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1 大飛機:技術前沿與經濟價值的雙重象征
1.1 大飛機產業鏈具備經濟與技術溢出效應
大飛機一般指 150 座級以上、起飛重量超過 100 噸的運輸類飛機。國外大飛機的典 型代表在民用領域包括波音 737、空客 A320 等窄體客機(主要用于中短程航線,座位通 常以 2+3 或 3+3 的布局排列,即兩側各有兩或三個座位,中間是通道)及波音 747“空 中女王”、波音 777、波音 787“夢想飛機”以及空客 A380、A350 等寬體客機(主要 用于長途航線和高密度航線,寬體客機的座位布局通常為 2-5-2、3-4-3、3-5-3 等,兩 側各有多個座位,中間有兩個或更多通道)。目前我國大飛機主要有中國商飛(COMAC) 開發的產品包括窄體單通道中短程商用飛機 C919 飛機(2017/5/5 首飛)和寬體長程商 用飛機 C929(研制中),據《南華早報》2024 年 5 月報道,C939 寬體客機的研發工作 已全面啟動。
大飛機產業具有巨大戰略意義與潛在經濟價值。1)軍民用技術分野逐漸模糊,民用 大飛機最初由軍用型號衍生。如波音研制的 B-52、B-17 等戰略轟炸機在二戰后通過軍品 技術商業化,最早發展民品并打開噴氣式飛機的民用市場。此外,E-3 空中預警指揮機、 E-8 對地攻擊指揮機和 RC135 大型電子偵察機號稱美國特種飛機中的“三劍客”,是以 波音 707 客機為平臺改裝而成。由此,軍民兼用是航空業自我發展的基石。2)大飛機產 業鏈具有顯著的經濟“乘數效應”。根據《國內外智能制造的發展及對我國商用航空發動 機發展的啟示》,按照產品單位重量創造的價值計算,航空產品是各種交通運輸產品中附 加值系數最高的,假設船舶的附加值系數為 1,則汽車為 9,大型飛機為 800,航空發動機為 1400。據美國蘭德智庫研究,大飛機研制及其核心技術衍射到相關產業可以達到 1:16 的技術轉移比和 1:12 的就業帶動比。航空業是技術、資本、知識密集型產業,具有 高附加值、長鏈條、寬輻射與連帶效應強等特點,帶來的技術及經濟的溢出效應難以估量。
1.2 全球:波音空客雙雄爭霸
1.2.1 競爭格局:波音空客呈現“雙寡頭”格局
目前全球大飛機行業集中度高,呈現出波音、空客“雙寡頭”局面。據航空產業網, 2023 年波音公司交付商用飛機 528 架,空客公司交付 735 架;波音公司累計交付 31622 架,空客公司累計交付 22983 架。根據波音及空客公司官網,受 737MAX 停飛事件影響, 2023 年空客訂單總數 2094 架,高于波音 1456 架。據各航司數據推算,2023 年波音系 列商用飛機交付量約占全球總量 38.04%,空客系列約占全球總量 52.95%,兩公司占據 九成以上市場份額。2023 年商飛交付量達 24 架,占比約為 1.73%。
B737 系列與 A320 系列分別為波音與空客的主流機型。在窄體客機市場,波音 737 系列和空客 320 系列的壟斷地位進一步鞏固;在寬體客機市場,波音相繼推出 777 和 787,空客陸續推出 A330、A340、A350 和 A380,尤其是“夢想飛機”787 和“空中 巨無霸”A380 的研制生產,進一步推動了商用飛機產業鏈的全球化。世界干線飛機市場 基本被波音、空客“平分天下”。
1.2.2 波音沉浮:軍機起家,民航立業,百年民航領軍企業迎來巨 大挑戰
研制試產時期(1916 年-1966 年):軍機起家,軍方及政府對波音技術發展產生深 遠影響。波音公司由威廉·波音創立于 1916 年,最初名為太平洋航空制品公司,后于 1917 年改名為波音公司。公司起初以生產軍用飛機為主,并涉足民用運輸機領域。二戰 爆發后波音公司開始研制大型轟炸機,約八成訂單來自美國軍方,其中包括 B-17、B-29 與 B-52 等重要機型。1957 年,在 KC-135 空中加油機的基礎上,波音公司成功研制了首 架噴氣式民用客機波音 707,標志波音開啟“7 系列”時代,此后陸續發展了波音 727、 737、747、757、767、777、787 等一系列型號,逐步確立了全球主要商用飛機制造商 地位。 批產提速階段(1967 年-1979 年):由“軍”轉“民”,產品不斷迭代占據先發優 勢。20 世紀六十年代后,隨著世界政治格局變化,波音的主要業務由軍用飛機轉向商用 飛機,開始全盤考慮設計及制造過程,采取了一系列措施提升生產速率。該階段波音 B737 系列飛機生產速率從不到 1 架/月提升到 6 架/月,生產速率在小幅震蕩中緩慢提升。
穩定發展階段(1980 年-1997 年):持續進行資源整合,不斷增加生產線。波音已 經取得產品及市場的成功,為了提升自身生產管理能力,對飛機制造戰略進行了大調整。 該階段波音 B737 系列飛機生產速率從 8 架/月提升到 11 架/月,生產速率大幅震蕩中有 提升。 創新發展階段(1998 年-2018 年):面對空客沖擊,兼并收購鞏固市場地位。20 世 紀 80 年代末 90 年代初,波音在民航市場上的霸主地位受到空客沖擊,為了鞏固地位 1997 年波音完成對麥道公司的兼并,合并后的波音公司已成為世界上最大的民用及軍用 飛機制造商。21 世紀初,波音公司通過收購通用汽車下屬的休斯電子公司航天和通信業 務部,成為世界上最大的商業衛星制造商。本階段波音特別注重科技創新,積極布局各類 前沿技術。該階段波音 B737 系列飛機生產速率從 24 架/月提升到 48 架/月,生產速率快 速提升。 挑戰期(2018 年):波音 737MAX 安全事故頻發,產品質量及公司聲譽受到挑戰。 2018 年 10 月印尼航空公司的 737MAX8 客機墜毀,以及 2019 年 3 月埃塞俄比亞航空 公司同一型號客機的空難,引發全球對 737MAX 系列飛機安全性的密切關注,該機型在 全球范圍內被停飛近兩年。美國聯邦航空管理局(FAA)在 2020 年 11 月解除了對 737MAX 的禁飛令,2024 年 1 月,美國阿拉斯加航空公司的一架波音 737MAX9 型客機 在飛行過程中應急艙門脫落,美國聯邦航空管理局 FAA 再次宣布暫時停飛美國的 171 架 波音 737MAX9 飛機,并要求進行進一步的安全檢查。
1.2.3 空客崛起:技術創新,市場支持,抓住機遇順勢而上
空客的快速崛起得益于技術創新、國家和區域的政策支持和有效的專業化分工與合作。 1)1970-2000 年:空客以市場導向進行創新研發,構建多國分工模式,各國通過財 政支持與市場支持助力成長。空客公司以 A300 項目起步,基于各國技術經驗與工業基礎 創造多國分工的全新研制模式,形成法國圖盧茲飛機產業集群以及遍布全球的供應鏈體系。 A300 及后續機型通過減輕自重、升高機艙地板、使用數字化電傳操縱系統等方式提高產 品營利性,以適應市場需求。各國在飛機研制初期整合歐洲市場提供訂單支持,后期在美 國市場開拓期間,歐盟通過補貼化解歐美貿易摩擦并干預波音、麥道合并,為空客的發展 創造了空間。根據《空客崛起的政治基礎——技術整合、市場拓展與戰略性企業的成長》, 1994 年,空客的年度訂單量達到 125 架,首次超過波音的 111 架。1995 年左右,空客 完成了占據全球市場 30%的初始戰略目標;1996 年,空客已經實現盈利,成功越過盈虧 平衡點。
