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<    航空發(fā)動機(jī)被稱為“工業(yè)之花”，是航空工業(yè)中科技含量高、難度最大的部件之一。中國航空發(fā)動機(jī)研制經(jīng)歷了半個世界漫長而艱辛的發(fā)展，從最初的簡單仿制，到后來的改型，再到自主研發(fā)的階段，先后成功量產(chǎn)了渦扇-6、渦噴-13、秦嶺（渦扇-9）、昆侖（渦噴-14）、太行（渦噴-10）發(fā)動機(jī)。但現(xiàn)階段中國航空發(fā)動機(jī)研發(fā)實力仍相對薄弱，研發(fā)進(jìn)度仍顯著滯后于戰(zhàn)斗機(jī)和打飛機(jī)的升級/研制進(jìn)度，制約整個飛機(jī)制造業(yè)的發(fā)展。

    航空發(fā)動機(jī)有望列入即將出臺《高端裝備制造“十二五”規(guī)劃》相關(guān)的重大專項規(guī)劃中，獲得政策的多方面支持，航空發(fā)動機(jī)自主化的進(jìn)程有望加速。未來20年國內(nèi)先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)需求空間巨大，我國航空發(fā)動機(jī)全球份額將有望加速提升，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司有望受益。

    近期中航工業(yè)集團(tuán)首次公開推出展示兩款新型軍用航空發(fā)動機(jī)以及國產(chǎn)大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)的金屬同比例模型，并且國內(nèi)對于航空發(fā)動機(jī)重大專項的呼聲也一直很高，我國在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的背景下，如果推出航空發(fā)動機(jī)重大專項將是在大飛機(jī)專項之后第二個航空制造方向的重大專項，也會體現(xiàn)出政府試圖改變國內(nèi)傳統(tǒng)工業(yè)格局的思路。

    航空發(fā)動機(jī)具有極高的研制壁壘，目前全球能夠獨立自主進(jìn)行軍用航空發(fā)動機(jī)研制生產(chǎn)且有產(chǎn)品的國家僅有英、美、法、俄、烏、中這幾個，而目前擁有民用航空發(fā)動機(jī)整機(jī)研制生產(chǎn)能力的國家則主要在英、法、美等國。我國目前已經(jīng)研制出配套第三代戰(zhàn)斗機(jī)的軍用航空發(fā)動機(jī)，但大規(guī)模使用和成熟還有距離，且尚無民用航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品。

    目前國內(nèi)外航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的差距較大，對于國內(nèi)來說，行業(yè)需求不是問題，主要的瓶頸在技術(shù)和機(jī)制。對于相關(guān)上市公司，高估值背后更多的是例如重組整合這樣的題材因素以及對發(fā)動機(jī)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間的預(yù)期。

一、全球航空發(fā)動機(jī)制造技術(shù)狀況

    航空制造是制造業(yè)中高新技術(shù)最集中的領(lǐng)域，整個制造過程對材料、工藝、加工手段、試驗測試等都有極高的要求，而航空發(fā)動機(jī)技術(shù)則是高新技術(shù)中的尖端代表。美國國家關(guān)鍵技術(shù)計劃說明文件將航空發(fā)動機(jī)技術(shù)描繪成“是一個技術(shù)精深得使新手難以進(jìn)入的領(lǐng)域，它需要國家充分保護(hù)并利用該領(lǐng)域的成果，長期數(shù)據(jù)和經(jīng)驗的積累，以及國家大量的投資。”

圖1  航空發(fā)動機(jī)主要結(jié)構(gòu)

    （一）航空發(fā)動機(jī)技術(shù)特點

    航空發(fā)動機(jī)的特點在于其工作狀況復(fù)雜、制造要求高、研制周期長、研制費(fèi)用高。

表1  航空發(fā)動機(jī)特點
 

特點	說明
工況復(fù)雜	渦輪驅(qū)動壓氣機(jī)每秒轉(zhuǎn)速達(dá)上千轉(zhuǎn)，渦輪前溫度達(dá)1500℃甚至更高；壓力約20-40 個大氣壓，1-2 噸自重要產(chǎn)生推力幾千到幾萬公斤
制造要求高	零件加工精度到微米級；零件數(shù)量幾千上萬個
研制費(fèi)用高	世界上四大航空發(fā)動機(jī)公司每年的發(fā)動機(jī)研究和發(fā)展經(jīng)費(fèi)占銷售額的15%左右，在10 億美元上下?，F(xiàn)在研制一臺大、中型先進(jìn)發(fā)動機(jī)的經(jīng)費(fèi)高達(dá)15 億～30 億美元
研制周期長	以美國第四代發(fā)動機(jī)F119 為例，技術(shù)研究和零部件試驗經(jīng)過了15 年以上時間，從型號驗證機(jī)一直到生產(chǎn)加工用了16 年
試驗、改進(jìn)多	主要零、部件和系統(tǒng)試驗占總試驗時間的90％以上，全臺發(fā)動機(jī)的試驗總時數(shù)可達(dá)2～4 萬小時。

