逐步起量，疊加通過技術創新、管理創新、內部激勵和軍民融 合等方式實現費用控制，高附加值維修業務有望進一步提升公司盈利水平。投資價值三：商用航發國內配套及國際轉包+燃氣輪機業務注入長期業績彈性。1） 國內商發配套：根據中國商飛預測，預計未來 20 年國內民航飛機累計市場空間逾 1.3 萬億美元，單雙通道噴氣客機交付量有望達 7805 架。我國在研的 CJ-10

4、00A 發 動機是我國首型民用大涵道比商用航空發動機，預計將在 2025 年投入航線運營，以 打破進口發動機對 C919 客機動力系統壟斷，伴隨未來高涵道比渦扇發動機逐步實 現國產化，公司作為核心配套企業將持續受益。2）國際轉包業務：公司作為數家外 國發動機制造公司的近百種零件的海外唯一供應商，將持續受益于海外航空零部件 產能向國內轉移帶來外貿轉包業務增長。3）燃氣輪機業務：燃氣輪機和航空發動機 技術同源，在我國應用于分布式供能、加壓站、工業發電等領域潛在市場巨大，政 策扶持行業快速發展。公司作為國內航空發動機研制的主力軍，依托航空發動機的 技術積累和產業鏈優勢，研發了大、中、小型航改和重型燃

5、氣輪機產品，形成了覆 蓋微、小、中、大功率的完備型號譜系。在國內產業政策和宏觀環境的支持下，公 司產品有望在分布式供能、工業發電、海洋裝備發電等領域打破外商的壟斷，成為 公司新的業績增長點。2. 航發動力：國內航空動力整機制造領軍企業2.1. 歷經重組整合，造就國內全品類航空動力裝置主機核心企業多次資產重組，打造國內航空發動機整機制造龍頭。公司前身為從事玉米深加工業 務的吉發股份，2008 年西航集團以航空發動機制造及衍生品、零部件外貿轉包生產 及非航空產品的相關資產，通過重組、定向增發等方式西航集團實現借殼上市，證 券更名為“航空動力”，公司實際控制人由中糧集團變更為中國航空工業集團。201

6、4 年 6 月公司完成重大資產重組，采取發行股份購買資產的方式，向中航工業、發動 機控股、西航集團、貴航集團、黎陽集團、華融公司、東方公司、北京國管中心等 8 家資產注入方定向發行股份，購買黎明公司、南方公司、黎陽動力、晉航公司、 吉發公司、貴動公司 6 家公司 100%股權，深圳三葉 80%股權以及西航集團擁有的 與航空發動機科研總裝、試車業務相關的資產以及負債，公司主營業務產品范圍從 大型發動機擴展為大中小型發動機、航模發動機。2015 年，證券更名為“中航動力”。 2016 年，中國航空發動機集團成立，公司實際控制人變更為中國航空發動機集團， 證券更名為“航發動力”。2020 年，公司引

7、入機構投資者對黎明公司、黎陽動力、 南方公司三家全資子公司增資 65 億元以實施市場化債轉股，同時中國航發對三家 子公司合計增資 19.8 億元。2021 年中國航發以國有股權無償劃轉方式取得西航公 司持有的公司股票（占總股本的 22.38%），同時中國航發以國有股權無償劃轉方式 受讓中航工業持有公司股票（占總股本的 6.60%），收購完成后中國航發直接持有公 司 45.79%股權，成為公司的直接控股股東。歷經多次資產重組后，公司成為我國大、中、小型軍民用航空發動機和大型艦船用 燃氣輪機動力裝置的生產研制和修理基地，國內唯一生產制造渦噴、渦扇、渦軸、 渦槳全種類軍用航空發動機的企業，基本覆蓋三

8、代主戰機型發動機國內唯一供應商，在發動機整機制造行業幾乎處于壟斷地位。公司依托領先的航發產業背景，聚焦發動機及其衍生品制造主業，產品廣泛應用于 各軍民領域。從公司主要產品和服務來看，包括軍民用航空發動機整機及部件、民 用航空發動機零部件出口、軍民用燃氣輪機、軍民用航空發動機維修保障服務。公 司主營業務分為：1）航空發動機及衍生產品：公司是國內唯一的生產制造渦噴、渦 扇、渦軸、渦槳、活塞全種類軍用航空發動機的企業，下游市場覆蓋包括戰斗機、 轟炸機、直升機、運輸機、民機等各軍民機型；2）外貿出口轉包業務：公司擁有國 內最完善的產業鏈和國際一流的生產加工技術，與美國 GE、英國 RR、法國 SNEC

9、MA、 加拿大普惠（PWC）等世界著名航空發動機制造企業建立長期穩固的戰略合作關系， 并成為數家外國發動機制造公司的近百種零件的海外唯一供應商；3）非航空產品： 公司廣泛經營風力發電機及零部件、太陽能發電設備、鋁型材及門窗制造及銷售等 多項業務，另外提供環保工程的設計和施工，機電設備的設計、制造、采購、銷售、 安裝和維修，科技咨詢及技術服務等多項服務。航空發動機及衍生品業務貢獻 9 成以上營收，持續聚焦主業，提升航空發動機及燃 氣輪機整機交付能力。公司于 2014 年實施重大資產重組后，公司形成了以航空發 動機為核心、外貿轉包和非航空產品為輔助的業務格局。近 6 年年公司航空發動機 及衍生品業

10、務規模及營收占比持續擴大，由 2015 年的 162.14 億元（69.05%）提升 至 2020 年的 261.63 億元（91.37%），成為公司主要營業收入來源；航空發動機及衍 生品業務毛利率由 2015 年的 22.33%下降至 2020 年的 14.81%，主業毛利率下降主 要系老舊型號淘汰新型號比例提升，新機交付成熟度不高帶來的返修率高企所致。 未來隨著以渦扇-10 等為代表的新研型號成熟度提高及批量交付帶來的大量航發維 修需求和規模效應的顯現，主業毛利率有望逐漸步入穩健回升通道。2.2. 合同負債給予收入高確定性，規模效應下盈利能力迎來向上拐點公司經營業績穩步向上。公司 2016