2)2001-2021 年:歐洲一體化升級,空客登頂。隨著歐洲一體化升級,空客多國分 工模式強化,多元融資框架逐漸形成,歐盟通過積極開展飛機外交有效保護了空客的市場 空間。A380 和 A350 兩種機型的研發標志著空客已經擁有了世界上最為先進的超大型客 機研制的技術實力,多國分工模式進一步強化。歐洲國家以更多元化的方式為空客提供融 資支持,其中包括通過區域多邊開發銀行——歐洲投資銀行提供資金支持。歐盟在 2004- 2019 年歐美補貼終端不斷升級的過程中積極維護空客公司,并利用國家經濟外交的力量 幫助空客拓展區外市場。21 世紀初,新興亞洲市場快速發展,成為空客與波音市場爭奪 的新戰場,歐洲國家積極開展“飛機外交”。根據環球時報,2003 年空客首次在交付量 上超越波音,占當年全球飛機交付量的 52%。根據新華網,2022 年空客的飛機訂單和交 付量里連續四年領先波音,主要系空客在中國市場上表現亮眼,交付量是波音的十倍以上, 空客正式走到民機行業頂峰。
1.2.4 前車之鑒:龐巴迪等后來者因缺少市場、產業鏈不完善無法 立足
龐巴迪公司靠 CRJ 支線系列脫穎而出,但因無訂單支持、研發成本巨大等因素 C 系 列被迫售出。龐巴迪公司于 1989 年啟動 CRJ 支線飛機項目,由于產品成本性能優勢與市 場競爭較小大獲成功。在此基礎上,公司啟動 C 系列飛機研發,其定位介于支線和干線之 間,100-150 座級產品與波音 737、空客 A320 重合,并同時與巴航工業 E 系列形成競爭,被迫“雙線作戰”。龐巴迪公司面臨三重壓力:1)波音空客的競爭策略;2)CRJ 項目業 務縮水導致營收下降,而 C 系列研發費用高,公司財務負擔加重;3)國際市場壁壘:進 入美國和南美市場時受到波音和巴西航空利益集團抵制。最終龐巴迪不得已出售 C 系列和 CRJ 系列飛機項目,退出商用飛機市場。
印尼的航空工業過度依賴國內資金政策補貼,沒有形成完善的產業鏈,最終在面臨國 內資金短缺、出口市場萎縮等情境下喪失競爭優勢。20 世紀 70 年代,印尼雖在技術基礎、 資本積累以及員工技術層次方面都十分薄弱,但時任國家研究技術部部長的哈比比仍堅持 發展航空制造業。新加坡、韓國、巴西和中國都是首先通過提供零部件制造與維修服務, 并且通過長期技術積累后,才進入整機組裝階段,最后再開始自主制造飛機。而印尼一開 始就先進入整機組裝階段。而后由于印尼國家政治經濟體制改革及亞洲金融危機等因素, 印尼飛機工業公司逐漸被沖垮。根據《高技術產業全球價值鏈研究》的分析:1)國內市 場:印度尼西亞的飛機制造工業長期無限制地依賴于政府的政策扶持,只有提高自身效率 并生產高質量、低價格的飛機,才能保住國內市場。2)國際市場:印尼航空制造業在發 展的初期階段,把出口的重心放在亞洲國家上,但近年來亞洲新興經濟體的飛機制造業發 展迅速,這些新興經濟體不僅能滿足國內的需求,而且還出口到其他亞洲國家,同印尼在 第三國市場上展開了激烈競爭。
1.3 我國:大飛機行業 C919 即將進入量產時代
1.3.1 大飛機背靠國家頂層設計與完整產業鏈支持
我國民用大飛機產業發展漫長曲折,先后經過測繪仿制、艱辛探索、以市場換技術、 重回自主研制四個階段,目前我國大飛機已具備批量生產能力,產業邁入加速期。1)測 繪仿制:參照蘇聯安—24 研制的運 7 飛機,分別于 1970 年、1984 年實現首飛、取得適 航證,中國民航開始使用國產飛機;2)艱辛探索:經過 1970-1980 十年探索,運十飛機 于 1980 年首飛,為航空工業積累了經驗與技術;3)用市場換技術:1985 年、1996 年 我國先后與美國麥道公司和空客公司合作,分別研發生產了 MD82/90、AE100,中國航 空工業初步掌握了干線飛機總裝、測試、試飛等技術;4)自主研制:2002 年后我國重回 自主研制之路,確定了“支線 ARJ21-窄體 C919-寬體 C929”三步走戰略。ARJ21 于 2014 年底取得中國民航局型號合格證,2017 年取得中國民航局生產許可(金麒麟分析師)證,目前已經正 式投入航線運營。C919 于 2017 年 5 月成功首飛,2022 年 9 月獲得型號合格證,2023 年 5 月圓滿完成首次商業飛行。
我國政府制定了明確的總體規劃與發展布局,通過政策支持等調動創新主體積極性, 支持我國大飛機產業“展翅高飛”。2006 年,大飛機項目成為重大專項;2021 年發布的 《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要》中明 確指出,要推動 C919 大型客機示范運營和 ARJ21 支線客機系列化發展。2024 年 7 月, 《上海市關于支持民用大飛機高端產業鏈發展 促進世界級民用航空產業集群建設的若干政 策措施》出臺,重點關注四大領域:1)結構大部段和復合材料子鏈:推動相關產品及材 料項目落地大飛機園,形成與大飛機總裝制造的“門對門”配套;2)機載系統子鏈:重 點推動機載系統、子系統及重點產品研制,強化機載系統研發、測試和集成能力,加快實 現取證裝機;3)發動機子鏈:重點推動民用航空發動機用原材料、鍛鑄件、元器件、核 心零部件及子系統、短艙等研發、制造、系統集成,加快構建綠色設計、智能制造、維修保障融合的批產配套體系;4)制造裝備子鏈:重點推動復材加工設備、檢測檢驗設備、 智能化總裝產線、新型工裝設備等研發制造,掌握大飛機零部件先進制造技術及工藝,協 同提升大飛機批產效率。
中國商飛是實施國家大型飛機重大專項中大型客機項目的主體。中國商飛成立于 2008 年 5 月 11 日,目前前三大股東國資委、上海國盛、中航工業分別持股 49.8%、 20.9%、10.0%;股東涵蓋中國鋁業、寶物特鋼、中國建材,支撐商飛進行飛機研制制造。 商飛旗下子公司涵蓋飛機客戶服務、工業制造,具有產業鏈掌控能力。據航空產業網,商 飛董事長于 2024 年 5 月出訪賽峰發動機,賽峰表示將全力以赴支持商飛 C919 產能爬坡, 此次出訪或為后續 C919 量產做準備。
1.3.2 民機研制漸成體系,C919 即將批量交付
目前,ARJ21 已進入批產階段;C919 逐漸進行訂單交付,批產在即;C929 項目進 入詳細設計階段。中國商飛于 2017 年獲得 ARJ21 生產許可證,根據商飛官網,CRJ21 已進入批產階段,目前累計交付 127 架。C919 于 2022 年取得型號合格證和首機交付, 截至 2024 年 8 月已交付 7 架。C929 項目正按當初設計穩步推進中,據上海航空器適航 審定中心副主任、C919 型飛機型號合格審定審查組組長揭裕文披露,中國商飛正開展 C929 適航申請前的相關工作,預計年底向民航局提出型號合格申請。根據商飛官網, C929 寬體客機將拓展至 280 座,航程 12000 公里,主體結構復合材料使用將占 50%以 上,碳排放預計降低 60%。
