航空鑄鍛行業專題：鑄國防利器鍛航空精兵-220208（33頁）.pdf

1、1 中 泰 證 券 研 究 所 專 業 領 先 深 度 誠 信 證券研究報告 2 0 2 2 . 2 . 8 航空鑄鍛專題 鑄國防利器，鍛航空精兵 2 目錄目錄 C CONTENTSONTENTS 專 業 領 先 深 度 誠 信 中 泰 證 券 研 究 所 jXxVvXsRpPoOmM6MaO8OmOoOsQsQkPnNpNjMqRqR7NqQwPxNrQpPwMmRxO3 CONTENTSCONTENTS 目錄目錄 C CCONTENTSCONTENTS 專 業 領 先 深 度 誠 信專 業 領 先 深 度 誠 信 中 泰 證 券 研 究 所中 泰 證 券 研 究 所 1 航空鍛造與鑄造 4

2、 （一）鑄鍛：航空產業鏈中游關鍵工序（一）鑄鍛：航空產業鏈中游關鍵工序 圖表圖表1 1：鑄鍛工序在航空制造產業鏈中的位置鑄鍛工序在航空制造產業鏈中的位置數據來源：中泰證券研究所鑄造和鍛造作為航空制造產業鏈中的關鍵工序，位于產業鏈中游。主要是將鈦合金、高溫合金和高強鋼等金屬材料粗加工成毛坯件。產品的力學產品的力學性能性能（強度強度、剛剛度度、疲勞性能等疲勞性能等）在這一工序中在這一工序中基本得以固化基本得以固化。 5 （二）航空鍛造：成品力學性能優異，行業具備顯著的規模效應（二）航空鍛造：成品力學性能優異，行業具備顯著的規模效應 鍛造是在加壓設備及工（模）具的作用下，使坯料或鑄錠產生局部或全部的

3、塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀的零件（或毛坯）并改善其組織和性能的加工方法。金屬材料經過鍛造加工后，形狀形狀、尺寸穩定性好尺寸穩定性好，組織均勻組織均勻，纖維組織合理纖維組織合理，具有較高的具有較高的綜合力學性能綜合力學性能。 圖表圖表2 2：鍛造示意圖：鍛造示意圖數據來源：中泰證券研究所，派克新材招股書圖表圖表3 3：幾家主要航空鍛造企業原材料成本占比幾家主要航空鍛造企業原材料成本占比數據來源：中泰證券研究所，各公司公告鍛造行業上游主要為各類金屬材料冶煉企業，如碳鋼、不銹鋼、合金鋼、高溫合金、鈦合金、鋁合金等，上游原材料的供應能力和技術水平直接影響鍛造行業的發展水平。鍛造產品定價一般采鍛

4、造產品定價一般采用用“原材料成本原材料成本+ +加工費加工費”的定價模式的定價模式。 鍛造行業具有顯著的規模效應鍛造行業具有顯著的規模效應，業務規模擴張帶來原材料成本占比提升，攤薄其余成本。 6 （二）航空鍛造分為模鍛、碾環和自由鍛（二）航空鍛造分為模鍛、碾環和自由鍛 模鍛模鍛又分為開式模鍛和閉式模鍛。金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內受壓變形而獲得鍛件。有以下優點：有模膛引導金屬的流動，可適用較復雜的零件可適用較復雜的零件。鍛件內部的鍛造流線按鍛件輪廓分布，制成品力學性能較好制成品力學性能較好。操作簡單，易于實現機械化易于實現機械化，生產率高生產率高。 輾環輾環是指通過專用設備輾環機生產不同直

5、徑的環形零件；輾環實際上是徑向軋制，即通過軋制將帶孔的坯料，厚度輾薄，直徑擴大成環形零件。與傳統的模鍛比較，其優點為：設備噸位小設備噸位小。由于是回轉成形，接觸面積小，故軋制壓力大幅減少，所用設備重量顯著下降。 可以做大型環類零件可以做大型環類零件。如直徑10m、高度4m的反應堆容器加強環，除碾環工藝外，其他工藝很難完成。 材料利用率高材料利用率高。沒有模鍛飛邊與拔模斜度，尺寸精度高。 利于環形件的力學性能利于環形件的力學性能。碾環變形為徑向壓縮，周向延伸，金屬纖維沿環件周圍連續分布，有利于環形零件承載與耐磨性能。 自由鍛自由鍛指用簡單的通用性工具，或在鍛造設備的上、下砧鐵之間直接對坯料施加外

6、力，使坯料產生變形而獲得所需的幾何形狀及內部質量的鍛件的加工方法。自由鍛往往也是模鍛和碾環的前置工序自由鍛往往也是模鍛和碾環的前置工序制坯制坯，所用工具和設備簡單，通用性好，成本低。適用于簡單形狀鍛適用于簡單形狀鍛件件，操作靈活操作靈活。 圖表圖表4 4：鍛造分類鍛造分類( (從左至右分別為模鍛、碾環、自由鍛從左至右分別為模鍛、碾環、自由鍛) )數據來源：中泰證券研究所，派克新材招股書7 （二）整體化大型鍛件可滿足航空航天輕量化要求（二）整體化大型鍛件可滿足航空航天輕量化要求 據大型模鍛件與航空工業飛機機體減重5kg，可使飛機起飛質量減輕50kg，按照起飛質量計算的飛行成本大大降低，在其壽命期