11、-2020 年營收由 222.17 億元增長至 286.3 億元 （YOY13.58%），近五年年均復合增速 6.55%，且營收增長率逐年提高；2021 年前 三季度實現營業收入 183.43 億元，同比增長 18.59%，營業收入逐季遞增，雖相較 1-3Q20 收入增速有所減緩，但維持在近年 20%較高增速水平。公司 2016-2020 年歸 母凈利潤由 8.91 億元增長至 11.46 億元（YOY6.41%），近五年年均復合增速 6.49%； 2021 年前三季度歸母凈利潤為 7.83 億元，同比增長 23.58%，3Q21 實現歸母凈利潤 3.22 億元，同比上漲 42.91%。公司經

12、營業績穩步增長，反映公司主業航空發動機產 品交付實現在數量和速度上的雙提升，隨著“十四五”期間多型號航空發動機需求 分解的提速，公司作為覆蓋我國幾乎全譜系軍機發動機的核心供應商，業績或將持 續穩步增長。公司新產品占比提升致近年毛利率下降，盈利能力有望迎來改善拐點。公司毛利率 由 2016 年的 19.51%連年下降至 2020 年的 14.98%，主要原因是新產品占比提升、 部分產品制造成熟度不高導致公司承擔一定的新品質量成本，2021 年前三季度毛利 率 14.44%，同比下滑 1.32pct；公司歸母凈利率近五年穩定在 4%以上。預計未來隨 著航發產品成熟度的快速提升、維修業務占營收比重的

13、逐步增加、訂單規模增長規 模效應的逐漸凸顯以及軍品定價激勵約束機制的日益完善等因素改觀，公司盈利能 力有望迎來拐點并持續改善。公司研發費用上漲、期間費用率顯著降低，管理能力不斷提升、降本增效效果顯著。 2021Q3 公司銷售費用率、管理費用率、財務費用率為 1.26%/6.54%/0.07%，相較于 2015 年的 0.87%/8.96%/4.12%下降明顯，公司治理結構不斷優化，管理水平持續提 升。期間費用率呈下降趨勢，由 2015 年的 13.95%下降至 2021Q3 的 7.87%，提質增 效效果顯著。公司研發投入占營收比重由 2015 年的 1.27%爬升至 2020 年的 2.07

14、%， 2021 年前三季度研發費用 3.63 億元，同比增長 80.99%，主要系新產品提升成熟度 過程中對自籌項目研制任務的增加所致。未來隨著公司治理結構不斷優化，公司降 本增效效果將進一步凸顯，經營情況將得到持續改善。2021 年二季度負債端印證大額訂單落地，公司在手訂單充足、備產備貨積極，業績 加速釋放可期。2Q21公司期末合同負債248.23億元，較2021年初大幅增長784.96%， 環比增長 935.59%；3Q21 期末合同負債達 229.58 億元，較年初大幅增長 718.32%， 反映公司從 2021 年二季度大額訂單落地并收到客戶大額預付款。3Q21 公司期末存 貨賬面價值

15、 264.75 億元，環比增長 2.81%，較 2021 年初增長 41.24%，系歷史存貨 新高，主要系下游訂單增加后公司增加產品投入所致。2021 年公司合同負債的大幅 增長及存貨賬面價值創下新高表明公司已與下游客戶簽訂大額合同，目前處在積極 備貨生產階段。伴隨行業高景氣度在負債端得到驗證以及公司按時按量完成交付， 給予公司未來業績增長強有力保障。公司現金流凈額充足，經營活動穩健運行。截至 2021Q3，公司經營活動產生的現金 流凈額 87.60 億元，較 2020 年同期（-91.67 億元）增加 179.27 億元，主要系收到客 戶預付款增加所致；投資活動產生的現金流量凈額-116.0

16、3 億元，較 2020 年同期（- 14.94 億元）減少 101.09 億元，主要系本期辦理結構性存款現金流出增加所致；籌 資活動產生的現金流量凈額-0.45 億元，較 2020 年同期（46.26 億元）減少 46.71 億 元，主要系取得借款收到的現金減少所致。大額預付款增加帶來的充足現金流將保障公司產品研制和產業化項目建設穩健運行，同時預付款將根據需求逐級向上游傳 遞，全產業鏈現金流狀況將加速改善。關聯交易穩步增長預示公司業績與“十四五”行業高景氣度共振，新型號交付占比 提升打開關聯交易增量空間。軍工企業關聯交易額一定程度上反映了新產品研發及 成熟產品列裝等需求，公司主要關聯交易對象為

17、航發集團及航空工業集團，其中與 航發集團銷售商品關聯交易可反映科研院所新品研發等需求，向航空工業集團銷售 商品關聯交易可反映軍機列裝對新裝配航空發動機的需求。公司 2019-2021 年關聯 交易預計執行金額持續提升，2022 年 1 月 7 日公司發布關于 2022 年度與實際控 制人及其關聯方之持續性關聯交易的公告，2021 年公司預計實際向航空工業集團 系統內關聯方銷售商品 140.57 億元，較 2020 年實際銷售金額增長 41.18%；預計實 際向中國航發系統內關聯方購買商品 80.59 億元，較 2020 年實際發生金額增長 47.52%。2022 年預計向航空工業集團系統內關聯