商飛形成民機產業鏈,上海與商飛共同建設“一園一谷”,緊抓大飛機批產提速和規 模化系列化發展機遇,預計 C919 在 5 年內年產能規劃將達到 150 架/年。上海積極進行 產業園建設與布局,目前已建設浦東、閔行、臨港產業集聚區,分別打造研發高地、機載 系統研發高地、總裝制造高地與航空發動機制造高地。2019 年起,上海與中國商飛共同 建設大飛機創新谷,打通創新鏈;打造大飛機產業園,對標法國圖盧茲航空谷。根據航空 工業官方信息,C919 大型客機批生產條件能力(二期)建設項目落地上海市浦東新區, 總建筑面積約為 33 萬平方米,包含總部裝廠房、零件總庫和停機坪等設施。項目建成將 全面提升 C919 生產能力,滿足大型客機未來批量化生產需求,商飛計劃未來 C919 總體 年產能提高到 150 架,極大提升訂單履行能力和市場競爭力。當前 C919 在基本型的基礎 上不斷推出改型,或在技術與量產方面較為成熟,預計近兩年處于 C919 產能快速爬坡期, 產業鏈有望受益。
C919 兼具性能優勢和價格優勢,截至目前確認及意向訂單等累計 1761 架,批量交 付后有望逐步打開國內外市場。根據維基百科,目前 C919 累計訂單達 1761 架,其中確 認訂單 808 架,占總數 45.9%;意向/諒解備忘錄 593 架,占總數 33.7%。南航、東航、 國航是目前 C919 訂單量最大的客戶,分別訂購 120、105、100 架飛機。2023 年 9 月, 東航下單 100 架 C919,今年 4 月,南航、國航相繼下單 100 架,三大航司訂單預計于 2024-2031 年期間分批交付。根據人民網,與波音 737MAX 系列和空客 A320 系列飛機 相比,C919 在性能參數相差不大的前提下價格較低,具有較高性價比。C919 預計進入量 產階段,依托國內市場的增量需求,隨著我國研發制造能力的不斷提升,商飛有望成為全 球民機行業破局者。
1.4 三大因素鑄就行業高壁壘,國產大飛機有望破局
壁壘一:研發成本高規模效應顯著,受市場容量影響新機型盈虧平衡難。根據《民航 大飛機制造業進入壁壘及競爭行為分析》,20 世紀 70 年代,道格拉斯公司和洛克希德公 司幾乎在同時啟動了 DC-10 和 L-1011 飛機的開發,并先后在 1971 和 1972 年交付使用, 交付量均達上百架仍未達到盈虧平衡點。根據《國際民用航空制造業的發展路徑》,飛機 制造公司每開發一個機型,通常情況下需要售出 300 架以上才能達到盈虧平衡點。按照每 架飛機平均億元計算,要實現盈虧平衡需要達到營業收入億元水平。根據商飛預測,我國 將成為全球最大單一航空市場,C919 在手訂單充足。根據商飛預測,預計到 2042 年, 中國航空市場將擁有 9969 架客機,其中單通道噴氣客機 7126 架,雙通道噴氣客機 1926 架,噴氣支線客機 917 架。中國航空市場將成為全球最大單一航空市場,引領未來全球航 空市場增長。截至目前 C919 確認及意向訂單等累計 1761 架。
壁壘二:大飛機系統集成復雜,供應鏈整合能力要求高。以波音制造的 B-747 為例, 整個產線由約 1500 個大型企業,15000 個中小企業提供超過 400 萬個分系統或零部件, 供應商跨域 65 個國家。大飛機制造業是極為復雜的系統集成產業,涉及數千家供應商和 數百萬零部件,行業早期進入者已經積累了一定的專利、人才和生產經驗,產品經過市場 考驗,在技術上成熟度更高,因此議價能力更高。商飛已建立起圍繞“主制造商-供應商” 模式下的三類供應商體系(I 類供應商、II 類供應商、III 類供應商)。根據供應商的研制 能力,C919 機體部件主要由國內供應商承制,包括雷達罩、機頭、機身、機翼等等。對 于發動機及主要機載系統,則要求國外供應商同國內相關企業開展合資或合作,以期提升 國產比例。
壁壘三:存在政策及貿易壁壘,國外適航證取證難度提升。適航條款及取證難度增加 對民航客機進入市場的時效性和成本造成不利影響。1975 年蘇聯研制的伊爾-76 沒有獲 得歐美民航當局的適航認證,無法獲取民用航空主流市場的認可,只能放棄進軍民航市場, 用作軍用運輸機。國產大飛機發動機、分系統集成商和機載設備供應商均為全球行業巨頭, 產品有較強的說服力,對于國產大飛機進入國際市場有推動作用。中美雙方簽訂適航互認 協議范圍或有逐步放開趨勢。2017 年 10 月 17 日,基于中美《雙邊航空安全協議》 (BASA)的《適航實施程序》(IPA)正式生效,兩國民航產品全面對等互認,內容涵蓋適航 審定在設計批準、生產監督活動、出口適航批準、設計批準證后活動及技術支持等方面的 合作。根據新聞報道,民航上海審定中心主任顧新稱商飛已經為 C919 向歐洲航空安全局 提出適航申請,為潛在出口訂單布局準備。2024 年 5 月中歐航空安全年會召開,會上就 推進中歐民航適航審定領域合作等事項進行友好協商。8 月 10 日據中國香港《南華早 報》,歐盟監管機構在對 C919 客機進行實地認證考察后,“歐盟航空安全局(EASA) 代表團給予積極反饋”,歐盟 C919 飛機適航審定或將提速。
2 國內外需求維持高景氣,百億藍海市場蓄勢待發
2.1 全球:航空市場維持高景氣度
根據中國商飛預測,全球噴氣客機機隊年均增長率 4.0%,到 2042 年底全球客機數 量達到 48455 架,機隊規模同比 2023 年增長 119.9%。根據中國商飛預測,2023- 2042 年全球航空旅客周轉量將保持 3.8%的增速,到 2042 年達到 20.2 萬億客公里;全 球噴氣客機機隊年均增長率 4.0%;全球將有 43644 架新客機交付(年均交付 2182 架), 17217 架客機退役(占目前現役客機機隊的 78.2%),到 2042 年底全球客機數量達到 48455 架。從機型占比來看,到 2042 年,單通道噴氣客機機隊占全球的比例依然最高, 為 73.7%。
全球市場空間:根據中國商飛預測,預計 2023-2042 年,全球新增客機價值空間約 為 6.5 萬億美元。根據商飛預測,未來 20 年,受到現役機隊的更換需求及航空市場新增 需求的推動,2023-2042 年,全球預計將有 43644 架噴氣客機交付,總價值將近 6.5 萬 億美元(折合平均單價 1.49 億美元/架)。73.9%的客機為單通道噴氣客機,16.8%為雙 通道噴氣客機,9.3%為渦扇支線客機;根據價值量劃分,單通道噴氣客機占比 60.0%, 雙通道噴氣客機所占比例為 36.8%,渦扇支線客機僅占 3.2%。
2.2 國產替代:我國民航市場空間廣闊?