7、內能夠節約相當于5kg黃金的價值，軍機則可多帶武器或擴大作戰半徑；遠程導彈減輕1kg，則可增加射程100km。 減重實例1：F-102殲擊機模鍛的7075鋁合金整體翼梁精鍛件，該模鍛件長3.6m、最大寬度457mm、厚度4.7mm，取代原設計的272個零件和3200個鉚釘，使飛機減重45.554.5kg，節約機械加工工時50%，提高了該構件剛度，并大大降低了成本。 減重實例2：波音-747客機主起落架模鍛的Ti-6Al-4V鈦合金整體梁模鍛件?？梢钥闯?，該模鍛件長度約6.2m、寬約0.95m、投影面積約4.06m2，模鍛件質量1545kg，比原設計減輕質量113.5kg。 現代航空航天載荷輕量

8、化設計需求越來越強烈，對鍛件而言，整體化的大型鍛件能較好地滿足輕量化指標要求整體化的大型鍛件能較好地滿足輕量化指標要求。航空鍛件的大型化趨勢也對鍛造設備提出了較高的要求，鍛鍛造設備需要具備更高的許用載荷，鍛壓機控制系統需具備造設備需要具備更高的許用載荷，鍛壓機控制系統需具備更高的控制精度。更高的控制精度。 圖表圖表5 5：大型鍛件（上：大型鍛件（上：F102F102整體翼梁，下：波音整體翼梁，下：波音747747起落架梁）起落架梁）數據來源：中泰證券研究所，大型模鍛件與航空工業8 （二）難變形金屬成型的等溫鍛造技術（二）難變形金屬成型的等溫鍛造技術 高溫合金高溫合金對鍛造的應力狀態及工藝方法的

9、要求最為嚴格，對設備的加載速度也有較高要求；且所有高溫合金都不能通過熱處理細化晶粒組織，其晶粒尺寸完全靠控制鍛造工藝參數獲得晶粒尺寸完全靠控制鍛造工藝參數獲得。 鈦合金鈦合金模鍛的主要難點在于它的化學性質活潑，極易吸氫和氧，形成表面脆化層、降低塑性，并在鍛造過程中金屬流動易粘鍛造過程中金屬流動易粘模模，導致鍛件和模具同時報廢導致鍛件和模具同時報廢。 鋁合金鋁合金模鍛的主要特點是變形溫度范圍窄，一般為100左右，通常要求毛坯加熱盡可能達到上限溫度。對于加熱溫度的均對于加熱溫度的均勻性和穩定性要求較高勻性和穩定性要求較高。 圖表圖表6 6：美國各種飛機中不同材料所占比例美國各種飛機中不同材料所占比

10、例數據來源：中泰證券研究所，鈦在美國軍工中的應用機型機型 設計年代設計年代 鋁合金鋁合金/% 鈦合金鈦合金/% 復合材料復合材料/% 鋼鋼/% F-14 1969 39.4 24.4 1 17.4 F-15 1972 34.4 26.1 1.6 3.3 F-15E 1984 49 32 2 8.5 F-16 1976 83.2 5.2 2.7 1.3 F/A-18 1978 49 13 10 15 F/A-18E/F 1992 31 21 19 14 F-22 1989 15 41 24 5 圖表圖表7 7：等溫鍛件（左：燃機鋁合金葉輪，右：鈦合金機身構件）等溫鍛件（左：燃機鋁合金葉輪，右：鈦

11、合金機身構件）數據來源：中泰證券研究所，航空航天復雜構件的精密塑性體積成形技術 等溫模鍛技術等溫模鍛技術：20世紀70年代以來得到迅速發展的精密塑性成形技術，將模具加熱到與坯料相同的溫度，使鍛件在恒定溫度下以相對較慢的速度進行成形，可以有效地避免材料溫度降低，保證材料的塑性，從而得到復雜形狀的鍛件，同時，降低成形載荷、提高模具壽命。 局部加載技術局部加載技術：對于高強度合金，在鍛件尺寸較大、且具有薄壁高筋結構時，一般的設備仍然難以滿足載荷需求；而對于某些形狀特殊的零件，用普通整體模具進行成形較為困難，成本較高，而采用局部加載對復雜零件局部進行成形加工則能解決問題。 多向模鍛技術多向模鍛技術：一