18、方銷售商品 180 億元，較 2021 年 調整前預計發生金額增長 26.74%；預計向中國航發系統內關聯方購買商品 110 億 元，較 2021 年調整前預計發生金額增長 34.17%。公司關聯交易額的提升，表明“十 四五”期間軍工行業的高景氣度與強勁需求，公司業績有望與行業景氣度共振。從 公司向航空工業銷售關聯交易額占航空發動機制造及衍生產品業務營收比重來看， 此比例從 2017 年的 29.54%增長至 2020 年的 38.06%，或因新產品裝配量的大幅提 升所致，但主營業務收入中超過一半或為舊型號替換、維修及換發業務所貢獻，預 計伴隨大額訂單中新產品的逐步交付，公司關聯交易增量空間將

19、逐步打開。2.3. 控股股東中國航發集團，旗下四大主機廠分工明確公司是我國航空發動機整機研制領域內唯一上市主體，第一大股東及實際控制人為 中國航發集團。2021 年 9 月 7 日，中國航發與西航公司簽署了中國航發西安航空 發動機有限公司與中國航空發動機集團有限公司關于中國航發動力股份有限公司之 股份無償劃轉協議，中國航發以國有股權無償劃轉方式取得西航公司持有的航發 動力 596,635,147 股股票（占公司總股本的 22.38%）；同日中國航發與航空工業集團 簽署中國航空工業集團有限公司與中國航空發動機集團有限公司關于中國航發動 力股份有限公司之股份無償劃轉協議，中國航發以國有股權無償劃轉

20、方式受讓航 空工業集團持有航發動力的 176,059,299 股股票（占公司總股本的 6.60%）。上述國 有股權無償劃轉完成后，中國航發直接持有公司 1,220,558,027 股股份（占公司總股 本的 45.79%），航空工業集團直接持有公司 47,940,118 股股份（占公司總股本的 1.80%），西航公司直接持有公司 13,884 股股份（占公司總股本的 0.0005%）。2021 年 12 月 18 日公司公告確認上述國有股權無償劃轉的股份均已完成過戶登記手續， 至此公司控股股東由西航公司變為中國航發，實際控制人仍為中國航發，兩次股權 劃轉有利于中國航發加強對旗下上市公司管控、梳理

21、股權結構以及扁平化管理層級， 從集團層面提高決策效率，使公司聚焦航空發動機主業。中國航發集團成立從體制上根本實現“飛發分離”。中國航發的組建，打破了以往 “一廠一所一型號”（一型飛機配套研制一型發動機）的舊式航空工業模式，原先“飛 機型號牽引”的弊端明顯，因為航空發動機的各項關鍵技術的攻關后于發動機型號 的立項，而一旦部隊對飛機需求調整導致飛機型號下馬，其配套發動機型號不論進 展如何都要叫停，從而給發動機企業造成了較大機會風險，如噴發-1A、渦扇-5 和渦 扇-6 都等已經開始試制、試車甚至升空試飛的發動機型號最終都沒能完成研制投入 生產。放眼國際，普惠、羅羅、GE、IAE 和 CMF 國際等

22、幾大發動機巨頭的發動機 研發和飛機研發都是分開。2016 年 8 月中國航空發動機集團在北京掛牌成立，自此 我國航空發動機資產脫離航空工業，打破了長期以來阻礙我國航空發動機研制的制 度障礙，從體制上根本實現“飛發分離”。公司下屬四廠承擔我國軍用航空發動機研制生產主要任務，是國內唯一的生產制造 渦噴、渦扇、渦軸、渦槳、活塞全種類軍用航空發動機的企業。公司一級子公司 9 家，其中本部中國航發西安航空發動機有限公司（430 廠）以研制生產大中型軍用 航空發動機及發動機核心零部件為主：全資子公司中國航發沈陽黎明航空發動機有 限責任公司（410 廠）主要以研制生產大中推力航空發動機為主；全資子公司貴州

23、黎陽航空動力有限公司（460 廠）是我國中小推力渦噴、渦扇發動機的重要生產基 地之一；全資子公司中國航發南方工業有限公司（331 廠）是我國中小型航空發動 機主要供應商，研制多型號渦槳和渦軸發動機。2.3.1. 西航集團：長期或受益于新型號交付列裝帶來的業績改善西安航空發動機有限公司始建于 1958 年，是中國航空動力裝置首家整體上市企業。 作為我國大中型軍民用航空發動機研制生產重要基地，半個多世紀以來，西航集團 堅持以軍為本，形成了軍品、外貿、非航多元發展的產品格局。1）軍品方面，西航 集團承擔多個國家重點型號研制生產任務，例如渦噴-8、渦扇-9、渦扇-10（部件）、 渦扇-15（在研）和渦

24、扇-20（在研）等；2）外貿方面，與 RR、GE、SNECMA 等 10 余家國際著名航空發動機制造企業建立了長期穩固的戰略合作關系，外貿出口交付 連續多年位居國內同行業前列；3）非航空產品方面，涉及斯特拉太陽能發電裝置、 工業燃機、節能環保裝置等領域，是中國首批國家太陽能熱產業技術聯盟單位。西航集團中長期受益于渦扇-10 配套和渦扇-20（在研）列裝放量帶來的業績改善。 從公司母公司利潤表中可以看出，西航集團經營業績及盈利水平近年呈現下降趨勢。 西航集團營業收入從 2017 年的 60.98 億元增長至 2019 年的 67.40 億元，2020 年營 收 63.35 億元，同比下降 6.0

25、1%；利潤總額從 2017 年的 3.78 億元下降至 2020 年的 2.96 億元；銷售利潤率自 2017 年的 6.20%下降 1.53pct 至 2020 年的 4.67%，1H21 下降至 3.56%。近年經營業績及盈利水平的降低主要系西航集團正處于產品型號更 新換代的過渡階段：即早期成熟型號渦噴-8 和渦扇-9 第一二代發動機逐步退役、新 型號渦扇-20 和渦扇-15 未批量列裝。2021 年 9 月，運-20 總設計師唐長紅第 13 屆 中國航展上表示，運-20 已經有了“中國心”，目前有兩型自主研制的發動機在試飛 中。預計未來隨著 WS-10 和 WS-20 的試車投產，匹配軍