2.2.1 我國預計未來二十年成就萬億美元航空市場
中國航空市場將成為全球航空重要增長引擎,預計 2023-2042 將有約 9171 架新機 交付,價值約 1.4 萬億美元,約占全球新機交付價值總量的 21.8%。根據中國商飛發布的 《中國商飛公司市場預測年報 2023-2042》,2023-2042 年全球預計將有約 48455 架新 機交付,價值約 6.5 萬億美元,中國的航空公司將接收其中的 9171 架新機,市場價值約1.4 萬億美元。到 2042 年,中國占全球客機機隊規模將達到 9969 架,其規模占全球機隊 比例的 20.6%。隨著國產民機的持續投入市場和區域運力供給的優化,將有力促進中國從 民航大國轉變為民航強國,進入發展質量提升和格局拓展的新階段。
根據商飛、空客及波音預測年報,預計我國客機交付未來二十年將實現萬億美元市場。 1)量:根據商飛、空客及波音發布的預測年報進行平均測算,平均來看我國未來二十年 交付新機中單通道噴氣客機、雙通道噴氣客機及渦扇支線客機數分別達 6980、1537 及 624 架;2)價:根據商飛預測年報,單通道噴氣客機、雙通道噴氣客機及渦扇支線客機 單價分別為 1.21、3.26、0.51 億元/架。
2.2.2 全球民航供需缺口逐漸拉大,商飛有望成為第三大供應商
受供應鏈零部件短缺影響,波音與空客供需缺口逐步拉大。受地緣政治、勞動力短缺 等因素影響,全球航空業零部件短缺和交貨延遲等供應鏈問題頻出,2020 年后航空運力 復蘇速度無法匹配需求恢復程度,波音與空客供需缺口逐漸拉大。2023 年波音新增飛機 需求達 1314 架,交付量為 524 架;空客新增飛機需求達 2094 架,交付量為 735 架。
十年后各大航司將陸續退出老舊機型,C919 有望填補機隊空白。根據國內三大航司 公司官網,目前國內機隊平均機齡約為 9 年,其中 C919 競爭機型 A320 系列三大航司平 均機齡分別為 9.15 年、9.1 年、9.3 年;B737 系列三大航司平均機齡分別為 10.23 年, 9.1 年,10.2 年。根據中國民用航空網,一般情況下常見機型的使用年限一般在 25-30 年 之間,使用超過 15 年的飛機為高齡飛機,報廢年齡飛機將被直接拆解,未報廢高齡飛機 可能會轉賣給租賃公司或其他國家地方航司。考慮到各大航司訂單采購時間跨度,預計各 大航司將于十年后陸續對老舊飛機進行替換,十五年后到達替換高潮,國產大飛機有望填 補此部分空白。
C919 接連獲南航、國航大訂單,2024 年或成國產大飛機全面量產元年。國內訂單 方面,中國商飛已經獲得國內數家大航司大訂單,東航于 23 年 9 月增訂 100 架 C919 系 列飛機,單價 0.99 億美元;國航、南航于 24 年 4 月也宣布訂購 100 架 C919 系列飛機。 假設 2023-2042 年,窄體客機在機隊中的占比保持不變,中國新增 6451 架單通道客機, 全球新增 32253 架單通道客機。根據中國商飛的目錄價格,C919 基本型的公開市場報價為每架 0.99 億美元,增程型為每架 1.08 億美元,假設 C919 均價約 1 億美元,則對 C919 未來二十年的市場空間進行彈性測算,C919 中國市占率分別達到 20%/30%/40% 情況下,年均市場空間可達 81.3/121.9/162.5 億美元;C919 全球市占率分別達到 5%/10%/15%情況下,年均市場空間可達 70.6/141.2/211.8 億美元。
2.3 大飛機產業鏈完善,涉及領域眾多
在當前的全球航空制造業中,主制造商-供應商模式已成為行業標準,“主制造商-供 應商”運作模式是中國商飛順勢而為的必然選擇。根據供應商的研制能力,C919 機體部 件主要由國內供應商承制,包括雷達罩、機頭、機身、機翼等等。對于發動機及主要機載 系統,則要求國外供應商同國內相關企業開展合資或合作,以期提升國產比例。一是戰略 合作伙伴關系:主要是飛機動力裝置,為飛機發動機提供型號平臺,發動機也將直接影響 飛機型號成功與否,這種戰略合作伙伴關系是“主供模式”的頂層關系。二是風險合作伙 伴關系:主要是關鍵性系統,比如航電、飛控、起落架等。無錫雷華與美國柯林斯合資, 參與研制 C919 的通訊導航設備;又比如鴻飛公司是中航工業 618 所與霍尼韋爾公司成立 的合資企業,負責提供 C919 飛控系統產品。風險合作伙伴關系一般要求供應商承擔部分 研發費用。三是一般供應商:不參與飛機研制,只提供成熟貨架產品,如原材料、標準件 等。有些產品會根據飛機總體要求做細微更改,如小的定制結構件等。
大飛機產業鏈長、涉及領域廣,主要由研發設計—整機制造—營運使用三部分構成。 從價值鏈看,從研發設計到售后服務的一系列環節構成價值“微笑曲線”。上游研發環節 技術壁壘高,投資大,質量控制嚴格,成熟大型客機的研發和測試通常需要數年甚至數十 年的時間;整機在制造環節可以拆分為機體制造、發動機、機載設備和其他,是整個產業 鏈的核心部分;運營使用環節主要針對機場的建設、空管、地勤等服務環節,還包括一些 延伸而來的衍生服務。隨著大飛機行業逐步成熟并投入商業運營,產業鏈相關企業將顯著 受益,對電子工業、數控機床、鍛造、冶金、復合材料、通用部件、儀器儀表等廣泛下游 領域帶來較大需求拉動。
國內市場:商飛集團主導國產大飛機產業鏈,航發主導國產發動機產業鏈,各級供應 商競爭格局穩定。國產大飛機產業鏈主要由五個環節組成,分別是上游原材料與元器件、 中游分系統、下游整機制造和維修保障。大飛機總裝以商飛為主,民用航發制造以航發商 發為主。
3 發動機:價值量占比高,關注長江系列發動機國 產替代
3.1 總裝:市場集中度高,國產民用航發蓄勢待發
國際航空發動機產業鏈呈金子塔格局,塔尖的總裝企業處于壟斷地位,對整條產業鏈 產生輻射影響。整機制造商主要負責整體設計,控制發動機的核心技術,同時還負責發動 機的總裝集成、客戶銷售、后續維護保養等環節。整機制造商攫取航空發動機 70%的附加 值,具有較大的話語權,影響力輻射整條產業鏈。在全球范圍內,以 GE、RR、PW、 SAFRAN 為首的歐美少數幾家頭部企業瓜分市場近九成份額。他們憑借先發優勢以及深厚 的發動機獨立研制能力,牢牢控制全球大型航空發動機的核心技術研發、銷售及客戶服務 等全部市場。在我國航發產業鏈由航發集團主導,航發商發為民用領域主力軍。
(一)國外市場:市場集中度高,GE、RR、PW 三大廠商占據 90%市場
GE、RR、PW 三大廠商及其合資公司占據全球民航發動機 90%市場,其中 CFM 獨 占窄體客機 70%以上份額,GE 與 RR 兩強爭霸寬體客機市場。根據《Commercial Engines 2023》的數據,美國通用電氣(GE)、普拉特·惠特尼(PW)、英國羅爾斯·羅 伊斯(RR),以及由上述三家公司分別或共同創立的合資公司 CFM(Safran/GE)、IAE (RR/PW)、EA(GE/PW)共六家公司,占據民航發動機市場份額 90%以上。在窄體客 機航發市場,CFM 國際公司的 LEAP 系列發動機,因其具有優異的燃油經濟性,在市場上 具有不可動搖的地位,是波音和空客兩大飛機制造企業交付和訂單數量最多的供應商;在 寬體客機航發市場,GE 與 RR 兩家公司不分伯仲,呈現出兩強爭霸的格局,GE 市場份額 目前領先,占據將近一半的存量市場。
(二)國內市場:民用航發領域蓄勢待發
大飛機工程的實施為我國大涵道比渦扇發動機的研制帶來了歷史機遇,國產商用大飛 機發動機“CJ1000A”仍在研制路上。國內巨大的民用航空發動機市場全部被國外產品 壟斷,即使國內研制的民用機型,也選用國外的發動機。GE、普惠、羅羅、賽峰等企業持 續保持行業寡頭壟斷的發展格局,其中,C919 的發動機采用 CFM 國際的 LEAP-1C 發動 機;新舟 60 采用的是加拿大普惠公司的 PW127J 渦漿發動機;ARJ21 采用的是 GE 公司 的 CF34-10A 發動機。首先,大飛機工程將為國產大涵道比渦扇發動機帶來基本的需求保 障;其次,大飛機工程為國內航空發動機企業的國際合作創造了有利條件;最后,大飛機 工程為國產大涵道比渦扇發動機的研制帶來前所未有的關注和支持。國務院在批準大飛機 工程立項的同時就明確了開展國產大飛機發動機研制。2009 年,中航工業商用發動機公 司成立(現已更名為“中國航發商用航空發動機有限責任公司”),作為大型客機發動機 項目的責任主體和總承制單位,重點推進長江發動機 CJ-1000A 項目。
3.2 航發控制系統:航發核心子系統,航空發動機的“大腦”?
