1、1. 顶层逻辑1.1 国际形势复杂化国际形势：全球不稳定因素不断增加 十九大以来，习总书记多次提到“当今世界处于百年未有之大变局”。放眼全球，经历过中美贸易战、新冠疫情、石油黑天鹅、能源危机以及俄乌战争等事件后，全球的不稳定性因素在增加，国与国之间的关系变得敏感而复杂，经济全球化下的供给产业链面临重大挑战。当前我国边境摩擦事件时有发生，台海局势日趋紧张，以及孟晚舟事件时刻都在警醒着，中国无法在这百年未有之大变局中独善其身。我们亟需加强自身国防实力，以应对未来可能出现的安全威胁。 中美博弈将长期而反复 自奥巴马时期起，美国开始关注到中国的崛起，并不断调整自身国防战略，首次提出了针对性较强的亚太再
2、平衡战略。到特朗普时期，首次挑起了中美贸易战，并对中国怀疑涉军企业进行了技术封锁。到拜登时期，明确提出了中国是美国最强的竞争对手，民主党颁布了针对性更强的2021 战略竞争法案（草案）；2022 年 5 月 23 日，拜登政府进一步向中国周边布局，拉拢一众亚太国家构建以美国为主导的印太经济框架，预计中美之间的博弈将长期而反复，短期内难以有较大转变。图1：三届美国总统任期内对中国战略变化数据来源：美国国防战略报告、对冷战后美国大战略的考察：目标设置、威胁界定与战略实践，百度百科，美军南海军事活动与闯入台湾海峡已成为常态化 2021 年，美军在南海地区保持高强度军事活动，以航母、战略轰炸机、核动力
3、潜艇为代表的战略武器编队长期出没于南海地区，对中国形成前所未有的武力威慑，根据南海战略态势感知计划统计，美航母打击群和两栖戒备群 12 次进入南海，较 2020 年至少翻了一番，攻击型核潜艇全年至少有 11 艘先后出现在南海及其周边海域；并且对南海地区保持频繁的海空抵近侦察 1200 架次，数次进逼至距中国大陆领海基线 20 海里。据南海战略态势感知计划统计，2021 年美海军 5 次闯入南海岛礁领海域，美军舰 12 次穿越台湾海峡。后续更是伙同西方以及日本、印度等国家数次在南海展开联合军演，预计美军在南海以及台海地区军事行动将日趋频繁，军事斗争紧张态势将会长期持续。图2：2016年至2021
4、年美海军闯入南海岛礁领海域12海里海域统计表（次）图3：美军舰穿越台湾海峡统计表（次）资料来源：SCSPI，资料来源：SCSPI，1.2 新“三步走”战略，确保 2027 年实现建军百年奋斗目标在党的十九大报告中，习总书记提出了新时代国防和军队建设的新“三步走”发展战略，在 2020 年军队基本实现机械化、自动化；在 2035 年基本实现国防和军队现代化；到本世纪中叶把人民军队全面建设成世界一流军队；将原来的“三步走”发展战略目标实现时间提前了 15 年，这是适应世界新军事革命发展趋势和国家安全的需求。在新时代下，特别是中美博弈加剧、国际环境日趋复杂情况下，加强国防实力建设是保证自身发展安全的
5、关键。 十四五规划和 2035 远景目标建议明确指出要加快国防和军队现代化，实现富国和强军相统一；同时提到加快机械化信息化智能化融合发展，全面加强练兵备战，提高捍卫国家主权、安全、发展利益的战略能力，确保 2027 年实现建军百年奋斗目标，两个 “加快”预示着对军队建设上将会加大新装备投放以及装备智能化升级，武器装备的升级与投放。“十四五”期间同时也是衔接 2035 实现国防和军队现代化以及到本世纪中叶把人民军队全面建设成世界一流军队长期目标的关键时期，为了让国防实力与经济实力相匹配，军费支出占 GDP 比重预计将逐步上升。图4：国防建设新“三步走”战略以及中长期目标数据来源：人民网、新华社等