26、機訂單將逐步從三代戰機 向四代戰機轉移，“20”系列軍機配套發動機訂單有望成為西航集團未來營收構成的 主力，并為公司帶來收入端和利潤端的正向改善。2.3.2. 黎明公司：拳頭產品渦扇-10 放量持續，新型號打開長期增量空間黎明公司是新中國第一家大中型航空噴氣式發動機科研生產基地。黎明公司于 1954 年正式組建成立，是新中國第一家航空渦輪噴氣發動機制造企業，目前公司形成了 較為完整的航發技術體系和工業制造體系，裝備先進的高技術設備和數字化裝備， 擁有國家級技術中心、計量檢測中心、專業生產線的 COE 技術團隊等，掌握了產品 裝配、試車、修理、機匣加工等多項先進技術。公司主要業務涵蓋航空發動機、

27、國 際業務與民機等多領域。1）航空發動機方面，黎明公司主要研制生產渦噴、渦扇等 中大推力的航空發動機，其研制生產過的航空發動機包括：我國首臺噴氣發動機渦 噴-5、渦噴-6、渦噴-7、首臺自研航發渦噴-14 及其航改燃機 QD128、渦扇-10 和渦 扇-15（在研）等；2）航空發動機零部件方面，公司專業生產機匣、軸件、鈑金件、 槽形件、環形件等各類航空發動機零部件，一部分產品為國內軍工企業配套生產， 客戶主要為航空工業系統內公司及空軍；一部分為外貿轉包生產，客戶包括美國通 用電氣、英國羅羅公司等世界著名航空發動機制造公司。黎明公司主制及主研三款新老型號接力，給予公司短中長期業績保證。舊型號渦噴

28、 -14 是沈飛殲-8H/F/G 的裝配航發；目前公司主制的三代航發渦扇-10 是我國多款三 代及三代半主力戰機（成飛殲-10、沈飛殲-11/15/16 等）配發對象；在研四代航發型 號渦扇-15 中長期有望實現裝配殲-20 的歷史性突破。我國空軍正在加速推進由國土 防空型向攻防兼備、空天一體的戰略轉型發展，殲-20、殲-16 和殲-10C 等新一代航 空主戰平臺不斷取代第二代戰機，優化我國空軍裝備結構，將成為我國未來 5-10 年 的主戰力量；殲-15 作為我國目前唯一在役艦載機，長期受益于我國航空母艦數量增 加。“十四五”期間第三四代戰機需求的輪動放量將進一步為黎明公司業績注入長期 增長動

29、力。公司對航發動力營業收入貢獻在 50%左右，渦扇-10 持續放量，新型號打開長期增 長空間。渦扇-10 是我國主力戰機的主力發動機型號，主要配備于成飛殲-10、沈飛 殲-11/15/16 等三代戰機，受益于以 WS-10 為代表的三代機工藝不斷趨于成熟，黎明 公司營業收入由 2018 年的 112.79 億元增長至 2020 年的 159.21 億元，年均復合增 速 18.81%；凈利潤由 2016 年的 3.22 億元增長至 2019 年的 4.08 億元，凈利潤率穩 定在 3%上下，主要原因可能是渦扇-10 放量帶來大量收入的同時，成熟型號良率的 反復和新型號研發的大量投入吞噬部分利潤，

30、預計未來隨著成熟產品良率提升以及新研型號技術成熟度提高及批產上量后帶來的更高附加值的維修業務放量，將有效拉動 公司盈利能力。2.3.3. 黎陽動力：三代中推項目投產，型號跨代基本面持續改善黎陽動力是我國中小推力航空發動機研發生產修理服務基地和先進航空發動機關 鍵零部件重要供應商。中國航發黎陽公司成立于 1965 年，是我國航空發動機的骨干 生產企業之一，2010 年 9 月公司改制組建成立了貴州黎陽航空發動機（集團）有限 公司為母公司，貴州黎陽航空動力有限公司、貴州平壩黎陽虹遠實業有限責任公司、 若干控股公司為子公司的黎陽航空發動機集團，其中黎陽動力成立于 1997 年。公司 致力于打造我國“

31、中小推力渦噴、渦扇航空發動機研制、生產、維修、服務基地”， 形成以航空發動機批產、整機研制、零部件制造、發動機修理為核心的產品結構， 研制生產了兩大系列二十多個型號的航空發動機，是國內某兩型航空發動機數量最 多、航空發動機率先出口和出口量最大的航空發動機企業，承擔了國內多個第三代 和第四代發動機的研制任務。公司研制生產的航空發動機型號包括：渦噴發動機（渦 噴-7、渦噴-13）、渦扇發動機（渦扇-13 等），主要應用于戰斗機（成飛 J-7、殲-7E、 FC-1；沈飛殲-8、FC-31 等）和教練機（洪都高教-15）等機種。三代中推項目投產，公司基本面迎來向上拐點。公司營業收入由 2017 年的

32、22.07 億 元下降至 2019 年的 21.12 億元，2020 年同比回升 7.33%至 22.67 億元，凈利潤也于 2020H1 轉正為 0.16 億元，營收及盈利下降主要系公司舊型號渦噴-7 和渦噴-13 裝配 的部分二代機逐步退役以及三代中推渦扇發動機渦扇-13 研發投入所致，2020 年營 收與凈利潤轉正主要系渦扇-13 定型交付。根據航發動力公告，2014 年航發動力募 集 9.61 億元用于黎陽動力三代中等推力航空發動機生產線建設項目，2021 年 2 月 黎陽動力三代中等推力航空發動機生產線建設項目竣工驗收，公司目前已具備第三 代航空發動機的批量生產能力，總體研制水平實現