12、次性成形普通模鍛方法難以成形的鍛件，能夠保持鍛件流線的完整性，提高鍛件質量。節省材料降低成本。 9 （二）鍛造行業需要較高的設備投入（二）鍛造行業需要較高的設備投入 鍛造行業對設備投資要求較高。根據幾家公司公告： 大型模鍛液壓機以三角防務為例，其主力設備400MN液壓機（清華大學設計，控制系統進口）原值4.29億元。 自由鍛常用的小噸位液壓機，以派克新材的7千噸自由鍛液壓機為例，價值9千萬元。 碾環機以派克新材的精密碾環機為例，價值1.2億元。 等溫鍛造和熱處理需要的加熱爐分為電爐和燃氣爐，以航宇科技為例，其電加熱爐價值1846萬元，天然氣加熱爐價值364萬元。 圖表圖表8 8：全球主要的大型

13、模鍛液壓機全球主要的大型模鍛液壓機數據來源：中泰證券研究所，三角防務招股書圖表圖表9 9：自由鍛壓機和碾環機自由鍛壓機和碾環機數據來源：中泰證券研究所，派克新材招股書10 （三）熔模鑄造廣泛應用于航空制造領域（三）熔模鑄造廣泛應用于航空制造領域 圖表圖表1010：鑄造分類鑄造分類數據來源：中泰證券研究所，中國鑄造網鑄造是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應的鑄造空腔中，待其冷卻凝固后，獲得具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型方法。鑄造按造型方法不同，分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類。鑄造工藝有不受零件尺寸限制鑄造工藝有不受零件尺寸限制、適宜加工復雜零件適宜加工復雜零件、后續切削加工后續切削加工量

14、少量少、成本低和工藝靈活等優點成本低和工藝靈活等優點。 熔模鑄造鑄件有高的尺寸精度和表面光潔度熔模鑄造鑄件有高的尺寸精度和表面光潔度，是航空發動機和燃氣輪機葉片制造常用的是航空發動機和燃氣輪機葉片制造常用的精鑄工藝精鑄工藝。熔模鑄造指用易熔材料制成的模樣，在模樣表面包覆若干層耐火涂料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型面的鑄型，經高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方法，是一種最常用的精密鑄造工藝。工藝過程分為蠟模制造、型殼制造、焙燒澆注三個階段。熔模鑄造是一種原料利用率高的近凈成形技術，適合難加工類零件和復雜適合難加工類零件和復雜薄壁件的精密成形薄壁件的精密成形，是航空航天、先進制造等領域

15、高附加值精密部件的重要生產技術。 據熔模精密鑄造技術在航空工業的應用及發展，美國航空工業廣泛應用熔模鑄造工藝： 美國某發動機STME廣泛采用了一次成形精密鑄造工藝，將燃燒室零件數量減少燃燒室零件數量減少5050多個多個，焊接次數減少約焊接次數減少約9090道道，生產制造成本得以顯著降低。RD-012是能源號系列運載火箭的高性能液氫液氧火箭發動機，入口燃燒室級葉輪采用精密鑄造技術與整體軸一次澆注成形，減少質量約減少質量約8 8% %。 美國新一代軍用飛機的目標要求：質量減輕質量減輕5050% %，機身緊固件數量減少機身緊固件數量減少8080% %以上以上，批生產批生產成本降低成本降低2525%

16、%以上以上，制造周期縮短制造周期縮短1 1/ /3 3- -1 1/ /2 2。除廣泛采用新材料外，還需大量采用各種大型、薄壁、復雜、整體、優質精密鑄件。目前，美國戰術巡航導彈的彈體與波導管已廣泛采用鋁合金精密鑄件。 在大型運輸機與民用航空領域，波音767-40ER飛機儀表控制臺框架采用SOPHIA熔模精密鑄造工藝制造，部件減輕部件減輕2727kgkg，成本降低成本降低5050% %，周期縮短周期縮短8989% %，工裝費用減少工裝費用減少9090% %。波音737、747、757、767、777飛機中的駕駛室儀表骨架、燃油泵殼體、整體艙門與A320飛機貨艙門框、襟翼導軌等均開始采用精密鑄造技

17、術整體成形。 11 （三）熔模鑄造工藝要求嚴苛（三）熔模鑄造工藝要求嚴苛 圖表圖表1111：熔模鑄造工藝流程熔模鑄造工藝流程數據來源：中泰證券研究所，熔模鑄造工藝對耳片力學性能的影響圖表圖表1212：熔模鑄造的工藝要點熔模鑄造的工藝要點數據來源：中泰證券研究所，我國熔模精密鑄造的歷史回顧與發展展望熔模鑄造工藝從蠟模的制備蠟模的制備、型殼的制作與焙燒型殼的制作與焙燒，到金屬的熔煉澆注到金屬的熔煉澆注，是一個環環相扣的是一個環環相扣的“精密鏈條精密鏈條”。同時，熔模鑄造的工藝要求嚴苛，對除鑄造原材料之外的上游模料、型殼材料和型芯也有高標準要求。 20世紀50年代，我國從前蘇聯引進了石蠟硬脂酸模料和