    經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，全球航空渦輪發(fā)動機(jī)技術(shù)取得了較大的進(jìn)步：

表2  發(fā)動機(jī)性能特點
 

發(fā)動機(jī)類別	性能特點
戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)	推重比由2 提高到10； 可靠性：空中停車率為0.01~0.50/1 000 發(fā)動機(jī)飛行小時 使用壽命：整機(jī)定型要求通過4300~6000 個戰(zhàn)術(shù)空軍循環(huán)試驗，相當(dāng)于平 時使用10 多年，熱端零件壽命達(dá)到2000h，冷端零件壽命4000h
民用渦扇發(fā)動機(jī)	最大推力已超過50000 daN； 起飛耗油率從50 年代渦噴發(fā)動機(jī)1.0 kg/(daN·h)下降到0.35~0.40kg/(daN·h)； 空中停車率為0.002~0.020/1 000 發(fā)動機(jī)飛行小時； 熱端部件壽命達(dá)到7000~10000 h ，整機(jī)的機(jī)上不拆卸壽命 15000~16000h，最長超過40000h
直升機(jī)用渦軸發(fā)動機(jī)	功重比從2kW/daN提高到6.8~7.1 kW/daN

 
    國外的航空發(fā)動機(jī)制造已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的技術(shù)水平，其發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在戰(zhàn)斗機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和直升機(jī)這三種類型的發(fā)動機(jī)上：

表3  三類渦輪發(fā)動機(jī)發(fā)展趨勢
 

戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)
參數(shù)	第三代	第四代	第五代
總壓比	22~32	25~35	25~40
渦輪前溫度（K）	1540~1750	1800~1950	2000~2200
涵道比	0.3~1.1	0.2~0.5	0.15~0.35
運(yùn)輸機(jī)發(fā)動機(jī)
參數(shù)	70和80年代	90年代	21世紀(jì)初
涵道比	4~5	6~9	10~15
風(fēng)扇壓比	1.7	1.5~1.6	1.3~1.4
總增壓比	25~30	38~45	50~75
渦輪前溫度（K）	1500~1570	1570~1800	1850~2100
直升機(jī)發(fā)動機(jī)
參數(shù)	第三代	第四代	第五代
總壓比	8~14	13~15	16~26
渦輪前溫度（K）	1270~1370	1400~1500	1500~1850

 
    戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)和運(yùn)輸機(jī)發(fā)動機(jī)在性能的要求上是各有不同的，戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)追求的是極限性能和高負(fù)荷；而運(yùn)輸機(jī)發(fā)動機(jī)則要求的是可靠性、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)。而越來越顯著的特點就是高性價比則是軍用和民用發(fā)動機(jī)都追求的目標(biāo)。

    處于航空發(fā)動機(jī)技術(shù)前列的國家不斷實施各種技術(shù)發(fā)展計劃，推動著發(fā)動機(jī)各項性能的提高，在實施這些技術(shù)發(fā)展計劃的過程中，不斷涌現(xiàn)著新技術(shù)。這些新技術(shù)的趨勢顯示出高效和經(jīng)濟(jì)性是發(fā)動機(jī)未來發(fā)展方向。

表4  航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)
 

