一、航空發(fā)動機被譽為飛機的“心臟”，占到整機成本20%—30%
航空發(fā)動機被譽為飛機的“心臟”，其技術(shù)水平直接決定了飛機的性能、燃油效率、環(huán)保特性和運營成本。因此航空發(fā)動機具備高技術(shù)門檻與高自身價值量的特征。當(dāng)前在一個飛機中，航空發(fā)動機往往能占到整機成本的20%-30%。例如在商用飛機中，如波音 737 MAX 8，其標(biāo)價約為 1.216 億美元；其中配備兩臺 CFMLEAP-1B 發(fā)動機，每臺標(biāo)價約 1,450 萬美元，總計約 2,900 萬美元，占總成本的 23.8%。在軍用飛機中，如 F-35A，單機成本為 8,250 萬美元，其普惠 F135發(fā)動機價格約為 1,870 萬美元，占比約 22.7%。
商用飛機波音 737 MAX 8發(fā)動機成本占比示例
| 飛機型號 | 總成本 | 發(fā)動機成本 | 占比 |
| 波音 737 MAX 8 | 1.216 億美元 | 2900 萬美元 | 23.8% |
資料來源：公開資料，觀研天下整理
軍用發(fā)動機成本占比示例
| 飛機型號 | 發(fā)動機成本占比 |
| F-15 | 25% |
| F-16 | 25% |
| F-18 | 31% |
| 歐洲狂風(fēng)戰(zhàn)機 | 25% |
| 法國幻影2000 | 25% |
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二、我國航空發(fā)動機行業(yè)持續(xù)蓬勃發(fā)展，目前正從"跟跑者"向"并跑者"轉(zhuǎn)變
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國航空發(fā)動機行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與投資前景預(yù)測報告（2025-2032）》顯示，航空發(fā)動機行業(yè)的發(fā)展水平是一個國家工業(yè)基礎(chǔ)、科技水平和綜合國力的集中體現(xiàn)，也是國家安全和大國地位的重要戰(zhàn)略保障。我國航空發(fā)動機行業(yè)起步于新中國成立后的20世紀(jì)50年代，但初期多以仿制和改進(jìn)為主，且由于技術(shù)封鎖和基礎(chǔ)薄弱，使得研發(fā)周期長、迭代效率低。
直到1980年代后，我國開始轉(zhuǎn)向自主創(chuàng)新。如：1984年啟動的“玉龍”渦軸發(fā)動機項目，歷時26年于2010年通過定型，成為首型完全自主研制的先進(jìn)渦軸發(fā)動機，其獨創(chuàng)的離心式帶大小葉片設(shè)計達(dá)到國際先進(jìn)水平，并榮獲國家科技進(jìn)步一等獎。
2016年，中國成立了中國航空發(fā)動機集團（AECC），整合了國內(nèi)航空發(fā)動機研發(fā)和生產(chǎn)的資源，進(jìn)一步推動了行業(yè)的發(fā)展。
2017年，中國成功研制出渦扇-20發(fā)動機，這是中國第一臺大推力高涵道比渦扇發(fā)動機，標(biāo)志著中國在大推力發(fā)動機領(lǐng)域取得了重要突破。此外，中國還在渦軸、渦槳等發(fā)動機領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，如渦軸-16、渦槳-6等發(fā)動機的成功研制，為中國的直升機和運輸機提供了強勁動力。
2019年中法攜手研制的渦軸-16發(fā)動機榮獲了中國民航局的型號合格證，這標(biāo)志著其設(shè)計制造均已達(dá)到《民用航空適航規(guī)定（CCAR-33）》所規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)。這一成就不僅為該型發(fā)動機成功進(jìn)入市場鋪平了道路，更為AC352直升機的安全運營提供了有力保障。
2023年國產(chǎn)CJ-1000A大涵道比渦扇發(fā)動機的成功首飛，標(biāo)志著國產(chǎn)大飛機C919即將擺脫對國外發(fā)動機的依賴。而根據(jù)之前官方給出的計劃表來看，國產(chǎn)CJ-1000A發(fā)動機預(yù)計會在2025年完成全部的測試計劃，之后在2028年左右就可以正式裝備C919客機開始飛行，屆時估計也就不用再依賴CFM的LEAP-1C發(fā)動機了。
2024年，以中國航發(fā)動研所為主自主設(shè)計研發(fā)、中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司牽頭制造生產(chǎn)的1000千瓦級民用渦軸發(fā)動機AES100，已獲頒中國民用航空局型號合格證，實現(xiàn)民用發(fā)動機從無到有的突破。
總體來看，我國航空發(fā)動機行業(yè)從1950年代的仿制起步，歷經(jīng)70余年的技術(shù)沉淀與創(chuàng)新突破，目前已經(jīng)實現(xiàn)了從仿制到自主研發(fā)的跨越，形成了覆蓋渦噴、渦扇、渦軸、渦槳等全譜系的研發(fā)能力，并成為繼美國、英國、法國、俄國之后，第五個可以獨立研制發(fā)動機的國家。當(dāng)下，我國航空發(fā)動機行業(yè)正從"跟跑者"向"并跑者"轉(zhuǎn)變。