18、水玻璃石英型殼加礬土水泥的濕法造型工藝，開始了航空熔模精密鑄件的研制歷程。目前，我國主要的航空發動機制造企業，均配備有熔模精密鑄造車間熔模精密鑄造車間（分廠），如沈陽黎明沈陽黎明、西安西航西安西航、貴州黎明貴州黎明、株洲南株洲南方方等，中航工業集團還建有熔模精密鑄造專業化工廠貴州安吉航空精密鑄造貴州安吉航空精密鑄造有限公司。部分民營企業也逐步具備了熔模精密鑄造的能力。 12 （三）航空發動機熱端部件：高溫合金的熔模鑄造（三）航空發動機熱端部件：高溫合金的熔模鑄造 圖表圖表1313：鎳基單晶葉片的定向凝固鎳基單晶葉片的定向凝固數據來源：中泰證券研究所，熔模精密鑄造技術研究進展 型殼材料型殼材料：

19、鑄造單晶的常見缺陷有雀斑、雜晶、大小角度晶界和取向偏離等。從型殼材料角度減少表面缺陷的產生，需要提高型殼的化學穩定性，降低其內表面粗糙度。其中表面粗糙度與粘結劑性質和脫蠟質量關系密切。 型芯材料型芯材料：為保證精度，優質的型芯需具備低的殘留強度、優良的溶出性以及與金屬液的熱脹匹配性。型芯的殘留強度越小，與鑄件的熱脹匹配性越好，越易于溶解，則鑄件的殘余應力越小。 高溫合金高溫合金：鑄造高溫合金的冶煉本身也具備較高的技術壁壘，對原材料配比和純凈度、熔煉工藝和溫度控制等方面要求均較高。 圖表圖表1414：渦輪前進口溫度與葉片結構渦輪前進口溫度與葉片結構數據來源：中泰證券研究所，熔模精密鑄造技術研究進

20、展13 （三）航空復雜零件：鈦合金的熔模鑄造（三）航空復雜零件：鈦合金的熔模鑄造 熔煉工藝熔煉工藝：感應凝殼熔煉、真空電弧熔煉、電子束冷床爐熔煉等多種熔煉技術的組合能有效保證鈦合金熔體的純凈度和均勻性，但是鈦合金流動性差，熔模精鑄薄壁件在重力澆注下容易產生澆不足，通常需要采用離心、低壓、差壓和真空吸鑄等澆注方式。 粘結劑粘結劑：鈦的活性決定了鈦及鈦合金鑄件不能完全沿用高溫合金的熔模鑄造工藝。對于鈦合金鑄件，高化學穩定性是型殼型芯及粘結劑的首要選擇原則。目前型殼背層常用的材料是Y2O3/Al2O3復合材料。 耐火材料耐火材料：目前制備高質量鈦合金精密件的常用耐火材料仍以電熔氧化釔和電熔氧化鋯為主

21、，配合使用釔溶膠和鋯溶膠一類的膠體氧化物或二醋酸鋯、硝酸鋯、碳酸鋯銨一類的金屬有機化合物，但這兩類粘結劑的焙燒產物遇水會發生部分回溶，降低型殼強度，無法用蒸汽脫蠟，需用微波脫蠟。 圖表圖表1515：鈦合金精密鑄件（左：鈦合金精密鑄件（左：F F- -2222戰斗機機翼承力部位，右：戰斗機機翼承力部位，右：V V- -2222直升機傳動系統轉接座）直升機傳動系統轉接座）數據來源：中泰證券研究所，熔模精密鑄造技術在航空工業的應用及發展14 （四）高端鑄鍛的前沿技術（四）高端鑄鍛的前沿技術 圖表圖表1616：高端鑄鍛的前沿技術高端鑄鍛的前沿技術數據來源：中泰證券研究所，未來智庫前沿技術前沿技術概述概

22、述熔模鑄造技術F-22 機體結構中，鈦合金鑄件重量占比 7.1%，大約有 54 個鈦精密鑄件，在機翼前、后側位用量較高。在大型運輸機和民機領域，波音某機型儀表 盤采用精鑄成型，重量減少 2.24kg，裝配工具減少 90%，時間由 180 小時減少為 20 小時， 鉚釘數目減少 600 個，成本下降 50%。等溫鍛造技術采用等溫 鍛造技術生產的高溫合金、鈦合金精鍛葉片，非加工面 80%，尺寸精度可達 0.01mm。美 國、英國、法國和德國等歐洲國家航空發動機 90%以上的盤件采用等溫鍛造技術生產。精密環軋技術20 世紀 80 年代以來， 美、俄、德、英、法等國家均采用精確輾軋技術用于生產高質量的

23、壓氣機/渦輪機匣、燃燒室、密封環、安裝邊等精密環件，為現代高性能航空發動機的研制做出了重要貢獻。GE 公司采用 精確輾軋技術生產的 CFM56 發動機 IN718 合金高筒薄壁環，晶粒度達到 ASTM-8 級以上， 環件尺寸精度達到了環件外徑的 1，材料利用率達到 25%30%。大型復雜構件整體精鍛技術國外先進軍用飛機上已有 40% 左右的結構重量為鈦合金構件， 先進民航飛機上也有 10% 的結構重量為鈦合金構件。鈦合金整體結構件的應用可以有效降 低飛機結構重量，增加發動機推重比，顯著提高飛行器的總體功能，已經成為第三、四代飛 機生產技術的重要標志性技術之一。航空鑄鍛是典型的高附加值金屬加工工