6、，1.3 全球各国均在提升国防预算支出中国国防实力与经济实力不匹配 世界经济和战略重心继续向亚太地区转移，亚太地区成为大国博弈的焦点，给地区安全带来不确定性。特别是美国强化亚太军事同盟，加大军事部署和干预力度，给亚太安全增添复杂因素。当前，中国已发展成为世界第二大经济体，国防实力与经济实力不匹配，面对日趋严峻的地区安全风险，要依据国家经济发展水平和国防需求，合理确定国防费规模结构，坚持国防建设与经济建设协调发展。 2022 年中国今年军费预算为 1.45 万亿元，同比增长 7.1%，增幅比去年上调 0.3 百分点，军费预算增幅突破 7%。作为世界第二大经济体，中国军费占 GDP 比重长期保持
7、2%以下， 2021 年占比为 1.75%，较 2020 年下降了 0.06pct，与其他世界军事强国俄罗斯（4.08%）、美国（3.48%）、韩国（2.78%）、印度（2.66%）、英国（2.22%）、澳大利亚（1.98%）相比，占比远低于俄罗斯与美国，同样低于韩国、印度、英国、澳大利亚等经济体量不如中国的国家。国防实力与经济实力仍有较大差距，国防开支占 GDP 比重仍有较大的提升空间。图5：2021年世界主要国家军费占GDP比重（）图6：我国国防支出预算及同比增速（亿元，）资料来源：iFinD，资料来源：iFinD，2. 行业投资逻辑向业绩驱动转变2.1 行业投资逻辑回归基本面行业的投资逻
8、辑已发生重大改变。“十二五”后期，在军改预期刺激下，行业景气度达到顶峰，随后炒作预期破灭，板块估值迅速降温。到“十三五”时期，题材炒作破灭后，估值开始逐步消化，部分军工集团开始推动旗下优质企业上市，提高集团资产证券化率，同时开启多轮股权激励计划，刺激业绩增长。进入“十四五”阶段，行业进入国防装备更新换代关键期，同时也是衔接 2035 实现国防和军队现代化以及到本世纪中叶把人民军队全面建设成世界一流军队长期目标的关键时期，行业业绩释放，景气度不断攀升。至此，国防和军工行业的投资逻辑已完成由原来的“题材炒作”向基本面转变。 图7：军工投资逻辑回归基本面资料来源：整理图8：国防和军工行业投资逻辑变化
9、（）资料来源：iFinD，2.2 军工行业业绩持续兑现2021 年，军工行业 111 家上市公司（以下简称军工行业）实现营业收入 5039.67 亿元，同比增长 13.31%；实现归母净利润 309.40 亿元，同比增长 25.66%。军工行业 2021 年业绩延续“十三五”末期高景气，归母净利润增速维持 20%以上。2022Q1，军工行业 111家上市公司（以下简称军工行业）实现营业收入 1033.88 亿元，同比增长 12.75%；实现归母净利润 74.75 亿元，同比增长 15.77%，两项业绩均维持较快增长。展望未来行业进入“十四五”装备放量期，业绩有望持续创新高。 图9：军工行业近五
10、年营收及增速（亿元，）图10：军工行业近五年归母净利润及增速（亿元，）资料来源：iFinD，资料来源：iFinD，2022Q1，军工行业应收账款为 1870.25 亿元，同比增长 22.02%，；存货为 2639.43 亿元，同比增长 12.33%；预收账款+合同负债为 1939.96 亿元，同比增长 47.90%。步入“十四五”时期，军工行业应收账款、存货、合同负债均实现快速增长，行业景气度不断提升。 图11：军工行业近五年应收账款、存款、预收账款+合同负债情况（亿元）图12：军工行业近五年应收账款、存款、预收账款+合同负债变动（） 资料来源：iFinD，资料来源：iFinD，2.3 行业估
11、值在低位申万国防和军工板块从年初至今已回撤 24.14%。当前申万国防和军工 PE（TTM）为 52.26 倍，处于近十年 12.33%分位水平，远低于近 10 年平均值 85.78 倍，行业估值被低估。从军工企业近期公布的业绩数据看，大部分中上游企业业绩实现高增，大部分下游主机厂合同负债同比大幅增长，行业景气度仍然向好；当前行业基本面与业绩已出现一定错配，行业具有较高的投资价值。 图13：申万国防和军工近十年市盈率-TTM情况（截至2022年6月2日）资料来源：Wind，整理3. 国企三年改革行动进入收官之年3.1 国企改革进度有望提速国企改革三年行动 2020 年 6 月 30 日，中央全
