航空發動機是指為航空器提供飛行所需動力的發動機。航空發動機是飛機的心臟,它直接影響飛機的性能、可靠性及經濟性,是飛機的核心部件。
建立強大的航空工業是確立大國地位的必然選擇,自2006年起我國接連出臺政策規劃助力航空航空工業的發展,從國家戰略上明確中長期重點發展航空工業的方針,航空工業的戰略地位已經確立,作為航空工業的核心和最大的短板的航空發動機行業將借航空工業的東風,迎來其快速發展的朝陽期。
2017年底,我國首臺大型客機發動機驗證機CJ1000AX完成了裝配。這是中國造最大航空發動機首次露面,更是中國又在航空領域取得了一項重大突破,表示我國可以制造客機用的大型發動機。
CJ-1000AX又稱長江1000,這是專門為國產C919客機配發的型號,真正意義上的民用發動機,最早在2011年被披露,在歷時數年的努力,取得階段性成果了,裝配完成意味著,它將開始進行測試工作,未來將代替C919客機上的進口發動機,成為可供選擇的型號之一。
圖表1:CJ-1000AX發動機部分參數(單位:米,級)
數據來源:前瞻產業研究院整理
我國航空發動機的未來雖然有著國家政策上的支持,但內在的經濟需求也將同樣影響航空發動機行業的研發方向與發展速度。因此分析不同航空領域對發動機的需求將有助于我國航空發動機行業的健康快速發展。
商業航空發展穩定
商業航空作為以航空器進行經營性的客貨運輸的航空活動。它的經營性表明這是一種商業活動,以盈利為目的,所以商業航空領域首要考慮的肯定是如何降低成本,增加利潤,選取航空發動機首要考慮的也是它的經濟性,如油耗高低、維護是否方便、續航能力如何等等。
隨著經濟的發展和社會的進步,人們的消費能力越來越強,飛機這種交通工具也越來越大眾化,而人們對于舒適性的要求也越來越高。航空公司在選取航空發動機時,也必須考慮舒適性的問題,如航空發動機的噪音大不大、飛行是否平穩等方面。
2017年1-11月,全行業完成運輸總周轉量986.6億噸公里,增長12.4%,其中旅客周轉量8686.7億人公里,同比增長13.3%;貨郵周轉量220.5億噸公里,同比增長9.6%。
圖表2:2009-2017年民用航空運輸總周轉量(單位:億噸公里,%)
數據來源:前瞻產業研究院整理
從商業航空近幾年的運輸周轉量來看,未來我國商業航空發動機需求量將越來越大。
預計未來10年,中國有望購買2640架商業飛機,包括支線客機150架、單通道飛機1800架、雙通道飛機600架、超大型飛機90架,這些飛機大概需要配備6660臺發動機,發動機銷售需求將達到4820億元,維修需求將達到3210億元。
圖表3:我國未來10年商業航空對應航空發動機需求量估測(單位:架,臺,億元)
數據來源:前瞻產業研究院整理
通用航空需求增長較快
通用航空領域飛機的應用范圍包括了空中巡邏、空中救助、小型專線貨運、資源勘測、農林防護、飛行員培訓、公司通勤、私人公務、休閑觀光等方方面面。所以,不同的通用航空飛機需要能夠適應不同的任務要求,所以用于通用航空飛行器的航空發動機來說,就必須針對不同功用的飛機開發適用的航空發動機。
通用航空由于其具有廣泛的應用前景,世界各國對其的應用也越來越頻繁。其具有機動靈活、快捷高效、環境適應能力強等特點,能直接為農、林、牧、漁業、工業、建筑、交通、能源等國民經濟建設基礎行業提供服務:在應急救援方面,通用航空通過貨物運送、難民轉移,向面臨自然災害、饑餓和戰爭的人們提供必要的人道主義救援。通用航空還可以為環境保護與綜合治理、科學研究等社會公共服務領域提供有力的保障,為私用、自用飛行、娛武行、游覽觀光飛行、航空教育培訓等航空消費領域提供有效的供給,為民航專業技術人才儲備、保障服務設施建設提供堅實的基礎。
同時,由于我國低空空域開放激發了潛在的航空消費需求,促使國產航空制造企業更加貼近目標市場,以需求為導向,不斷提高研發制造水平,生產出更符合用戶現實需求的通用航空器產品。
這些因素都會加快通用航空業的發展速度,而作為航空飛行器不可或缺的一部分,航空發動機的需求規模也會迅速增加。
根據中國科協、中國航空學會、通用航空專家委員會所作的市場預測,到2020年中國需要通用飛機將逾10000架。其中活塞飛機6000架,渦槳飛機2000架,噴氣公務機500架,直升機1500架。根據以上數據,可以推測未來10年中國民航制造業將達到2000-2180億美元規模。按照價值占比25%計算,中國將需要通用航空發動機的價值量約為425億美元,需求增長較快。
圖表4:截至2020年我國通用飛機比重結構預測(單位:%)
數據來源:前瞻產業研究院整理
軍用航空發動機性能要求最高
由于軍用航空發動機是一國軍事實力的體現,軍用航空發動機比民用航空發動機的性能更加優越,國外最先進的軍用航空發動機不可能出售,軍用航空發動機的研發必須在沒有外國幫助的情況下獨立進行。軍用發動機要求性能第一,為追求性能不惜一切代價,要能忍受各種嚴酷環境,維護、費用、壽命等經濟性要求相對次要,而商用發動機則對經濟性要求較高。
全球能夠自行生產軍用噴氣發動機的只有美、英、俄、法、中這5個國家,中國的水平遠落后于這4個國家。美國全面領先,英國也具有競爭力,俄羅斯的軍用航空發動機在性能,推力等方面并不落后,但在壽命及大修時間上與美英有較大差距,但俄羅斯產品齊全,能生產各種類型發動機,這點比英國要強,法國的斯奈克瑪公司相對較小,但也能生產合格的渦扇軍用發動機,可以裝備3代戰斗機。中國軍用發動機的客戶主要是解放軍,另外可能向那些難以影響其生產的友好國家進行小規模出口。未來10年內,中國軍方飛機可能需要超過6000臺發動機。
圖表5:我國未來10年軍用飛機及對應航空發動機需求量估測(單位:架,臺,萬元,億元)