33、跨代轉型升級，據公司公告，預 計項目達產后的年營業收入為 40 億元，年均利潤總額為 4.68 億元(約占 2019 年利 潤總額的 35%)，IRR 為 19%，項目投資回收期為 8 年。預計未來伴隨 FC-1 梟龍戰 機出口數量提升以及其裝配的渦扇-13 三代中推產線逐步達產，公司將迎來基本面 持續改善。2.3.4. 南方公司：渦軸-9 步入穩定貢獻期，在研產品有望實現接力南方公司始建于 1951 年，主要產品為渦軸和渦槳航空發動機。南方公司是我國“一 五”期間 156 個重點建設項目之一、國家首批試點的 57 家企業集團之一和我國早期 六大航空企業之一。自設立以來，南方公司相繼研制出我國

34、第一臺航空發動機、第 一臺空空導彈、第一臺重型摩托車發動機、第一臺地面燃氣輪機、第一臺渦槳發動 機等產品，填補了國內 10 多項產品空白。2014 年，南方公司通過資產重組成為航 發動力旗下全資子公司。公司主要從事航空發動機、輔助動力裝置、燃氣輪機、直 升機傳動系統、航空發動機技術衍生產品的設計、研制、生產、維修、營銷和售后 服務等業務，累積研制了百余型航空發動機、燃氣輪機和直升機傳動系統。公司研 制生產的航空發動機型號包括：渦槳發動機（渦槳-6、渦槳-9）、渦軸發動機（渦軸 -8/9/10 等），主要應用于運輸機（陜飛運-8/9 及平臺改型等）、直升機（哈飛直-9、 武直-19、直-20；昌

35、飛直-10、直-11 等）、教練機（洪都教練-11、殲教 8 等）等機種。南方公司集中發力中小型航發市場，需求持續放量業績穩定增長。南方公司營業收 入由 2017 年的 38.45 億元增長至 2020 年的 71.90 億元，年均復合增速 23.20%；凈 利潤由 2016 年的 2.34 億元增長至 2019 年的 3.77 億元，凈利潤率穩定在 5%-6%左 右，盈利水平優于其他三大主機廠，主要受益于：1）自 2016 年起我軍所有陸航作 戰部隊全部列裝直-10 武裝直升機，中國首款自主研發的渦軸-9 渦輪軸發動機迎來 需求放量；2）航發動力于 2014 年募集 1.20 億元用于南方公

36、司渦軸航空發動機修理 能力建設項目，2019 年 2 月該項目竣工驗收，發動機存量提升打開高附加值的維修 市場空間。預計未來隨著如渦軸-10 等多個在研型號系列化發展和渦軸大修產線逐 步達產帶來的后端維修市場容量的提升，將會進一步增厚南方公司利潤。3. 航空發動機：集高科技水平和強工業基礎的綜合性工程3.1. 設計研發：長期艱巨的高難度工作，尖端技術的全方位考驗3.1.1. 代際發展：全球四代裝配五代預研，我國實現向自主研制戰略的轉變全球航空發動機的歷史大致可分為兩個時期。活塞發動機時期（1903-1945）：該時 期是從萊特兄弟首次飛行到二戰結束，航空發動機主要以活塞式發動機為主。活塞 式航

37、空發動機主要原理為把燃料的熱能轉化為帶動螺旋槳轉動的機械能，通過螺旋 槳轉動產生推力，屬于間接反作用力發動機。其主要由氣缸、活塞、連桿、曲軸、 氣門機構、螺旋槳減速器、機匣等組成，活塞在氣缸內依次完成進氣沖程、壓縮沖 程、膨脹沖程和排氣沖程；燃氣渦輪發動機的噴氣時代（1945 至今）：第二次世界 大戰結束后，隨著飛行速度的提高，螺旋槳效率在接近聲速時的急劇下降，使得活 塞式發動機已經無法再滿足進一步提高飛行速度尤其是達到或者超過聲速的需求。 而空氣噴氣發動機以反作用推進裝置直接獲得動力，使得單位時間流入發動機的空 氣流量比顯著提升，從而具備了功率高、推重比大、支持高速飛行等特點，進而逐 步取代

38、了活塞式發動機。目前在戰斗機和運輸機的主要動力裝置中，渦扇發動機已 經取代渦噴發動機。目前，空氣噴氣式發動機又衍生出很多類別。1）無壓氣機式：無壓氣機式發動機發 明專利由法國工程師雷恩羅蘭于 1913 年獲得，具備結構簡單、推力大，適合高速 飛行等特點。無壓氣機式噴氣發動機主要分為沖壓式發動機和脈動式發動機。2）有 壓氣機式：有壓氣機式空氣噴氣發動機是由英國人弗萊克惠特爾和德國人漢 斯馮奧海因在同一時期分別發明的。壓氣機、燃燒室和渦輪三大部件組成了燃 氣渦輪發動機的核心機，按照核心機出口燃氣可用能量的利用方式不同，燃氣渦輪 發動機可分為：渦輪噴氣發動機，主要應用于轟炸機、運輸機、旅客機和偵察機

39、 等；渦輪風扇發動機，首先用于民用飛機，隨后擴展到軍用飛機，相較于渦噴具 有耗油率低的特點，主要裝備在第三代、第四代戰斗機；渦輪螺旋槳發動機，與 前兩者相比具有耗油率更低、經濟性好、起飛推力大等特點，主要應用于中小型運 輸機和通用飛機等用途；渦輪軸發動機，主要應用于直升機；槳扇發動機，20 世紀 80 年代后期興起，性能上介于渦槳發動機和渦扇發動機之間。縱觀整個發展歷程，航空渦輪發動機的發展可以劃分為四代。第 1 代發動機（J47、 J57、J75、AL-7F、AM-5F、RD-9B 等）：20 世紀 40-50 年代研制、50-60 年代廣泛 應用，現均已退役。采用 9 級以上的軸流壓氣機、