航空發動機控制系統是發動機的“中樞神經“和”大腦“,控制系統的優劣直接關系 到航空發動機的性能和可靠性。發動機控制系統負責將飛行員的控制指令準確傳達到發動 機相關機構,實現對發動機的精確控制,保證發動機安全、可靠、穩定的工作,并獲得最 佳性能,對于發動機以及飛機的穩定運行起著至關重要的作用。航發控制系統主要由電子 控制器、燃油泵、燃油控制器、限制器、執行元件、測量元件、燃油噴嘴和控制閥門等部 件構成。
發動機控制系統經歷了從機械液壓式到數字電子式發展的過程。全權限數字式發動機 控制系統(FADEC)為當前先進軍、民用航空發動機所使用的標準控制系統。在 FADEC 系統中,發動機電子控制器 EEC 或電子控制系統 ECU 是它的核心,所有控制計算由計算 機進行,然后通過電液伺服機構將控制指令轉化為液壓機械裝置及各個活門、作動器的動 作,從而實現對發動機硬件狀態的調節。我國從 80 年代初進行了研究,掌握了機械液壓 控制、液壓備份、模擬控制等相關技術,并在數字控制、數字全權限電子控制等領域取得 了重大突破。未來航空發動機控制系統將向著輕量化、高速化、大負荷、長壽命、高可靠 性、適應復雜環境要求的方向發展。
全球發動機控制系統行業內競爭日益激烈,行業整合趨勢明顯。由于發動機控制系統 生產廠商的下游客戶縱向一體化水平不斷提升,業務逐步向上實現垂直整合,中小控制器 件制造商面臨銷售風險。目前電子控制系統的主要廠商有法國的賽峰集團、英國航空航天系統公司、FADEC International、美國的漢密爾頓標準公司、俄羅斯的 UEC-Star 等, 其他控制器件的制造商主要有美國的沃德伍德、伊頓,以及東南亞的多家代工廠商。 FADEC International 是由英國宇航系統公司和賽峰集團的合資企業,目前為 A320、 A330、A380、B737MAX、C919 和 B777X 等飛機提供相關產品,產品應用覆蓋波音、 空客和商飛。
國內行業競爭格局穩定,航發控制與 614 所“軟硬”結合,占據市場壟斷地位。航發 控制與 614 所同為中國航發集團直屬單位。614 所作為國內 FADEC 系統研制的主力軍, 主要從事發動機控制系統中的軟件、電子等研制生產工作,承擔了絕大部分國家重點型號、 批產及預研任務,質地優良、盈利能力強,在軍工資產證券化,科研院所加快改制的大背 景下,614 所作為試點單位,未來存在資產證券化空間。航發控制主要從事發動機控制系 統中的機械液壓執行機構核心部件的研制生產工作,與 614 所的產品構成一個完整的控制 系統,優勢互補,合作緊密。根據公司公告,國內民機方面,航發控制是發動機控制系統 核心機械液壓關鍵執行機構供應商,緊跟主機廠研制進度計劃,確保完成型號研制和適航 試驗等任務。另外國內一部分新興民營企業正試圖開辟市場,包括晨曦航空等,在部分航 空發動機控制系統的部組件上具備一定的研制生產能力。隨著民營企業的進入,航空發動 機市場競爭活力也將得到加強。
3.3 重點公司推薦:航宇科技/航亞科技深度參與長江系列發 動機研制?
(一)航宇科技——航發環鍛件優質民企,長江系列發動機環鍛件主要研制單位
公司是國內航發環鍛件主要研制單位之一,也是全球商用航發機匣及環鍛件亞太區主 要供應商之一。公司產品覆蓋航空、航天、燃氣輪機及能源鍛件,核心產品應用主機型號 包括波音 737/747/777、空客 A320 等主流機型。2023 年公司實現營收 21.0 億元 (yoy+44.7%),實現歸母凈利潤 1.9 億元(yoy+1.2%)。根據公司公告,目前 C919 使用的 Leap-1C 發動機,公司是該型號發動機環鍛件主要供應商之一,同時也是國產航 空發動機 CJ1000/2000 環鍛件的核心研制單位。公司將受益于短期 LEAP 發動機放量及 長期長江系列發動機國產替代。
(二)航亞科技——航發精鍛葉片優質民企
公司是航發精鍛葉片優質民企,基于 LEAP 發動機精鍛葉片起家。公司目前產品覆蓋 LEAP 系列發動機、GE90、CFM56 系列等,應用于波音 737、空客 A320 等主流機型。 2023 年公司實現營收 5.44 億元(yoy+49.93%),實現歸母凈利潤 0.90 億 元 (yoy+349.61%)。根據公司公告,公司積極參與商發長江系列發動機冷端關鍵零部件、 高低壓新材料渦輪盤組件、CJ1000/2000 壓氣機高壓轉子葉片等研制,有助于提升長江 系列壓氣機葉片產品技術及工程化、產業化。
4 機體結構:國產化程度較高,關注價值量高環節 核心配套商
4.1 原材料:一代飛機,一代材料,關注核心材料國產替代
“一代飛機,一代材料”。從航空歷史的發展可見,從第四代飛機開始,以輕質鋁合 金為主導,輔以鈦合金和復合材料,第五代飛機則以復合材料為主導,輔以鋁合金和鈦合 金材料。波音 787 和空客 A350 使用復合材料比例均超 50%。飛機上使用的復合材料主 要是碳纖維增強樹脂基復合材料,碳纖維比鋁要輕,比鋼要硬,采用復合材料可以明顯減 輕飛機的結構質量,提高飛機的綜合性能。目前,國產大飛機主要有三款,ARJ21 和 C919 已經實現航線商業運營,C929 寬體客機正在研發。ARJ21 飛機復材占比僅為 2%, C919 飛機復材占比達到 12%,預計 C929 飛機的復材占比將達到 51%。
C919 以鋁合金為主導,C929 將以復合材料為主導。C919 在中央翼、機翼、機身等 主承力部段上使用了經 ARJ21 飛機成功驗證的鋁合金等成熟材料,在尾翼、后機身和襟 縫翼上使用了復合材料,特別是在尾翼盒段和后機身前段上使用了國外先進的第三代中模 高強碳纖維復合材料,在機身蒙皮和長桁結構中使用了第三代鋁鋰合金,可使飛機鋁合金 零部件質量減輕 14%-30%,減重可使得每年飛機飛行費用減少 2.2%以上。
C919 機身材料目前仍依賴進口,部分實現國產化。目前 C919 機身材料主要系進口, 供應商包括美鋁、美國奧克寧科公司、維斯伯-蒂銳、東麗等。國產材料供應商方面,1) 鋁合金:中國鋁業投資近 20 億建設了 C919 大客機等項目配套的鋁合金厚板生產線,用 于批量生產機翼、尾翼和壁板,目前西南鋁業已實現向 C919 客機批量供應鋁合金鍛件。 此外,南山鋁業也是國產大飛機 C919 項目的航空板主要供應商之一;2)鈦合金:寶鈦 是 C919 大飛機項目的鈦合金材料供應商之一,產品通過了波音、空客、羅羅等多家航司 質量體系和產品認證的企業;為滿足 C919 大飛機用鈦材需要,西部超導定增募資 10 億 元,用于 航空用特種鈦合金擴能技改項目等;3)復合材料:中復神鷹、長盛科技相關產 品已通過商飛 PCD 預批準;中航高科已完成 C919、C929 項目材料方面的研發,正在驗 證過程中;光威復材碳纖維等產品也應用于 C919。
4.1.1 金屬材料:性能不斷提升
(一)鋁合金:鋁鋰合金首次應用于民機機身,主要受益于國產替代提升
C919 機體使用量最大的是高性能鋁合金材料,約占總重量的 70%。C919 客機大規 模采用了第三代鋁鋰合金,在同等承載的條件下,比常規鋁合金輕 5%以上,因此實現了 比波音 737、空客 A320 等同座級機型減重 5%-10%的目標。截止目前,鋁合金仍然是使用量最多的航空材料,但隨著復合材料應用推廣,逐漸成為波音及空客新機型使用量最大 的材料。國際上,以波音和空客為代表的大型航空公司每年都要消費大量的鋁合金厚板, 例如,A340 飛機結構件 76.5%是鋁合金材料,主要是鋁合金厚板,其中航空鋁材主要以 2XXX 和 7XXX 系列為主。
C919 上使用的鋁鋰合金為首次運用于民機行業。C919 前機身蒙皮、機頭蒙皮、中機 身蒙皮、中后機身蒙皮是用鋁-鋰合金厚板制造,前機身長桁、機頭長桁、中機身長桁與地 板梁、支柱、座椅導軌與中后機身的長桁是用鋁-鋰合金擠壓材等制造的。C919 用的常用 鋁-鋰合金有 3 種,分別為 2196、2198、2099。C919 使用鋁鋰合金均來自美國鋁業,我 國主要由中南大學、西南鋁業等率先研制。 未來二十年我國民用飛機鋁鋰合金需求總量約為 34 萬噸。根據航空工業發布的《中國 商飛公司 2023-2042 年民用飛機市場預測年報》,2023-2042 年我國民航客機機隊規模和 需求為:寬體干線飛機 1822 架,窄體干線飛機 6451 架,支線飛機 898 架,共計 9171 架, 考慮飛機結構重量占比為 0.5,根據《先進鋁鋰合金的發展及應用》數據顯示,假設未來雙 通道客機、單通道客機以及支線客機飛機機體結構鋁鋰合金平均為 9%。基于此,最終折算 出未來二十年民用飛機鋁鋰合金需求總量為 34 萬噸。
(二)鈦合金:機體結構重要原材料,受益于國產替代及機身占比提升