12、面深化改革委员会第十四次会议审议通过了国企改革三年行动方案（20202022 年）。 国有企业改革三年行动是未来三年落实国有企业改革“1N”政策体系和顶层设计的具体施工图，同时明确了国企改革三年行动的目标要求和重点任务。改革行动的有序推进，对做强做优做大国有经济，增强国有企业活力、提高效率，加快构建新发展格局，都具有重要意义。 国企改革三年行动主要目标及重点任务 通过实施国企改革三年行动，在形成更加成熟更加定型的中国特色现代企业制度和以管资本为主的国资监管体制取得明显成效，在推动国有经济布局优化和结构调整上取得明显成效，在提高国有企业活力和效率上取得明显成效，做强做优做大国有资本和国有企业，增
13、强国有经济竞争力、创新力、控制力、影响力、抗风险能力。 表 1：国企改革三年行动目标要求 内容 1 国有企业要成为有核心竞争力的市场主体。 2 国有企业要在创新引领方面发挥更大作用。 3 国有企业要在提升产业链供应链水平上发挥引领作用。 4 国有企业要在保障社会民生和应对重大挑战等方面发挥特殊保障作用。 5 国有企业要在维护国家经济安全方面发挥基础性作用。 资料来源：国资委官网,同时，国企改革三年行动方案（20202022 年）也强调了八个方面的重点任务，内容涉及制度、布局、混合所有制改革、提高效率、监管机制、公平竞争等。 表 2：国企改革三年行动聚焦八个方面的重点任务 内容 1 完善中国特色
14、现代企业制度，形成科学有效的公司治理机制。 2 推进国有资本布局优化和结构调整，发展实体经济，推动高质量发展，提升国有资本配置效率。 3 积极稳妥推进混合所有制改革，促进各类所有制企业取长补短、共同发展。 4 激发国有企业的活力，健全市场化经营机制，加大正向激励力度，也由此提高效率。 5 形成以管资本为主的国有资产监管体制，进一步提高国资监管的系统性、针对性、有效性。 6 推动国有企业公平参与市场竞争，强化国有企业的市场主体地位。 7 推动一系列国企改革专项行动落实落地。 8 加强国有企业党的领导党的建设，推动党建工作与企业的生产经营深度融合。 资料来源：国资委官网，3.2 军工集团资产证券化
15、率稳步提升，市场资金注入打开企业收入空间自国企改革方案实施以来，十大军工集团不断引入优质市场资金，借资本市场之力提高自身生产与研发能力，多数军工集团总资产规模有较大提升，以中国电子科技集团为例，公司总资产从 2015 年的 2207 亿元，上升至 2021 年 Q3 的 5451 亿元，复合增速达 16%。多年来军工集团着力推动旗下优质公司上市，鼓励旗下公司注入优质资产，引入战略投资者，提升集团资产证券化率；多数军工集团旗下上市公司总资产规模实现快速增长，复合增速超过集团资产规模增速，资产证券率稳步提升，以航空工业集团为例，集团 A股上市公司总资产规模从 2015 年的 3481 亿元上升至
16、2021 年的 9229 亿元，复合增速达18%，远超集团总资产规模复合增速，资产证券化率从 2015 年的 37%上升至 2021 年的75%，预计 2022 年在国企改革三年计划收官之年，各大军工集团资产证券化率会进一步提升。 表 3：近七年十大军工集团总资产、旗下 A 股上市公司总资产和资产证券化率情况（亿元，）军工集团 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 CAGR 集团总资产 4444 4740 5178 6797 8317 9123 10251 15% 中核集团 上市公司总资产 3220 4082 4469 4839 5365 5923 6461 1