40、盤式轉子、環形燃燒室、收斂噴 管或收斂擴散式噴管和機械-液壓式控制系統。性能特點：推重比在 3.0-4.0 之間， 壓比通常小于 10，渦輪進口溫度在 1200-1300K 之間；第 2 代發動機（J79、J85、 M53-P2、P29-30 等）：與第 1 代的基本相同，為增大推重比和提高渦輪進口溫度， 較多采用了加力燃燒室、空心導流葉片、輕質鈦合金材料和薄壁結構。性能特點： 推重比為 5.0-6.0，壓氣機平均級壓比為 1.20-1.25，渦輪進口溫度為 1400-1550K。目 前僅少量發展中國家仍在使用；第 3 代發動機（F100、F110、F404、F414、RB199、 M88、A

41、L-31F、RD33 等）：主要是 20 世紀 70 年代以后投入使用的加力式渦輪風扇 發動機，此代發動機的推重比在 7.5-8.0 之間，壓氣機采用高負荷葉片，平均級增壓 比為 1.3-1.4，總增壓比達到 25；燃燒室為發煙度低的短環形，長度較第 2 代發動機 的縮短了 1/2，溫升為 1123-1173K；渦輪采用高溫高負荷、復合氣冷空心結構、定 向凝固和單晶材料的葉片，高壓渦輪單級落壓比可達 3.5-4.0，渦輪前溫度達到 1600- 1700K；加力燃燒室采用分區供油，長度較第 2 代發動機的長度縮短了 1/3，加力溫 度達到 2000-2100K；噴管多數采用收斂擴散噴管；控制系統

42、采用數字式發動機電子 控制器（DEEC）系統。第四代發動機（F119、AL-41F、YF120 等）：主要是從 20 世紀 80 年代初開始籌備研制新一代發動機，此代發動機的推重比在 9.0-12 之間， 涵道比選在 0.2-0.5 之間，總增壓比選在 26-35，3 級風扇的增壓比達到 4.0 左右，渦 輪工作溫度選為 1850-2000K，耗油率要比上一代發動機降低 8%-10%，可靠性改進 1 倍，耐久性提高 2 倍；風扇選為 2-3 級，高壓壓氣機選為 5-6 級，燃燒室多為短環 形燃燒室，高壓渦輪也全改為單級，低壓渦輪選為 1-2 級、加力燃燒室多為整體式 加力燃燒室，尾噴管各不相同

43、（二維推力矢量噴管、軸對稱收斂擴散噴管、二維收 斂擴散噴管等）。采用整體葉盤、空心葉片、浮動壁燃燒室、多孔冷卻燃燒室、對轉 渦輪、“鑄冷”（castcool）渦輪葉片、推力矢量噴管、刷式密封、復合材料等先進技 術，提高了總增壓比和風扇增壓比，提高了渦輪前溫度和跨聲速壓氣機與渦輪的效 率，降低了涵道比，減輕發動機重量，進而大幅提高發動機性能、可靠性和耐久性。21 世紀初，美國配裝 F119-PW-100 發動機的第 4 代重型戰斗機 F-22 于 2002 年投入 部隊使用，2005 年形成初步作戰能力，并已經停止生產；配裝 F135-PW-100 發動機 的第 4 代輕型戰斗機 F-35 已經

44、進入小批量生產階段，至此第 4 代戰斗機及其發動機 的研制已經基本完成。3.1.2. 技術推進：預研先行+充分驗證，綜合能力和經濟性的全面突破航空發動機作為國防武器重要的子系統，是多部件在高溫、高壓和高轉速的復雜環 境下相互配合、需具備高性能、長壽命、高可靠、輕重量和經濟性等的高度知識和 技術密集型產品。目前使用最多的航空發動機為有壓噴氣式發動機，其中渦扇、渦 槳和槳扇發動機都是以渦輪噴氣發動機為基礎衍變而來。渦輪噴氣發動機主要由進 氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴管、附件傳動裝置和附屬系統等組成，進氣道 即發動機前端進氣部件由進氣機匣組成的氣流通道；壓氣機即對空氣做功以壓縮空 氣的轉動部件，

45、通常又可分為軸流式和離心式壓氣機，目前主流軍民用飛機主要采 用軸流式壓氣機；燃燒室即航空燃油燃燒的場所，將燃料化學能轉化為熱能釋放出 來；渦輪即接受燃燒室釋放的高速熱流的部件，其被燃氣做功同時獲得的功一部風 供給壓氣機壓縮空氣；尾噴管作用是使得渦輪導出的熱氣流得到膨脹加速產生推力， 同時調節發動機工作狀態。如在渦噴發動機的渦輪后再加裝一套渦輪（一級或多級）， 讓燃氣在后一渦輪中膨脹，驅動此渦輪高速旋轉并發出一定功率以帶動一個直徑比 壓氣機大的風扇，就變成了渦輪風扇發動機。核心機是航空燃氣渦輪發動機的重中之重，其研制可縮短發動機的研制周期、降低 成本和提高可靠性，且以更低的風險進行多型號的系列化

46、派生發展。燃氣發生器是 航空燃氣渦輪發動機中重要部分，包括壓氣機、燃燒室和帶動壓氣機的渦輪。燃氣 渦輪發動機的高壓轉子部分為核心機，即單轉子發動機中，核心機就是燃氣發生器； 雙轉子燃氣渦輪發動機的核心機僅包括高壓壓氣機、燃燒室和高壓渦輪。用核心機 在真實發動機工作環境下評估部件性能、部件間的匹配、總體技術性能等，能減少 工程發展時的技術風險、縮短工程發展的周期和降低成本等；在核心機的基礎上經 必要的修改后，配上從其他研究計劃得到的風扇、低壓渦輪、加力燃燒室、控制系 統和傳動系統等，就可以以低的風險研制出覆蓋一定推力（功率）范圍，滿足不同 用途的一系列發動機。國外通過實施各項先進技術預研計劃提前