三、高溫合金、鈦合金、特種鋼材等原材料扮演著至關(guān)重要角色，占據(jù)了航空發(fā)動機制造成本中 50%左右
在航空發(fā)動機生產(chǎn)制造中，原材料扮演著至關(guān)重要角色，其成本占據(jù) 50%左右。而在原材料中，又以高溫合金（占比 20%）、鈦合金（占比15%）和特種鋼材（占比 13%）為主，三者合計貢獻(xiàn)了原材料成本的絕大部分。這反映了航空發(fā)動機對高性能、特種材料的極度依賴性，這些材料往往價格昂貴且加工復(fù)雜。
資料來源：公開資料，觀研天下整理
四、“心臟”材料高溫合金已實現(xiàn)國產(chǎn)化生產(chǎn)，助推航空發(fā)動機行業(yè)發(fā)展
一直以來，葉片（壓氣機、渦輪）和盤軸件（壓氣機、渦輪）始終占據(jù)核心價值地位。特別是在大型渦扇發(fā)動機中，葉片價值占比高達(dá)29%。對于小型渦軸發(fā)動機（直升機），控制系統(tǒng)及附件傳動裝置的價值占比高達(dá) 24%，遠(yuǎn)高于其他發(fā)動機類型。反映了直升機對動力輸出精確控制、復(fù)雜傳動和多附件驅(qū)動的特殊要求，以及控制系統(tǒng)在保障飛行安全和任務(wù)效率中的關(guān)鍵作用。
航空發(fā)動機成本結(jié)構(gòu)占比
| 零部件類別 | 大型渦扇（運輸機） | 小型渦扇（直升機） | 加力式渦扇（戰(zhàn)斗機） |
| 盤軸件（壓氣機、渦輪） | 16% | 18% | 16% |
| 葉片(壓氣機、渦輪) | 29% | 17% | 14% |
| 框架、郵箱、油池 | 19% | 16% | 16% |
| 機匣及外部配件 | 14% | 7% | 10% |
| 燃燒室 | 2% | 3% | 1% |
| 加力噴管 | 0% | 1% | 19% |
| 控制系統(tǒng)、附件傳動裝置 | 7% | 24% | 10% |
| 成型配件 | 3% | 4% | 4% |
| 其他組件、隔板、罩類零件 | 10% | 10% | 10% |
| 總計 | 100% | 100% | 100% |
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而在葉片中，高溫合金研發(fā)是關(guān)鍵。有資料顯示，高溫合金是 “先進(jìn)金屬材料”的細(xì)分領(lǐng)域， 能在600°C以上的高溫及一定應(yīng)力條件下長期穩(wěn)定工作，在1000℃高溫下仍能保持強度，是制作發(fā)動機渦輪葉片的核心材料。長期以來，由于高溫合金行業(yè)具有技術(shù)含量高、制備工藝復(fù)雜、加工難度大等特點，使得我國這一市場主要依賴進(jìn)口。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),2023年我國高溫合金進(jìn)口量約為2.5萬噸，需求量約為7萬噸,進(jìn)口量占總需求的比例約為35.7%。
不過近年，隨著相關(guān)企業(yè)機構(gòu)不斷加大對高溫合金的研發(fā)，其國產(chǎn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)。目前我國高溫合金已實現(xiàn)國產(chǎn)化生產(chǎn)。例如，國產(chǎn)Ti-60合金和Ti-40阻燃鈦合金已實現(xiàn)噸級鑄錠量產(chǎn)，并在相關(guān)發(fā)動機部件上完成了驗證工作，這標(biāo)志著高溫合金國產(chǎn)化替代進(jìn)程的加速推進(jìn)，為我國航空發(fā)動機的自主可控發(fā)展提供了有力支撐。
當(dāng)前，我國高溫合金技術(shù)突破，打破美西方長達(dá)數(shù)十年的技術(shù)封鎖，實現(xiàn)三大轉(zhuǎn)變：
1. 材料性能領(lǐng)跑：南京理工大學(xué)研發(fā)的PST鈦鋁單晶合金，室溫塑性達(dá)到6.9%，比美國同類材料提升245%，使高壓渦輪葉片耐溫能力突破900℃，力較國際同類提升150~250℃，達(dá)到“代際跨越”水平。國產(chǎn)T800級碳纖維已實現(xiàn)工程化應(yīng)用，CR929復(fù)材用量將達(dá)50%，相比C919的12%實現(xiàn)跨越式提升。更令人矚目的是，陶瓷基復(fù)合材料（CMC）在PD-35發(fā)動機燃燒室的成功應(yīng)用，使渦輪前溫度提升200K以上。