鈦合金因其優異性能成為飛機機體結構和發動機的重要原材料,鈦合金用量占機體結 構重量比為 20%~25%。鈦合金具備密度低、比強度高、耐蝕性好、導熱率低等特點讓 其廣泛的應用于飛機結構件(如蒙皮、管材零件、緊固件、各種鈑金件和承力構件等)和 發動機(如壓氣盤、靜葉片、動葉片、機殼、燃燒室外殼、排氣機構外殼、中心體、噴氣 管、壓氣機葉片、輪盤和機匣等零件)等部位。作為飛機機體結構和飛機發動機的主要結 構材料之一,鈦合金的應用水平是衡量飛機選材先進程度的重要標志之一,是影響飛機戰 術性能的一個重要方面。
由于高端鈦合金行業具有較高的資質和技術壁壘,國內高端鈦合金生產商較少,寶鈦股 份、西部超導和西部材料市場占比較高。從產品形態來看,公司產品集中在板材、管材,西 部超導、西安賽特與金天鈦業集中在棒材、絲材,寶鈦股份在板材、管材、棒材與絲材領域 均有布局;從下游應用來看,公司產品應用于航空、航天、航海、兵器、能源、化工、冶金、 醫療、體育、建筑等領域,寶鈦股份是中國最大的鈦及鈦合金生產、科研基地,主導產品鈦 材年產量位居世界同類企業前列,鈦材產品種類齊全,應用領域廣泛,金天鈦業與西部超導 主要專注于航空航天、艦船及兵器等領域,西安賽特專注于航空與生物醫用。其中,根據公 司公告,西部超導生產的鈦合金棒材應用于 C919 的大型承力結構件的研制;金天鈦業已有 兩款產品應用于國家重要飛機新型號,并與中國商飛簽署戰略合作協議,現有市場份額不斷 擴大。國外鈦合金生產企業主要有美國阿勒格尼技術公司(ATI)、美國鈦金屬公司 (TIMET)、俄羅斯阿維斯瑪鎂鈦聯合企業(VSMPO-AVISMA)、日本東邦鈦公司和住友 公司尼崎分公司。
未來二十年民用飛機鈦材需求總量為 91.7 萬噸,其中發動機用鈦材 17.51 萬噸,機體 結構用鈦材 74.15 萬噸。根據《中國商飛公司 2023-2042 年民用飛機市場預測年報》 2023-2042 年我國民航客機機隊規模和需求為:寬體干線飛機 1822 架,窄體干線飛機 6451 架,支線飛機 898 架,共計 9171 架,考慮飛機結構重量占比為 0.5,根據前瞻數據 顯示,雙通道客機、單通道客機以及支線客機飛機機體結構鈦含量平均為 15%、10%、5%, 民用客機發動機使用壽命長十年內不考慮換發。基于此,最終折算出未來二十年民用飛機鈦 材需求總量為 91.7 萬噸,其中發動機用鈦材 17.51 萬噸,機體結構用鈦材 74.15 萬噸。
4.1.2 復合材料:機體占比大幅提升
航空復合材料主要分為四類,其中碳纖維-樹脂基復合材料(簡稱 CFRP)因性能優異 應用最廣泛。根據美國航空航天局(NASA)的劃分,航空航天所使用的各種先進復合材料 按基體分類可分為樹脂基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料以及碳/碳復合材 料等四種,根據其性能差異使用場景不同。在航空航天具體設計及制造中,目前與未來很 長一段時間的使用主流是碳纖維-樹脂基復合材料(簡稱 CFRP),并在此基礎上發展結構 /功能一體化和智能結構復合材料,以滿足新型空天飛行器的需求。
與傳統材料相比,碳纖維復合材料具有低密度、高強度、比模量高、耐高溫腐蝕的特 點,是應用于航空航天領域的理想材料。碳纖維復合材料相比傳統材料最大的優勢是其在 具有所需強度的前提下具有最高的比模量,結構減重首先選用彈性模量最高的材料,也是 碳纖維分代的依據,所以 T300(模量 230GPa)是第 1 代,T800(模量 294GPa)是第 2 代,T1100(模量 324GPa)是第 3 代。
碳纖維復合材料具有“結構-功能”一體化,同樣的材料重量既可實現結構性能,又 能實現所需的減振降噪等功能。碳纖維復合材料不僅應用于機身,也逐漸成為噴氣飛機發 動機、渦輪發動機、渦輪的主要結構材料。此外,飛機的抗氧化碳-碳鼻錐帽和機翼前緣、 超音速飛機的剎車片等都使用碳纖維復合材料。航空器對于減重有強烈的需求,主要依托 于新型及改進型材料發展,根據《航空航天材料發展現狀及前景》,同鋁合金相比,用碳 纖維復合材料制造的飛機結構,減重效果可達 20%~40%。商用運輸機每減重一磅,節 約 800 萬美元的經濟效益。
碳纖維復材在民機的應用部位增多、占比上升,國產大飛機上的主承力結構主要采用 T800 級材料,次承力結構主要采用 T300 級材料。復合材料在民機的應用經歷從前緣、 口蓋、整流罩、擾流板等非承力部件擴大到次承力部件如升降舵、方向舵、垂尾、平尾等。 2000 年以后碳纖維復合材料逐漸作為主承力構件應用在客機上,其重量占比也開始逐步 提升,A380 的比例為 25%,而最新的 B787 和 A350,復合材料的使用比例達到 50%左 右。復合材料在民機中的使用比例不斷提升,標志著復材已成為未來民機結構的主要發展 方向。
國產碳纖維已實現工藝技術的突破,產品性能對標國際先進企業。產品種類方面,中 復神鷹、光威復材及恒神股份的碳纖維產品種類基本相當,基本實現了對 T300 級至 T1000 級、M40 級別的產品覆蓋,中簡科技未生產 T300 級產品;生產技術方面,中復 神鷹在國內突破 T700 級、T800 級、T1000 級干噴濕紡核心技術,在干噴濕紡碳纖維的 技術成熟度方面具有一定優勢;光威復材、恒神股份過往以濕法碳纖維為主,近年來逐漸 突破了干噴濕紡工藝技術,開發了 T700、T800 級及 T1000 級干噴濕紡產品并陸續推出 市場,目前已形成批量化的干噴濕紡產品市場銷售;中簡科技主要生產濕法碳纖維。在 T800 級及以上的同級別產品性能方面,較采用干噴濕紡工藝的同級別產品的拉伸強度方 面性能較低。
未來二十年民用飛機復合材料悲觀假設需求總量為 8.77 萬噸,中觀假設復合材料需 求總量為 26.31 萬噸,樂觀假設復合材料需求總量為 43.84 萬噸。根據《中國商飛公司 2023-2042 年民用飛機市場預測年報》2023-2042 年我國民航客機機隊規模和需求為: 寬體干線飛機 1822 架,窄體干線飛機 6451 架,支線飛機 898 架,共計 9171 架,考慮 飛機結構重量占比為 0.5,考慮到復合材料成材率 70%,假設復合材料在雙通道客機、單 通道客機以及支線客機飛機機體結構悲觀、中觀、樂觀占比平均為 10%、30%、50%。 基于此,最終折算出未來二十年民用飛機復合材料悲觀假設需求總量為 8.77 萬噸,未來 二十年民用飛機中觀假設復合材料需求總量為 26.31 萬噸,未來二十年民用飛機樂觀假設 復合材料需求總量為 43.84 萬噸。
4.2 零部件/結構件:國產化程度高,航空工業集團主導
飛機制造業通常采取“整機制造商——多級供應商”的制造模式。通常,大飛機制造 是指飛機機體零構件制造、部件裝配和整機總裝等過程。產業鏈的第一級為整機制造商, 主要從事產品設計、總裝制造、市場營銷、客戶服務和適航取證環節;第二級為關鍵航空 子系統制造商,所提供的子系統包括機體、發動機、航空電子等主要機載設備;第三級主 要包括眾多為產業鏈上層的整機與子系統制造商提供零部件與材料的供應商。
機體結構部分的價值約占飛機總價值的 30%-35%。機體制造技術的優劣主要由機翼 整體壁板噴丸成形技術、裝配與連接技術、大型整體結構件制造技術、精密鈑金件制造技 術和先進復合材料結構制造技術等決定。因此,大飛機制造技術在加工難度、精度、質量 和可靠性等方面要求都遠高于一般的機械制造技術,主要體現在加工方法多樣、裝配和安 裝工作量大、工藝裝備復雜以及高度的柔性和應變能力等方面。
蒙皮是飛機機體結構的重要組成部分,用于形成飛機的氣動外形,加工工藝要求高。 根據《金屬加工》,蒙皮是決定飛機疲勞壽命的主承載零件,占機身面積的 80%,重量的 21%。根據零部件不同部位受力情況不同,可通過在應力不同的部位采用不同厚度的蒙皮, 在降低飛機重量的同時保證結構件質量。飛機蒙皮是高價值超薄零件,單件價值高達上百 萬元。根據三角防務可轉債說明書,預計飛機蒙皮業務毛利率將達 64.22%。常見的蒙皮 加工工藝有化學銑加工與蒙皮鏡像銑加工,由于鏡像銑加工效率精度高、化學污染小,將 逐漸替代化學銑加工。
航空工業下屬多家單位參與機體結構環節,國產化程度較高。C919 研制過程中,航 空工業所屬中航西飛、成飛民機、沈飛民機、洪都等承擔了 C919 飛機的機頭、機身、機 翼、翼身整流罩、吊掛等絕大部分機體結構件的研制工作。三角防務、鉑力特、愛樂達等 民參軍企業作為有效補充,其中西安三角防務大飛機大部段項目簽約入駐上海臨港新片區 大飛機產業園,子公司上海三角航空開展國產大飛機零部件裝配業務。
4.3 重點公司推薦:
4.3.1 部件:中航西飛參與核心部件研制,產品價值量高?