17、2% 资产证券化率 72% 86% 86% 71% 65% 65% 63% 集团总资产 3572 3872 4106 4360 4775 5188 6087 9% 航天科工 上市公司总资产 331 406 444 514 578 639 687 13% 资产证券化率 9% 10% 11% 12% 12% 12% 11% 集团总资产 9339 8679 8711 9480 10086 10520 12383 5% 航空工业 上市公司总资产 3481 3661 4926 6113 6656 7453 9229 18% 资产证券化率 37% 42% 57% 64% 66% 71% 75% 集团总资产
18、 7106 7672 7871 8051 8627 8797 9730 5% 中国船舶 上市公司总资产 3157 3397 3531 3537 3574 4469 4708 7% 资产证券化率 44% 44% 45% 44% 41% 51% 48% 集团总资产 3368 3693 3780 3960 4284 4399 4862 6% 兵器工业 上市公司总资产 760 999 1065 1191 1270 1392 1525 12% 资产证券化率 23% 27% 28% 30% 30% 32% 31% 集团总资产 3919 3604 3672 3327 3399 3584 3923 0% 兵器
19、装备 上市公司总资产 1247 1480 1491 1363 1421 1697 1866 7% 资产证券化率 32% 41% 41% 41% 42% 47% 48% 集团总资产 2207 2495 3047 3548 4031 4516 5451 16% 电子科技 上市公司总资产 604 759 950 1116 1264 1521 1741 19% 资产证券化率 27% 30% 31% 31% 31% 34% 32% 集团总资产 2478 2542 2631 2768 3275 3497 3944 8% 电子信息 上市公司总资产 1132 1167 1266 1307 1306 1564
20、2212 12% 资产证券化率 46% 46% 48% 47% 40% 45% 56% 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021Q3 CAGR 集团总资产 2385 2571 2883 3230 3487 3840 4537 12% 航天科技 上市公司总资产 462 596 647 677 926 972 1039 16% 资产证券化率 19% 23% 22% 21% 27% 25% 23% 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021H1 CAGR 集团总资产 1168 1263 1327 1421 1593 1628 1851 9% 航发
21、集团 上市公司总资产 596 619 647 666 764 790 1054 11% 资产证券化率 51% 49% 49% 47% 48% 49% 57% 资料来源：iFinD，在市场资金不断注入下，大部分军工集团营业收入规模有所提升，军工集团借市场资金提高生产能力与研发能力，在 2015 至 2021 年期间，大部分军工集团营业收入出现不同程度提升。 图14：2017-2021十大军工集团营业收入情况（亿元）资料来源：iFinD，3.3 股权激励下企业营收向好国企改革三年行动2010 年至 2022 年 3 月，军工集团旗下 A 股上市公司累计展开 48 次股权激励计划（其中3 次还未正式
22、实施），其中涉及 35 家上市公司，累计激励人数超 3.4 万人，已展开股权激励公司占军工集团旗下 A 股上市公司总数的 37%。经统计发现，国企改革三年计划启动后股权激励数量明显提升，2020 年以来计划实施股权激励次数达 22 次，占统计期内总数的 46%，后续随着国企改革三年行动接近临近收官，股权激励次数有望进一步提升。 表 4：近十年十大军工集团旗下 A 股上市公司股权激励情况（截至 2022 年 3 月末）军工集团 人数（人） 激励方式 有效期（年） 实施时间 中核科技 91 股票 6 2021 中核集团 中国核建 392 股票 6 2020 中国核电 535 期权 10 2019