年代		1940-1949	1950-1959	1960-1969	1970-1979	1980-2000	2020年預(yù)計
機(jī)種		渦噴	渦噴、渦槳、渦軸	渦噴、渦槳渦軸、渦扇	渦噴、渦槳渦軸、渦扇	渦噴、渦槳渦軸、渦扇	渦噴、渦槳渦軸、渦扇
新技術(shù)	結(jié)構(gòu)	軸流式壓氣機(jī)、雙轉(zhuǎn)子、雙位噴管	可調(diào)靜子、氣冷渦輪、加力燃燒室	跨聲速壓氣機(jī)、環(huán)管燃燒室、可調(diào)噴管、進(jìn)/發(fā)匹配航改燃機(jī)	寬弦葉片、環(huán)形燃燒室、三轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)完整性、單元體結(jié)構(gòu)	空心風(fēng)扇葉片、整體葉盤、雙級燃燒室、對轉(zhuǎn)渦輪轉(zhuǎn)子、矢量噴管	主動流動控制、多電發(fā)動機(jī)、多點燃油噴嘴、無盤轉(zhuǎn)子
	控制方式				數(shù)字電子控制	全權(quán)數(shù)字電子控制	飛行-推進(jìn)綜合控制
	研發(fā)技術(shù)	模擬高空試驗		核心機(jī)途徑、斷裂力學(xué)	視情維修、加速任務(wù)試驗	計算流體力學(xué)、壽命期成、本循環(huán)優(yōu)化設(shè)計、部件級數(shù)值仿真設(shè)計、CAD/CAM	HCF 設(shè)計技術(shù)、自動預(yù)診斷和狀態(tài)管理、推進(jìn)系統(tǒng)數(shù)值仿真設(shè)計
	性能指標(biāo)趨勢		馬赫數(shù)3	V/STOL、輕量設(shè)計	高推重比(8)、高涵道比（4~8）	超聲速巡航	變循環(huán)發(fā)動機(jī)、智能發(fā)動機(jī)、超微型發(fā)動機(jī)、超高推重比(20)、超高涵道比（10~15）、超聲速STOVL、經(jīng)濟(jì)承受性設(shè)計
	材料		鈦合金	鎳基合金	低溫復(fù)合材料、定向 凝固渦輪葉片、粉末冶金渦輪盤	單晶渦輪葉片、隔熱涂層 低溫復(fù)合材料、低應(yīng)力陶瓷	高溫燃料、 金屬間化合物、高溫復(fù)合材料、陶瓷和碳碳材料

    （二）國內(nèi)外航空發(fā)動機(jī)應(yīng)用

    1、軍用航空發(fā)動機(jī)國內(nèi)外仍具有代差

    軍用航空發(fā)動機(jī)整機(jī)研制生產(chǎn)的國家不多，這與航空發(fā)動機(jī)技術(shù)在各國之間市場化交流相對較少，處于較封閉的狀態(tài)有關(guān)。為了戰(zhàn)略考慮，一般各國戰(zhàn)斗機(jī)所裝配的發(fā)動機(jī)在各國國內(nèi)或聯(lián)盟內(nèi)采購。

表5 國外主要軍用戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)配套情況
 

戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)型	發(fā)動機(jī)型號	發(fā)動機(jī)制造商
F16	F100-PW-200	PW
F/A-18	F404-GE-400/F414	GE
F/A-22	F119	PW
F-35	F135	PW
陣風(fēng)	M88-2	法國斯奈克瑪
幻影2000	M53-P2	法國斯奈克瑪
臺風(fēng)EF2000	EJ200	歐洲發(fā)動機(jī)公司
SU27	AL-31F	俄羅斯
SU35	AL-37F	俄羅斯
伊爾76	D-30KP-2	俄羅斯
C17	PW2040	PW

 
    相比全球先進(jìn)的發(fā)動機(jī)研制水平，我國的航空發(fā)動機(jī)研制水平仍然有較大差距。我國第3 代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)“太行”于2005 年底通過設(shè)計定型，與美國第3 代戰(zhàn)斗機(jī)配置的F100 發(fā)動機(jī)1973 年10 月定型的時間名義差距為32 年，美國的第4 代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)已于2005 年12 月裝備飛機(jī)，具備初始作戰(zhàn)能力；第5 代飛機(jī)已經(jīng)試飛。

表6 航空發(fā)動機(jī)國內(nèi)外的差距
 

國內(nèi)	國外
配套第三代飛機(jī)的發(fā)動機(jī)2005 年設(shè)計定型，典型型號：太行	美國配套第三代飛機(jī)的發(fā)動機(jī)分別在1974 年、1985 年服役，典型型號：F100、F110
大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)剛剛立項開始研制	美國70 年代初投入使用。典型型號：TF39-GE-1A 、JT9D-3
通過引進(jìn)國產(chǎn)的WZ8 發(fā)動機(jī)90年代投入使用	70 年代法國海豚直升機(jī)的發(fā)動機(jī)阿赫耶1C 投入使用

    我國原有第一、二代戰(zhàn)斗機(jī)所用發(fā)動機(jī)基本是仿制或改裝研制生產(chǎn)，近幾年來，我國發(fā)動機(jī)事業(yè)在過去50 年的技術(shù)積累下取得了較大進(jìn)展；目前我國第三代戰(zhàn)斗機(jī)開始裝備部隊，對應(yīng)的發(fā)動機(jī)原來采用的進(jìn)口俄羅斯產(chǎn)品，但目前研制成功的太行發(fā)動機(jī)將實現(xiàn)第三代戰(zhàn)機(jī)的國產(chǎn)化；用于配套高級教練機(jī)的岷山發(fā)動機(jī)、用于配套通用飛機(jī)的九寨發(fā)動機(jī)均在研制中；第四代戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)在研制，還有艦載機(jī)等等，相配套的發(fā)動機(jī)也處于研制之中。