(一)中航西飛——國內大中型軍民用飛機總裝標的
公司作為 C919 大型客機的主要機體結構供應商,公司未來業績有望受益于民機 深度配套。公司 2023 年實現營收 403.01 億元,同比增長 7.01%;2023 年實現歸母 凈利潤 8.6 億元,同比增長 64.5%。在民用大飛機領域,公司承擔了新舟系列、 C919、AG600、ARJ21 飛機的機身、機翼等關鍵核心部件研制工作,也是上述機型 的最大機體結構供應商。根據公司公告,公司承擔了 C919 機體結構中設計最復雜、制造難度最大外翼翼盒等多個零部件的研制和生產任務,任務量約占到整個機體結構 的 50%。機體結構是 C919 的核心部件,根據《打造并拓展中國大飛機產業鏈》,價 值量占比約為大飛機整體價值的 30%-35%。
4.3.2 鍛造:三角防務/中航重機深度參與 C919 機體鍛造環節
(一)三角防務——航空鍛件核心供應商,新成立子公司助力大飛機提速批產
航空鍛造領域核心公司,核心產品為航空鍛件,主要用于制造飛機機身結構件及航空 發動機盤件。公司目前的主要產品為航空、航天和船舶領域的鍛件產品。在航空領域,公 司為我國軍用和民用飛機提供包括關鍵的結構件和發動機盤件在內的各類大型模鍛件和自 由鍛件。1)2023 年公司技術研發在立足現有型號訂貨的基礎上,針對各飛機和發動機設 計單位的在研、預研型號,積極開展新材料和新工藝技術儲備,積極開拓新產品市場,繼 續全面推進軍品、民品、外貿產品的開發;2)公司 2023 年新成立上海三角子公司,助 力國產大飛機批產提速,推進公司參與國產大飛機的生產配套。
(二)中航重機——航空鍛造領軍企業,積極跟進 C919 研發與配套
中航重機是國內航空鍛造領軍企業。公司主要從事鍛鑄、液壓環控等業務,鑄造業務 產品主要是飛機機身機翼結構鍛件、中小型鍛件,航空發動機盤軸類和環形鍛件、中小型 鍛件,航天發動機環鍛件、中小型鍛件,燃汽輪機葉片等產品。國外產品主要為羅羅、 IHI、ITP 等公司配套發動機鍛件,為波音、空客等公司配套飛機鍛件。2023 年公司實現 營收 105.77 億元,同比增長 0.07%,實現歸母凈利潤 13.29 億元,同比增長 10.6%。公 司各所屬企業積極跟進 C919 研發和配套工作,多家所屬鍛造企業都是國產大飛機的主承 制商,其中安大公司榮獲“C919 大型客機 TC 取證先進集體”。
4.3.3 鈦合金:西部超導/寶鈦股份或將受益于 C919 鈦合金國產替代?
(一)西部超導——國內高端金屬材料核心供應商
公司為國內關鍵高端材料生產企業,高端鈦合金主要研發生產基地。西部超導共有三 類主營產品,第一類是高端鈦合金材料,包括棒材、絲材和鍛坯等,主要用于航空、艦船、 兵器等;第二類是超導產品,包括鈮鈦錠棒、鈮鈦超導線材、鈮三錫超導線材和超導磁體 等,主要應用于先進裝備制造、大科學工程等領域;第三類是高性能高溫合金材料,包括 變形高溫合金、和粉末高溫合金母合金等,應用于航空部件和核電設備。公司 2023 年實 現營收 41.59 億元(yoy-1.62%),實現歸母凈利潤 7.53 億元(yoy-30.33%)。公司承 擔了 C919 大飛機鈦合金、高溫合金材料的相關研制和供貨任務。隨著未來國產大飛機用 關鍵材料國產替代,公司營收有望高增。
(二)寶鈦股份——國內鈦材核心供應商
寶鈦股份是國內產量規模領先的鈦材產品生產商。公司主要從事鈦及鈦合金的生產、 加工和銷售。2023 年公司實現營收 69.27 億元,同比增長 4.4%,歸母凈利潤 5.44 億元, 同比降低 2.29%。1)軍用:公司前瞻性布局多個重點型號,隨著航空航天等領域升級換 代、國產替代加速,公司將顯著受益于下游軍品主力型號的列裝放量;2)民用:公司是 空客、波音等公司戰略合作伙伴,也承擔了國產 C919 大飛機用鈦合金板材研制,隨著 C919 放量,預計公司民品領域業績將持續改善;3)出口:公司基本囊括了進入世界航空 航天等高端應用領域的通行證,是國際航空流企業的長期供應商,隨著出口市場需求逐步 恢復,公司出口業務將持續增長。
4.3.4 復合材料:中航高科/光威復材或將受益于 C919 復材國產替代
(一)光威復材——碳纖維行業領軍企業
光威復材是我國碳纖維行業領軍企業,是國內碳纖維產品品種最全、系列化最完整的 碳纖維企業。公司生產覆蓋碳纖維全產業鏈,產品覆蓋高強、高強中模、高模、高強高模 系列,廣泛應用于航空航天、船舶、兵器、電子通訊等領域,成功完成碳纖維產品的國產 化、系列化發展。2023 年公司實現營業收入 25.18 億元,同比增長 0.26%,實現歸母凈 利潤 8.73 億元,同比降低 6.54%。C919 目前主要使用進口碳纖維,未來國產替代后,會 用到 T300 級以及 T800 級; C919 中 T300 級纖維由公司提供纖維,客戶制成預浸料, 截至 2024 年 5 月公司 T300 級纖維及內飾阻燃預浸料已通過 PCD(工藝過程控制文件) 審核,T800 仍在驗證中。C929 的涉及立足于國產纖維,以 T800 級為主。
(二)中航高科——國內碳纖維復材預浸料核心企業
公司是國內碳纖維復材預浸料核心企業,產品以預浸料及蜂窩芯材為主。2023 年公 司實現營收 47.8 億元(yoy+7.5%),實現歸母凈利潤 10.3 億元(yoy+34.8%)。1) 目前海空軍主力機型仍處于更新換代加速狀態,疊加新型號復材應用比例提升,航空復材 有較高的需求增長空間;2)國產大飛機開啟商業化進程,公司方面,C919、C929 項目 已完成材料方面的研發,正在驗證過程中。除了民機材料方面,公司也在積極介入民機零 部件產業。民航飛機制造業轉型疊加國產大飛機需求上升,國內先進復合材料產業持續高 景氣;3)公司占據軍民用航空復材核心地位,有望充分享受市場擴張紅利,我們預計公 司未來幾年業績保持較高復合增速。
5 機載系統:國產化程度低,關注核心系統國產替 代
C919 大型客機的機載系統由國內外多家企業及合資公司提供關鍵部件和系統,涵蓋 了航電系統、動力系統、機電液壓系統等核心領域。其中包括 CFM 國際公司的 LEAP-1C 型發動機、昂際航電的航電系統、霍尼韋爾博云的碳剎車系統、伊頓上飛的燃油和液壓管 路系統服務,以及航發動力、中航光電、航發控制、潤貝航科和四川九洲等國內企業的部 件供應,共同構成了 C919 的復雜而先進的機載系統。