23、锐科激光 335 股票 5 2021 航天科工 航天长峰 125 股票 6 2021 航天信息 558 股票 5 2016 中航重机 115 股票 5 2020 航空工业 中航沈飞 80 股票 5 2018 中航产融 233 股票 6 2020 贵航股份 29 期权 5 2015 深南电路 145 股票 5 2019 天虹股份 177 股票 5 2014 中航光电 1182 股票 5 2019 中航光电 266 股票 5 2017 飞亚达 135 股票 5 2021 飞亚达 128 股票 5 2019 中国船舶 中国动力 854 期权 5 2017 中国动力 146 股票 5 2014 内蒙一
24、机 161 股票 6 2021 兵器工业 北方导航 108 期权 5 2020 凌云股份 81 股票 5 2017 长安汽车 1280 股票 6 2021 长安汽车 203 期权 5 2016 兵器装备 中光学 419 股票 5 未实施 中光学 103 股票 6 2019 东安动力 243 股票 5 2022 四创电子 373 股票 5 未实施 电科数字 310 期权 5 2021 电科数字 140 期权 5 2014 东方通信 97 期权 5 2013 天奥电子 88 股票 6 未实施 杰赛科技 215 股票 10 2020 电子科技 海康威视 9933 股票 10 2022 海康威视 63
25、41 股票 10 2018 海康威视 2989 股票 10 2016 海康威视 1181 股票 10 2014 海康威视 590 股票 10 2012 太极股份 153 股票 5 2015 卫士通 335 股票 10 2020 东信和平 87 股票 5 2013 航天科技 航天彩虹 272 股票 5 2022 航天彩虹 约 50 股票、期权 5 2014 中国软件 540 股票 6 2022 电子信息 上海贝岭 200 股票 5 2021 上海贝岭 100 股票 6 2019 振华科技 375 期权 5 2019 中国长城 982 期权 5 2021 中国长城 594 期权 5 2018 资料
26、来源：iFinD，股权激励下企业创收能力稳定提升经统计，军工集团旗下 A 股上市公司在股权激励实施当年以及随后两年内，过半数营收增速在 10%以上，80%以上公司营收增速为正；在股权激励实施一年后，实施股权激励公司营收增速均为正。在股权激励刺激下，公司营收能力稳步提升。 图15：近十年十大军工集团旗下股上市公司股权激励后三年营收增长率()资料来源：iFinD，经统计，2010 年至 2022 年 3 月期间，股权激励实施后三年净利润复合增速大于 10%的公司占总比例为 65%，其中，净利润复合增速大于 30%的公司占总体比例为 19%，净利润复合增速在 10%至 30%之间的公司占比为 46%
27、。股权激励启动后，小部分公司业绩实现大幅增长，大部分公司经营能力稳步提升。 图16：股权激励实施后三年净利润复合增速情况()资料来源：iFinD，股权激励下股价走势趋好从股价走势看，2010 年至 2022 年 3 月期间开启股权激励的军工集团 A 股上市公司中，在开启股权激励后的第一年涨幅达 30%以上的公司只占总数的 37%；但是在开启股权激励后的第二年有所改善，累计涨幅达 30%以上的公司占比达 58%；到了开启股权激励的第三年，累计涨幅达 30%以上的公司占比仍为 58%，但累计涨幅达 100%以上的公司占比大幅提升，从第一年的 20%提升至第三年的 42%。开启股权激励后的军工集团