24、藝航空鑄鍛是典型的高附加值金屬加工工藝。鍛鑄造，特別是難變形金屬大型鍛件及耐高溫復雜精密鑄件的生產難度大且專用化和定制化屬性突出。近年來，隨著產業升級和鍛鑄技術的提高，我國開始從“鍛鑄大國”向“鍛鑄強國”邁進。 業務的轉型升級業務的轉型升級、專業化整合專業化整合、產業鏈延伸是鍛鑄產業的發展趨勢產業鏈延伸是鍛鑄產業的發展趨勢，參考海外經驗，我國鍛鑄產業高端轉型的契機在于精密鑄造、大型鍛造和高性能材料的使用，而這些升級方向的核心應用場景又以航空航天市場為主，因此以航空及兩機為主的高附加值領域將是我國鍛鑄業高端轉型的重要突破口。主機廠對零部件“近凈成型”和“一站式解決”要求的提高，對鑄鍛企業的技術能

25、力和配套層級提出了更高的要求。 15 CONTENTSCONTENTS 目錄目錄 C CCONTENTSCONTENTS 專 業 領 先 深 度 誠 信專 業 領 先 深 度 誠 信 中 泰 證 券 研 究 所中 泰 證 券 研 究 所 2 航空行業發展與鑄鍛市場需求 16 （一）需求端：國防投入有望持續增長（一）需求端：國防投入有望持續增長 當前我國國防投入占GDP的比例較小，與部分發達國家的差距較為明顯，在實現百年強軍夢的前提下，我國國防投入有望迎來高速增長。假設到2030年每年我國GDP增速為4%，若到2030年我國國防開支占GDP的比重達到國際平均的2.5%，則未來我國十年國防開支復合

26、增速達10.41%。 從我國國防開支的結構來看，裝備費和訓練維持費占比有望持續提升，用于列裝先進軍事裝備以及提升實戰化演練水平。 圖表圖表1717：我國歷年國防開支與增速、我國國防開支的結構我國歷年國防開支與增速、我國國防開支的結構數據來源：中泰證券研究所,國家統計局，新時代的中國國防圖表圖表1818：我國歷年國防開支占我國歷年國防開支占GDPGDP的比重、世界主要國家國防開支占的比重、世界主要國家國防開支占GDPGDP的比重的比重數據來源：中泰證券研究所，國家統計局，SIPRI17 （一）需求端：我國先進航空武器裝備數量少（一）需求端：我國先進航空武器裝備數量少 圖表圖表 1 1：全球主要國

27、家戰斗機數量對比（：全球主要國家戰斗機數量對比（2 2020020年）年） 圖表圖表 2 2：我國現役軍機種類（：我國現役軍機種類（2 2020020年）年） 數據來源：數據來源：中泰證券研究所中泰證券研究所，World Air Force 2021World Air Force 2021 數據來源：數據來源：中泰證券研究所中泰證券研究所，World Air Force 2021World Air Force 2021 據World Air Forces統計，截至2020年底我國空軍軍用飛機數量位居世界第三位，僅次于美國和俄羅斯。但是美國軍用飛機總數是我國的4.1倍，從戰斗機總量來看我國也僅為

28、美國的60%。我國空我國空軍軍用飛機與美國等發達國家比起來起步晚軍軍用飛機與美國等發達國家比起來起步晚、底子薄底子薄、代際差異大代際差異大，運輸機運輸機、轟炸機轟炸機、直升機等短板明顯直升機等短板明顯。從代際結構來看，我國四代機只有19架，對比美國的近500架四代機機隊規模，仍有很大的提升空間。 國防實力與軍事實力不匹配國防實力與軍事實力不匹配。2020年11月26日國防部例行記者會上就“如何確保2027年實現建軍百年奮斗目標”的問題，國防部新聞發言人任國強答道“我國經濟實力、科技實力、綜合國力在“十三五”時期躍上了新的臺階，已成為世界第二大經濟體，但國防實力與之相比還不匹配，與我國國際地位和

29、安全戰略需求還不相適應。這就需要同國家現代化發展相協調，充分利用全社會優質資源，加快國防和軍隊現代化，確保強軍征程行穩致遠?！?0202020年年，我國我國GDPGDP為為1414. .7272萬億美元萬億美元，約為第一大經濟體美國的約為第一大經濟體美國的7070. .3030% %。 圖表圖表1919：20202020年全球主要國家軍機數量（架）年全球主要國家軍機數量（架）數據來源：中泰證券研究所,World Air Force 2021圖表圖表2020：20202020年中美俄戰機各代數量年中美俄戰機各代數量數據來源：中泰證券研究所,World Air Force 202118 （二）供給