47、開展技術驗證機的研究，使型號發動機中 應用的新技術能得到充分的前期技術驗證。從 20 世紀 70 年代起，美、英、法等國 認識到技術驗證核心機具有減少型號研制風險、降低研制費用、縮短研制周期等特 點，開始重視核心機技術發展途徑，以美國四代機發動機 F119 為例，在預研階段， 以充分的核心機技術驗證為基礎；進入型號階段后，核心機上采用同期開展的各項 技術驗證計劃中經驗證的成熟技術；設計定型后，以核心機為驗證平臺，派生發展 途徑從系列化已逐漸跨越到多用途層面。20 世紀 80 年代以來，美英法等國實施了 IHPTET、VAATE、ACME、VITAL 等一系列層次分明的先進技術預研計劃，以滿足

48、軍用飛機發動機提出的更高要求。美國在 1987 年開始實施綜合高性能渦輪發動機技術（IHPTET）預研計劃，主要強 調提高推進系統綜合能力。IHPTET 計劃由美國空軍發起，海軍、陸軍、國防部先進 技術預研計劃局、NASA 和通用電氣、惠普公司等 7 家主要發動機制造商聯合制定 并實施。其目的是為戰斗機/攻擊機發動機、直升機發動機、巡航導彈發動機和運輸 機發動機等各種航空渦輪發動機的實驗驗證和工程研制提供技術基礎與保障，而非 研制出新型發動機；其目標是到 2003 年前后使美國航空推進系統能力比 1988 年水 平提高 1 倍，即推重比或功率重量比增加 100%-120%，耗油率下降 30%-

49、40%，生產 和維修成本降低 35%-60%；其成果以 1995 財年、2000 財年和 2005 財年 3 個階段 進行總結，前掠的整體葉盤結構的風扇、三維設計的高負荷整體葉盤結構的高壓壓 氣機、多斜孔冷卻燃燒室、“超冷”高壓渦輪、整體式旋流加力燃燒室、二維和軸對 稱推力矢量噴管以及帶光纖的先進 FADEC 系統刷封、先進的復合材料部件等技術 已經應用到 F136、F135、F119、F414、F100、F110、LV100-5 等軍用發動機和 XTL187/SEI 驗證機與通用發動機計劃的發動機上，取得了明顯收效；GE90、PW4084、 CFM56-7、AE3007 和 FJ44 等民用

50、發動機也應用了該計劃的成果。多用途和和經濟可承受先進渦輪發動機（VAATE）技術預研計劃汲取 IHPTET 計 劃成熟經驗，工作重點調整為提高經濟可承受性。在 IHPTET 預研計劃取得的部分 重要成果和成功經驗的基礎上，美國國防部、國家航空航天局（NASA）、能源部和 工業界聯合制訂了 IHPTET 預研計劃的后續計劃，即通用的經濟可承受的先進渦輪 發動機（VAATE）技術預研計劃，該項計劃于 1999 年開始籌劃、于 2003 年開始部 分實施，于 2006 年開始全面實施，計劃分兩個階段到 2017 年結束。其目的是開發、 驗證和轉移革新的渦輪發動機技術，通過在較低耗油率下提供較高的體重

51、比和降低 渦輪發動機生產和維護費用；其目標是 2003-2017 年使現役、在研和未來的軍民兩 用推進系統的經濟可承受性較基準推進系統的提高 10 倍，大型渦扇/渦噴發動機推 重比增加 200%，耗油率降低 25%，費用降低 60%。不同于 IHPTET 預研計劃，VAATE 計劃更強調經濟可承受性，主要通過通用核心機（多用途通用核心機軍民驗證機 發動機多用途渦輪發動機）、智能發動機（自優化、自診斷和強任務適應性）和耐 久性（提高技術儲備等級、降低成本）三大關鍵領域實現。隨著航空發動機和驗證機的發展，戰斗機發動機向綜合性更高方向發展。推重比： 第 1 代戰斗機發動機的推重比為 3.0-4.0，

52、第 2 代的推重比為 5.0-6.0，第 3 代的推重 比為 7.5-8.0，其改進型發動機的推重比已達到 8.0-10.0，第 4 代的推重比在 10.0 左 右。總增壓比：上世紀 70 年代研制的第 3 代戰斗機發動機總增壓比大多在 20-30 水 平范圍內，隨著壓氣機出口級材料耐溫能力的提高，90 年代末第 4 代戰斗機發動機 和第 3 代的最新改型發動機的總增壓比有了明顯提高。耗油率：最大加力耗油率呈 現增長趨勢，最大推力狀態耗油率從 1.0-1.2kg（daN.h）下降到第 4 代的 0.6-0.7kg （daN.h）。渦輪進口溫度：提高渦輪進口溫度可明顯增大發動機的單位推力，隨著

53、冷卻技術、耐高溫材料和先進涂層技術的發展，戰斗機發動機的渦輪進口溫度持續 提高。3.1.3. 超高門檻：研究-設計-試驗多輪迭代，大量先期經費投入戰斗機發動機全新研制周期長于機體全新研制周期，隨著技術要求不斷提高，研制 周期有所增長。作為典型的知識和技術密集型產品，航空發動機研制涉及氣動力學、 傳熱學、材料力學、理論力學、流體力學、斷裂力學、彈性力學等諸多學科。航空 發動機內部的物理、化學現象非常復雜，目前仍然不能完全從理論上給予詳細、準 確的描述，只能依靠實際發動機試驗進行驗證。其研制需要進行“設計試驗修 改設計再試驗”的多輪迭代，需要大量部件、組件和整機試驗件加工，以及各種 試驗設備，需要