28、A 股上市公司股价走势逐渐向好。 图17：股权激励实施后三年净利润复合增速情况()资料来源：iFinD，国企改革在提速 国企改革有加速迹象。近期，有三项对行业影响较大事件公布，（1）中航证券增持中航高科和中航光电；（2）中航电子与中航工业机电系统股份有限公司( 简称“中航机电”)正在筹划由公司通过向中航机电全体股东发行A 股股票的方式换股吸收合并中航机电并发行 A 股股票募集配套资金；（3）国务院国资委制定印发提高央企控股上市公司质量工作方案（以下简称方案），对提高央企控股上市公司质量工作作出部署。三项事件分别从资金、合并行动、政策三个方向增强了投资者对行业的信心，对行业长期的投资价值应该保持
29、乐观。4. 聚焦优质细分赛道军工行业是典型的计划性经济行业，受益于“十四五”初期订单兑现，行业景气度不断提升；展望未来 5-7 年，为实现建军百年奋斗目标，行业具备军队需求确定性，预计军工行业将迎来长期高景气。 从 2021 年前三季度数据可以看出航空装备和军工电子板块业绩率先爆发，其中，下游主机厂订单和业绩增长最为明显，充分认证了航空板块的需求确定性，后续预计下游业绩景气度会向中上游传递，但是由于采购和现金流入存在时间差，上下游业绩景气度存在一定差异。展望 2022 年下半年，进入“十四五”产能扩张期，优先选择高景气，同时具备业绩高增长持续性的飞机制造、航发产业链、军用信息化。4.1 飞机制
30、造：军民两用需求空间庞大军用：空中实力差距悬殊 我国各类军机数量上与美、俄仍存在较大差距，军机数量亟需提升。根据World Air Forces 2022统计，我国现役军机（包括：加油机、教练机、特种飞机、运输机、战斗机、直升机）总数为 3,285 架，占全球比重为 6%；美国为 13,246 架，占全球比重为 25%；俄罗斯为 4,173 架，占全球比重为 8%。从飞机总数上看，中国军机数量不到美国的 1/4，比俄罗斯少近 1000 架；我国数量最多的战斗机只有 1,571 架，而美国有 2,717 架，数量只有美国的 57.34%，其余各类军机数量与美国差距明显。为应对未来复杂多变的环境，
31、我军亟需补全各类型飞机的差距，飞机制造需求有望进一步提升。 图18：2021年我国现役军机与美、俄差距明显（架）资料来源：World Air Forces2022，民用：国产替代打开需求空间中国商飞首批合同订单可追溯到 2021 年。2021 年 3 月 1 日，中国东方航空作为国产大飞机 C919 全球首家启动用户，与中国商飞公司在上海正式签署 C919 大型客机购机合同，首批引进 5 架，东航将成为全球首家运营 C919 大型客机的航空公司。这是东航继成功组建一二三航空公司运营国产 ARJ21 飞机之后，在“十四五”开局之年，以“先行者”姿态，在国产大飞机的引进与商业运营上迈出的“重要一步
32、”。 中国东航在 5 月 11 日公布公司拟以非公开发行募集资金 105 亿元用于引进 38 架飞机，机型包括 4 架 C919 飞机、24 架 ARJ21-700 飞机、6 架 A350-900 飞机及 4 架 B787-9 飞机，按照空客公司、波音公司网站上最新公布的目录单价及中国商飞提供的目录单价计算，上述 38 架飞机的投资总额共计 43.82 亿美元，约折合人民币 289.24 亿元。本次引进的 38 架飞机预计于 2022 年-2024 年交付。后续随着 C919 交付完成，国内客机市场将形成空客、波音、中国商飞三足鼎立格局。 表 5：波音公司和空客公司最新发布的产品目录单价及中国