30、端：先進航空裝備成熟度大幅提升（二）供給端：先進航空裝備成熟度大幅提升 圖表圖表 1：中美俄第三代戰斗機用發動機：中美俄第三代戰斗機用發動機 數據來源：中泰證券研究所，公開資料整理 近年來，以殲-20為代表的“20系列”國產先進軍機陸續亮相，標志著我國空中軍事力量日漸成熟。航空發動機方面，2002年，渦噴-14被國家軍工產品定型委員會正式批準設計定型，我國正式成為全球第五個擁有獨立研制航空發動機能力的國家，主要搭載于殲-7、殲-8等二代戰斗機上。2006年，中國推重比8的太行渦扇10發動機正式定型，目前已經批量列裝于殲-11B、殲-11、殲-15、殲-16等三代戰機。進入21世紀以來，中國航空

31、發動機發展已經進入快車道，一系列新型發動機項目正在進入關鍵攻關階段。第三代航空發動機技術趨于成熟，我國先進航空武器裝備供給側迎來重大改善，全面國產化為我國先進軍機大幅放量奠定了堅實基礎全面國產化為我國先進軍機大幅放量奠定了堅實基礎。 圖表圖表2121：我國我國2020系列軍機系列軍機數據來源：中泰證券研究所,公開資料整理圖表圖表2222：中美俄第三代航空發動機中美俄第三代航空發動機數據來源：中泰證券研究所，公開資料整理圖表圖表2323：中美俄航空發動機性能對比中美俄航空發動機性能對比數據來源：中泰證券研究所，航空發動機核心技術及發動機發展譜型研究19 （三）軍用市場：軍機放量帶來萬億級市場（三

32、）軍用市場：軍機放量帶來萬億級市場 立足軍用航空提升配套能力立足軍用航空提升配套能力，布局民用航空打開布局民用航空打開行業長期成長空間行業長期成長空間。這一輪航空鑄鍛行業的高增長主要是受益于我國先進軍機的大幅放量，長期來看，我國的航空鍛造企業已逐步具備與國際巨頭在技術和市場上競爭的實力，一方面將顯著受益于國內民航飛機的列裝，另一方面將受益于競爭力增強帶來的國際航空轉包業務的份額提升。 關鍵假設關鍵假設：以2030年實現我國國防實力與現階段經濟實力相匹配的目標，我們首先保守假設美軍除四代機之外其余機型保有量不變，四代機每年按照FY2022財年85架的采購規模持續列裝（10年新增850架，遠小于W

33、orld Air Force 2021中F35系列戰機2071的計劃采購總數）。再保守假設到2030年我國各類飛機總量達到美軍的80%。 軍機市場軍機市場：未來十年中國新增三代機、四代機分別為1090架和1055架左右，各類直升機3550架，大型運輸機490架，特種飛機1000架左右，合計價值量在2 2. .6262萬億萬億。 軍用航發市場軍用航發市場：按軍用飛機發動機價值占比25%，軍用飛機125%的備發率（軍用航空發動機全壽命費用分析研究：按規定備用發動機約占已裝用的發動機的25%-50%）估算，未來十年我國軍用發動機的前裝市場合計為82018201. .4141億元億元。 圖表圖表 1：

34、未來十年中美主要戰機預測：未來十年中美主要戰機預測 機型機型 國別國別 20202020 2021E2021E 2022E2022E 2023E2023E 2024E2024E 2025E2025E 2026E2026E 2027E2027E 2028E2028E 2029E2029E 2030E2030E 三代機 美國 2186 2186 2186 2186 2186 2186 2186 2186 2186 2186 2186 中國 659 768 877 986 1095 1204 1313 1422 1531 1640 1749 四代機 美國 492 577 662 747 832 91

35、7 1002 1087 1172 1257 1342 中國 19 125 230 336 441 547 652 758 863 969 1074 數據來源：中泰證券研究所，World Air Force 2021，美國歷年國防預算 圖表圖表 1：未來十年我國軍機市場空間：未來十年我國軍機市場空間 機種機種 發動機種類發動機種類 發動機發動機數量數量 飛機飛機數量數量 單價單價 （億元）（億元） 合計合計 （億（億元）元） 美國同類美國同類機型機型 單價（百單價（百萬美元）萬美元） 財年財年 固固定定翼翼飛飛機機 三代機 殲-10 渦扇-10 1 430 2.1 903 F-16C/D 25.