54、數十萬小時數量級零部件試驗、附件試驗和近萬小時的整機地面與 飛行試驗，還需要在使用中不斷改進和完善。根據劉永泉國外戰斗機發動機的發 展與研究，戰斗機發動機的全新研制周期（從最初的方案設想到全面生產）一般為 915 年，其中，方案研究為 15 年，驗證與審批為 2.753.75 年，全面研制為 56 年。戰斗機發動機的改型研制周期是全新研制的一半左右，即 57 年，但是，改動 量很大的戰斗機發動機改型研制可能遇到的困難與全新研制的相同，周期也與全新 研制的相當或更長。第 4 代戰斗機發動機的研制周期相比第 3 代明顯延長。20 世紀 60-70 年代，由于當 時對發動機研制的長期性和復雜性缺乏認

55、知，研制工作中對可靠性、耐久性工作進 行明顯不足，研制周期普遍較短，如全新研制的 F100-PW-100 研制周期為 6 年。20 世紀 80 年代以來，由于技術領域又取得了重大擴展和技術要求的不斷提高，國內外 全新研制戰斗機發動機的研制周期又略有增長，從型號驗證機到設計定型 1719 年， 從正式研制到設計定型也在 10 年以上。總之，無論是全新研制還是改進改型，第 4 代戰斗機發動機的研制周期都比第 3 代戰斗機發動機的研制周期明顯延長。以典型 的全新研制的第 4 代戰斗機發動機 119 的研制周期為例，從 70 年代中期部件技術 預研開始到 2005 年具備初始作戰能力長達 30 年，比

56、計劃的時間拖后了 7 年零 1 個 月；從型號地面驗證機設計開始到 2005 年具備初始作戰能力也有 22 年，比計劃的 時間拖后了 7 年零 1 個月；從 1991 年簽訂工程和制造研制合同開始到 2002 年完成 最初使用交付試驗為 11 年，實際上推遲了 4 年。航空發動機的研制需要大量的持續的經費投入。發動機的研制過程是一個“研究 設計制造試驗修改設計再制造再試驗”的多輪迭代過程，需要大量的持 續的經費投入。20 世紀 60-70 年代，由于時間和經費的限制造成研制工作進行不充 分，發動機投入使用后需要花費更多經費開展部件改進，如 F10-PW-100、TF30、 TF34 研制費用為

57、 4.57、0.21 和 0.15 億美元，其部件改進計劃費用則高達 6.65、2.89 和 2.1 億美元。20 世紀 80 年代以來，戰斗機發動機的研制國和研制商都不惜投入 巨額資金，進行充分的設計和試驗驗證工作。F119 發動機的研制費用，從 X 型發動 機驗證機到 1991 年進入工程研制階段為 18.32 億美元，在工程研制階段為 24.65 億 美元。由 F119 發動機改型研制的 F135 發動機的研制費用，在進入工程研制階段前 為 9 億美元，在工程研制階段為 57.68 億美元；由 YF120 發動機改型研制的 F136 發 動機的研制費用，在進入工程研制階段前為 5.58

58、億美元，在工程研制階段為 24 億 美元。總體來看，第 4 代戰斗機發動機的研制費用明顯高于第 3 代戰斗機發動機的 研制費用。3.2. 裝配試車：多流程的復雜工藝，新型號反復排故拉低毛利率水平航空發動機裝配系統一般分為零件部/組件單元體總體。組成發動機的組件和 部件按照裝配工藝分為下列幾大類：1）機械組合件：由若干個零件組成，這些零件 必須一起進行加工。例如壓氣機轉子、壓氣機機匣、渦輪轉子、導向器等；2）焊接 組合件：由若干個零件用焊接接合的方法組成,如：火焰筒、加力燃燒室簡體、擴散 器殼體、穩定器、點火器等；3）膠接組合件：由若干個零件用特種膠接結合組成， 例如整流罩；4）裝配組合件：由零

59、件、機加組合件、焊接組合件、膠接組合件,直接 由裝配工作過程組成具有獨立性質的裝配單元，如擴散器；5）裝配部件：兩個或更 多的零件直接由裝配工作過程組成的裝配單元，如附件機匣等；6）單元體：完全互 換的結構與工藝統一的單元。在發動機獨立完成一個使命，不需要特殊調整試驗就 能更換，更換時一般只用通用工具不用專用工具,完成同一使命在結構上組合成一體 的一套協同工作的零件，如壓氣機、渦輪等。航空發動機裝配工藝流程是零件、部件、組件、單元體、成件和附件組成發動機的 周轉流動程序。裝配過程中的基礎件、基礎組件都安裝在裝配車、裝配架和裝配夾 具上，保持足夠剛度，依次完成安裝零、組件的裝配工序，最終完成總體

60、裝配。零 件存儲或放置在裝配車或裝配架上，隨著組裝工序不斷向前，發動機體積越來越大， 還需要在某些站位配備升降平臺，或采用地坑設計，以保證裝配工人生產效率，降 低工作強度。航空發動機工藝流程周期一般經歷 2 次總裝配和 2 次試車（兩裝兩試）或一裝一試， 新型號或需經過反復排故和返修工作，以致較高成本和較低毛利率。發動機工藝流 程周期是指從零件制造至發動機油封包裝、裝箱的全過程時間，一般要經歷 2 次總 裝配和 2 次試車。發動機第一次裝配后進行工廠試車，初步錄取性能，磨合發動機 零件；第二次裝配是組裝經工廠試車、磨合后經故隨檢驗，有裝機結論的零件，經 檢驗試車，調整性能直至合格為止。第一次裝