2. 產(chǎn)業(yè)鏈自主可控：從礦石冶煉到返回料再生，形成閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，保障國防與民用領(lǐng)域戰(zhàn)略安全。當(dāng)前，我國已建立完善的牌號體系，可覆蓋主要應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)2002年出版的《中國航空材料手冊》，我國可供航空選用的高溫合金牌號僅89個，而根據(jù)2012年出版的《中國高溫合金手冊》，目前有194個牌號列入我國牌號體系，相較十年前發(fā)展迅速，也成為除美、英、俄之外，第四個具備牌號體系的國家。我國目前牌號中包括100多個變形高溫合金、70余鑄造高溫合金和近20個粉末、輕型等新型高溫合金牌號，基本覆蓋主要應(yīng)用領(lǐng)域，已基本具備新材料、新工藝的自主開發(fā)能力。
3. 成本優(yōu)勢凸顯：國產(chǎn)化后，航空合金成本降低50%~70%，推動C919全球競爭力提升。
五、目前燃?xì)鉁u輪發(fā)動機是現(xiàn)代航空發(fā)動機主流
航空發(fā)動機的分類主要基于其產(chǎn)生推力的方式以及內(nèi)部能量的利用途徑。從宏觀上看，航空發(fā)動機可以分為活塞式發(fā)動機/往復(fù)式發(fā)動機、燃?xì)鉁u輪發(fā)動機 兩大類。其中燃?xì)鉁u輪發(fā)動機是現(xiàn)代航空發(fā)動機的主流。
航空發(fā)動機分類
| 類型 | 工作原理 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 優(yōu)勢 | 劣勢 |
| 活塞式發(fā)動機/往復(fù)式發(fā)動機 | 與汽車發(fā)動機類似，通過活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運動驅(qū)動螺旋槳產(chǎn)生拉力或推力。 | 小型螺旋槳飛機、通用航空飛機和部分無人機 | 結(jié)構(gòu)相對簡單，制造和維護(hù)成本較低 | 功率重量比較低，不適合高速和高空飛行 |
| 燃?xì)鉁u輪發(fā)動機 | 通過連續(xù)的空氣吸入、壓縮、燃燒和膨脹過程產(chǎn)生高溫高速燃?xì)猓M(jìn)而產(chǎn)生推力或驅(qū)動渦輪輸出軸功率。 | 民用運輸機、大多數(shù)軍用運輸機、轟炸機 | 具有功率重量比高、適合高速高空飛行、可靠性較高、推力范圍廣、 高亞音速巡航效率等優(yōu)點，是現(xiàn)代大型飛機和高性能飛機的唯一動力選擇。 | / |
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六、美國暫停對華出口航空發(fā)動機下自主可控重要性凸顯，國產(chǎn)替代將加速推進(jìn)
美國暫停對華出口航空發(fā)動機下自主可控重要性凸顯，國產(chǎn)替代將加速推進(jìn)。據(jù)《紐約時報》5月28日報道，美國商務(wù)部已暫停部分允許美國公司向中國商飛出口噴氣發(fā)動機相關(guān)技術(shù)的許可證。這一舉措在短期內(nèi)將直接影響中國商用飛機有限責(zé)任公司（COMAC）的C919國產(chǎn)民航飛機項目。這是因為，C919目前使用的LEAP-1C發(fā)動機由美國GE航空與法國賽峰集團合資生產(chǎn)，其核心部件依賴美國技術(shù)。
另外，也有航空專家指出，雖然短期內(nèi)發(fā)動機供應(yīng)受阻可能延緩C919的量產(chǎn)進(jìn)度，但中國早已布局自主研發(fā)替代方案。美國若企圖通過斷供發(fā)動機遏制中國大飛機發(fā)展，只會倒逼中國加快技術(shù)突破，最終喪失自身市場份額。
一是中國商飛已加大對國產(chǎn)航空發(fā)動機的研發(fā)投入。長江-1000A（CJ-1000A）發(fā)動機作為C919的國產(chǎn)替代選項，正在加速測試和優(yōu)化。盡管目前技術(shù)成熟度和可靠性與LEAP-1C尚有差距，但中國航空工業(yè)集團（AVIC）已明確將CJ-1000A作為長期目標(biāo)，計劃在未來5-10年內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。 此外，中國在航空材料、制造工藝和數(shù)字仿真技術(shù)上的進(jìn)步也為國產(chǎn)化提供了支撐。
二是為降低對單一國家供應(yīng)鏈的依賴，中國正積極尋求與歐洲、俄羅斯等其他國家的合作。 例如，法國賽峰集團在發(fā)動機技術(shù)上的合作潛力可能被進(jìn)一步挖掘。 中國正與俄羅斯聯(lián)合研發(fā)CR929寬體客機，并考慮采用俄制PD-14發(fā)動機作為備選方案。同時，中國也在探索與發(fā)展中國家在航空領(lǐng)域的合作，以分散風(fēng)險。
三是中國政府通過“十四五”規(guī)劃和“中國制造2025”等戰(zhàn)略，為航空工業(yè)提供強有力的政策和資金支持。
不過，盡管我國有應(yīng)對策略，但航空發(fā)動機行業(yè)挑戰(zhàn)依然嚴(yán)峻。長期看，此次事件再次凸顯航空發(fā)動機核心技術(shù)自主可控的重要性，相關(guān)企業(yè)需加速關(guān)鍵領(lǐng)域的自主替代進(jìn)程。（WW）
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