36、8 FY1997 殲-11 渦扇-10 2 90 3.5 315 F-15A 55 FY1999 殲-15 渦扇-10 2 70 4.2 294 F/A-18E/F 79.2 FY2022 殲-16 渦扇-10 2 500 4.5 2250 F-15EX 111.2 FY2022 四代機 殲-20 渦扇-15 2 805 8.5 6842.5 F-22 181.1 FY2009 殲-35 渦扇-19 2 250 5.5 1375 F-35 110.0 FY2022 特種飛機 渦扇-18、渦扇-20 2 1000 6 6000 KC-46A 178.6 FY2022 大型運輸機 渦槳-10、渦扇

37、-20 4 490 6 2940 KC-46A 178.6 FY2022 直直升升機機 武裝直升機 渦軸-10、渦軸-16 2 1775 1.5 2662.5 AH64E 26.7 FY2022 通用/運輸直升機 渦軸-10、渦軸-16 2 1775 1.5 2662.5 AH64E 26.7 FY2022 合計 7185 26244.5 數據來源：中泰證券研究所，World Air Force 2021，美國歷年國防預算 圖表圖表2424：未來十年中美主要戰機預測未來十年中美主要戰機預測圖表圖表2525：未來十年我國軍機市場空間未來十年我國軍機市場空間20 （三）軍用市場：需求大幅釋放，行業

38、基本面持續改善（三）軍用市場：需求大幅釋放，行業基本面持續改善 主機廠合同負債大增主機廠合同負債大增，下游需求大幅釋放下游需求大幅釋放。2021年上半年部分主機廠（中航沈飛、航發動力和洪都航空）合同負債大幅增長，表明有大額合同訂單落地。截止2021年三季度末，中航沈飛合同負債環比減少了17.49%，航發動力環比減少了7.51%，洪都航空環比減少了6.31%。與此同時，相關主機廠存貨并沒有大幅增長，表明主機廠產品交付較為順利。主機廠合同負債表明下游需求正大幅釋放，產品順利交付有力地保證行業景氣度的順暢傳導。 行業現金流改善明顯行業現金流改善明顯，企業經營狀況大幅改善企業經營狀況大幅改善。目前主要

39、企業特別是中下游企業現金流改善明顯，未來整個行業現金流狀況有望隨著產品不斷交付而大幅改善。2021年上半年，下游主機廠的業績先行指標開始顯現，2021年6月9日，航發動力公告開展117億元的現金管理，2021一季報則只有44.38億元的貨幣資金。另外，各大航空主機廠紛紛上調與各自集團財務公司的存款限額，其中航發動力將存款限額從40億調整至100億；中航沈飛預計2021年的存款額將達到500億元，是2020年的5倍左右；中航西飛將存款限額從80億調整至140億；中直股份將存款限額從38億元調整至60億元。表明下游主機廠現金流改善明顯，這將極大地提升產業鏈企業的經營質量。 圖表圖表2626：航空主

40、機廠的部分主要財務數據航空主機廠的部分主要財務數據數據來源：中泰證券研究所，wind2020年末2020年末2021年二2021年二季度末季度末2021年三2021年三季度末季度末21Q3比20Q421Q3比20Q4增長率增長率2020年末2020年末2021年二2021年二季度末季度末2021年三2021年三季度末季度末21Q3比20Q421Q3比20Q4增長率增長率2020年半2020年半年度年度2021年半2021年半年度年度600760.SH中航沈飛47.29377.37311.62558.90%77.7852.2765.68-15.56%-32.8374.11600893.SH航發動

41、力28.05248.23229.58718.32%187.44257.51264.7541.24%-91.6787.60600316.SH洪都航空0.1772.9468.3439065.67%26.8335.8038.5343.63%-9.020.15000768.SZ中航西飛97.0144.2957.54-40.69%201.22236.75239.7619.15%-48.58-140.70600038.SH中直股份51.8838.0022.80-56.04%153.09152.94154.330.81%-9.96-6.48合同負債（億元）合同負債（億元）存貨（億元）存貨（億元）經營性活動現

42、金凈流經營性活動現金凈流量（億元）量（億元）公司名稱公司名稱證券代碼證券代碼21 （三）民用市場：民機和民用航發市場空間廣闊（三）民用市場：民機和民用航發市場空間廣闊 民航和通飛市場民航和通飛市場：根據中航工業集團發布的民用飛機和通用飛機市場預測，預計2021-2040 年間，中國需要補充民用客機7646 架，其中寬體客機1561架，窄體客機5276架，支線客機809架。預計總價值量為64702億元。預計到2040年，我國通用飛機市場固定翼飛機機隊占比將增長至74.3%。預計新增通用飛機的價值量為17785億元。 民用航發市場：民用航發市場：若按發動機價值占比20%和備發率110%估算，我國2

43、021-2040 年的新增發動機市場需求達到14234.6億元。通用航空發動機市場需求達到3912.6億元。 圖表圖表 1：2021年年2040年全球民用客機需求結構年全球民用客機需求結構 圖表圖表 2：2021年年2040年中國民用客機需求結構年中國民用客機需求結構 數據來源：中泰證券研究所，民用飛機中國市場預測（2021-2040） 數據來源：中泰證券研究所，民用飛機中國市場預測（2021-2040） 圖表圖表 1：未來未來二二十年我國新增十年我國新增民民機機市場測算市場測算 機種機種 數量數量 代表機型代表機型 單價（億單價（億元）元） 總價（億元）總價（億元） 寬體寬體客機客機 156