5.1 機電系統:大飛機的“肌肉與血液”,實現能量傳遞
航空機電系統是飛機的二次能量來源。航空機電系統是通過機、電、氣、液等各種二 次能源的產生、傳輸、轉換,利用飛機的相關信息,采取一定的作動方式,完成飛機的各 項飛行保障功能,以保證飛機的可靠控制和飛行安全。主要包括 6 大功能、13 個分系統:
6 大功能:機電設備綜合管理、電力能源、非電力能源及燃料管理、系統防護、載 荷管理和控制、生命保障。
13 個分系統:電力系統、燃油系統、液壓系統、環控系統、座艙設備系統、高升 力系統、貨運系統、防系統火、除冰系統、防護救生系統、懸掛與發射系統、空投空降系 統和第二動力系統。 機電系統正向綜合化、智能化、多電化和能量優化方向發展。以 20 世紀 80 年代為界, 世界航空機電系統發展大體分為兩個階段:傳統航空機電系統和綜合化發展階段。1)傳 統航空機電系統:傳統在役飛機的機電系統都是各自獨立發展的,從而導致整個機電系統 的重量非常重、采購和保障費用高、維修性能差、能量管理水平低。傳統隨著航空武器裝 備作戰能力對機電技術要求的不斷提高,傳統航空機電系統獨立、分散的格局已難以適應。 2)系統綜合化發展階段:航空機電系統綜合技術是指將提供二次能源的環境控制、第二 動力、液壓、電源、飛機燃油等機電子系統進行物理、功能綜合,形成一個綜合化系統, 根據飛機不同狀態調整系統,自動選擇最佳能量和熱沉源,實現系統性能、功能、效率和 成本最優化,最終完成二次能源獲取、傳輸與使用的飛行保障功能。
5.2 航電系統:大飛機的“神經系統”,實現信息傳遞
航空電子系統是飛機最重要的組成部分之一,約占整機價值 20%-25%。飛機可分為 飛機機體(機身、機翼尾翼、起落架等)、發動機及機載設備三大部分,根據立鼎產業研 究網數據顯示,機載設備整機價值占比為 30%-40%,其中航電系統整機價值中占比為 20%-25%。航空電子系統和航空機電系統被統稱為航空機載設備,是保障飛機飛行和實 現各種功能的載體,對飛機的綜合性能起著決定性作用。按照業界的形象比喻,如果將飛 機比作一個人,那么飛機機體是骨骼和軀干,航空發動機系統是心臟,航空機電系統是肌 肉和血液,航空電子系統則是神經系統。航電系統具體指具有各種功能的計算機系統的綜合集合體,負責顯示、傳遞飛機狀態信息、控制飛機的正常運轉,20 世紀初隨著計算機 技術的突起而誕生,后續隨技術進步發展迅速。
5.3 重點公司推薦:中航機載核心參與民用航空機載系統
(一)中航機載——軍民用航空機載產品核心標的
國內大中型軍民用航空機載產品核心標的。2023 年公司實現營收 290.07 億元,實現 歸母凈利潤 18.86 億元。1)中航電子換股吸收中航機電,專業化整合有利于上下游配套 業務協同發展;2)圍繞國家大飛機項目的實施,制定民機高質量發展方案和行動方案。 多型產品完成 CTSOA(技術標準規定項目批準書)取證、STC(補充型號合格證)適航 取證,乘客電源、機輪剎車等加速設計更改,消防吊桶、光電吊艙等應急救援產品實現批 量交付。
6 維修:發展潛力巨大
民機后市場維修后市場發展潛力巨大。一架飛機每年維修市場容量民用航空維修 (MRO),即飛機維修與翻修(Maintenance、Repair and Overhaul)。目前歐、美飛機 定期維修一般按飛行小時或起落架次數分 A、B、C、D 檢查,各檢查飛行間隔時間則因機 型而定。據我國民航維修協會統計:一架飛機每年的航空維修費用=飛機價格×2.5%,其 中發動機維修約占 35%,航線維護和維修約占 22%,機載設備維修約占 20%,飛機定檢 和大修約占 15%,飛機改裝約占 8%。一般情況下常見機型的使用年限一般在 25-30 年之 間,每架飛機全生命周期維修價值量約為飛機價格的 62.5%-75%。
中國維修市場規模預計 2031 年翻一番。隨全球航空運輸業復蘇,商用飛機售后服務 市場穩步增長。據《航空周刊》預測,2024-2033 年全球 MRO 總需求將達 1.2 萬億美元, 其中發動機大修 46%,部件維修 23%,維航線護 19%,飛機改裝 7%,機體大修 5%, 預測期內部附件和發動機業務增長最快,復合增長率分別為 3.8%和 3.4%。根據《2021- 2031 年全球民用航空 MRO 市場預測》,到 2031 年,預計中國機隊的平均機齡將從 6.4 年增長到 10.6 年,帶動維修市場規模增長 133.7%,預計將達 194 億美元。
國內民航維修能力與國際先進水平存在一定差距,隨核心技術提升將得到改善。根據 航科院發布的《中國民航維修系統資源及行業發展報告》,國內 CCAR-145 部維修單位 434 家,其中從事機體維修項目 239 家,發動機維修項目 67 家。根據《一份關于航空維 修行業的研究報告》,目前國內民航維修市場占有率較低,僅具有 29%的附件維修能力, 所承擔的維修產值不足市場 40%,由于國內機隊大量使用國外飛機及發動機型號,國內 60%以上的飛機發動機需要送至國外維修廠家進行返翻修工作。
國內維修市場呈現差異化競爭,維修企業類型可分為航空公司下屬獨立核算維修基地、 外資 OEM、獨立維修公司和航空公司合作廠商四類。OEM 廠家主要以機載設備維修和發 動機維修為主;大型民航企業下屬的維修部門或子公司,在航線維護、機體維修、發動機 維修和部分機載設備維修四個大類維修領域布局廣泛,競爭優勢明顯,如北京飛機維修工程有限公司、廣州飛機維修工程有限公司;獨立第三方維修企業主要以機載設備等細分領 域維修為主。
C919 的商業運營將帶來更多的維修和售后服務需求,商飛攜供應商布局民航維修市 場。商飛全資子公司上海飛機制造有限公司前身為始建于 1950 年的飛機修理隊,其浦東 基地主要承擔 ARJ21、C919、C929 的飛機總裝、維修與交付任務。據商飛官網,子公司 上海飛機客戶服務有限公司承接民用飛機維護維修和改裝業務。中國商飛將與中國機載、 中航商發在內的多家公司攜手,加速構建以上海為核心的“機載系統長三角航空產業集聚 群”,打造集設計、研發、制造、認證、維修、運營、服務于一體的完整航空制造產業鏈。
(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)
(轉自:未來智庫)
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