44、1 波音 787 18.2 28410 窄體窄體客機客機 5276 波音 737 6.5 34294 支線客機支線客機 809 ARJ21 2.5 1998 合計合計 7646 64702 數據來源：中泰證券研究所，民用飛機中國市場預測（2021-2040），波音官網，商飛 圖表圖表 1：通用航空市場預測（億元）：通用航空市場預測（億元） 類型類型 20202020 年末年末機隊機隊 ( (架架) ) 20402040 年末年末機隊機隊 （架）（架） 未來未來 2020年（架）年（架） 代表機型代表機型 單價單價 總價總價 噴氣公務機 204 2989 2808 灣流 550 3.25 912

45、6 渦槳通用飛機 305 2748 2462 新舟 600 1 2462 民用直升機 923 10771 9872 EC-135 0.5 4936 活塞通用飛機 1385 26422 25215 運-5 0.05 1260.75 其他 75 1335 1274 總計 2892 44266 41632 17784.75 數據來源：中泰證券研究所，通用航空市場預測年報（2021-2040） 圖表圖表2727：未來未來2020年我國民航飛機需求預測（架）年我國民航飛機需求預測（架）數據來源：中泰證券研究所,民用飛機中國市場預測（2021-2040）圖表圖表2828：未來未來2020年我國民航飛機市場

46、測算年我國民航飛機市場測算數據來源：中泰證券研究所,民用飛機中國市場預測（2021-2040），波音圖表圖表2929：未來未來2020年我國通用航空市場測算（億元）年我國通用航空市場測算（億元）數據來源：中泰證券研究所,通用飛機中國市場預測（2021-2040）22 （三）國際轉包市場每年約（三）國際轉包市場每年約150150億元左右億元左右 航空“轉包”生產是全球航空飛機及發動機制造商普遍采用的一種基于“主制造商-供應商”的供應鏈合作模式。按照國際航空發展規律，航空飛機及發動機產品的輸出方(如波音、GE等)至少得向輸入市場轉包生產不低于20%的零部件轉包生產份額，即“補償貿易額度”。近年來，

47、國際與國內航空轉包市場不斷發展，2019年，國際航空轉包市場規模達235億美元，國內民用航空零部件轉包市場規模達19億美元(以人民幣匯率1:6.46計算)，占比達8%以上。據前瞻產業研究院統計，2020年受疫情影響，空客公司的飛機交付數量由2019年的863架減少到566架，同比下降34%；而波音年總交付量僅為157架，進一步大幅下降58%，創下了自1977年以來年度交付量的最低紀錄。訂單層面，2020年波音新增訂單184架，取消訂單655架，凈訂單為-471架，同比下降295%；2020年空客新增訂單383架，取消115架，凈訂單268架，同比下降65%。這也同樣使得航空零部件轉包受到影響。

48、據前瞻產業研究院測算，到到20262026年年，我國民航零部件轉包市場規模將達到我國民航零部件轉包市場規模將達到167167億元億元。 圖表圖表 1 1：20212021年年20402040年全球民用客機需求結構年全球民用客機需求結構 圖表圖表 2 2：20212021年年20402040年中國民用客機需求結構年中國民用客機需求結構 數據來源：數據來源：中泰證券研究所中泰證券研究所，民用飛機中國市場預測（民用飛機中國市場預測（20212021- -20402040） 數據來源：數據來源：中泰證券研究所中泰證券研究所，民用飛機中國市場預測（民用飛機中國市場預測（20212021- -204020

49、40） 圖表圖表3030：未來未來2020年全球民航飛機需求預測（架）年全球民航飛機需求預測（架）數據來源：中泰證券研究所,民用飛機中國市場預測（2021-2040）圖表圖表3131：國際航空零部件轉包國內市場規模（億元）國際航空零部件轉包國內市場規模（億元）數據來源：中泰證券研究所,前瞻產業研究院23 （三）按形態分類的航空鍛件市場空間（三）按形態分類的航空鍛件市場空間 據鍛壓行業的回顧與展望，鍛件約占飛機機體重量的20%，約占發動機重量的40%以上。 據愛樂達招股書，飛機零部件價值約占飛機總價值量的30%，據2016年三角防務公開轉讓說明書，鍛件在飛機構件中價值占比約6%-9%。 據201

50、6年三角防務公開轉讓說明書，鍛件在航空發動機部件中價值占比15%-20%。其中，據航宇科技招股書，環鍛件價值占比約為6%；據航空發動機結構設計分析的研究，航空發動機葉片占整個發動機價值的30-35%左右。對葉片而言，精鍛葉片成本相對較低，在航空發動機葉片中占11%的價值量，據此估算精鍛葉片價值占比約為3.575%。剩下的為盤軸類鍛件，價值占比約為7.925%。 圖表圖表3232：航空鍛件分類（從左至右：機身鍛件、機匣環鍛件、鍛造葉片、盤軸類）航空鍛件分類（從左至右：機身鍛件、機匣環鍛件、鍛造葉片、盤軸類）數據來源：中泰證券研究所,公開資料整理圖表圖表3333：航空鍛件未來十年年均市場空間（億元