33、商飞提供的目录单价序号 飞机型号 生产商 数量（架） 目录单价（亿美元） 目录单价（亿人民币） 1 C919 中国商飞 4 0.99 6.53 2 ARJ21-700 中国商飞 24 0.38 2.51 3 A350-900 空客公司 6 3.17 20.95 4 B787-9 波音公司 4 2.93 19.31 资料来源：中国东航:2022年度非公开发行A股股票预案，展望未来，国产商用飞机市场可观。中国航空市场正在从高速增长转向高质量增长，2021年 09 月 28 日，中国商飞发布了中国商飞公司市场预测年报（2021-2040），报告指出未来二十年中国航空市场将接收 50 座级以上客机 9
34、,084 架，价值约 1.4 万亿美元（以2020 年目录价格为基础）。其中 50 座级以上涡扇支线客机 953 架，120 座级以上单通道喷气客机 6,295 架，250 座级以上双通道喷气客机 1,836 架。到 2040 年，中国的机队规模将达到 9,957 架，占全球客机机队比例 22%，成为全球最大的单一航空市场。单通道客机在当前亦或是未来都是客机市场主流，后续随着国产替代率提升国产客机订单增量可期。 飞机制造商订单饱满 “十四五”期间，军方单位首先下订单到下游主机厂，主机厂预收账款与合同负债实现大幅增长。验证下游主机厂是否进入高景气，一般可以通过预收账款+合同负债是否出现大幅度增加
35、作为依据。以中航沈飞和中航西飞为例，需求增加拉动业绩大幅增长。图19：中航沈飞合同负债+预收款项情况（亿元）图20：中航西飞合同负债+预收款项情况（亿元）资料来源：iFinD，资料来源：iFinD，4.2 航空发动机：“现代工业皇冠上的明珠”，长赛道厚积薄发航空发动机是为航空器提供飞行动力的装置，也是航空器的“心脏”，是保证航空器飞行性能与安全的关键部件。航空发动机的构造与运作原理高度复杂，涉及材料和机械制造等众多基础科学的交叉融合，典型的涡轮喷气发动机核心部件包括进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管，零部件多达 3 万多个；运作环境要求高温、高压、高转速而整体上又要求其重量轻、可靠性高、寿命
36、长等，研发难度极高，因此被誉为“现代工业皇冠上的明珠”。航空发动机是衡量一个国家科技水平、军事实力以及综合国力的重要标志之一。 航空发动机分类 人类最早发明的航空发动机是活塞式发动机，从 1903 年发明的第一架飞机到二战结束，活塞式发动机是当时飞机的主要动力来源。从第二次世界大战结束一直到现在，由于活塞式发动机的功率和结构已到达设计瓶颈，出于对航空发动机高功率、低重量的追求，性能更高的航空燃气涡轮发动机逐渐取缔了活塞式发动机，成为航空动力的主导者。目前主流的航空发动机为涡轮喷气式发动机、涡轮风扇式发动机、涡轮螺旋桨式发动机、涡轮轴式发动机和螺旋桨风扇发动机，其中使用最广泛的是涡扇发动机；还有
37、两种无压气机的发动机，冲压喷气式发动机和脉动式发动机，由于用途有限，暂不作讨论。图21：航空发动机的分类资料来源：百度百科，航空发动机产业特征航空发动机所涉及的学科和技术领域几乎涵盖各个技术领域的尖端技术，是典型的知识、技术密集的高科技产品，同时附加值极高，可同时带动电子、先进材料、特种加工、冶 金、化工等产业发展，科技溢出效益极强。航空发动机产业同时具备技术门槛高、高投 入、长周期、高回报等特点。技术门槛高。航空发动机需要在高温、高寒、高速、高压、高转速、高负荷、缺氧、振动等极端恶劣环境下，到达数千小时的正常工作寿命，这就使得航空发动机的研制对结构力学、材料学、气体动力学、工程热力学、转子动
38、力学、流体力学、电子学、控制理论等学科都有极高要求。表 6：航空发动机各项难点难点 内容 在航空式发动机中，最关键的压气机、燃烧室、涡轮组成发动机的核心机。涡轮驱动压气机以每秒上千转的转速高速旋转，进入发动机的空气在压气机中逐级增压，多级压气机的增压比可达 25 以上。增压后的空气进入发动机燃烧室，与燃油混合、燃烧。要保持航空发动机设计之难 燃油火焰在以 100m/s 以上高速流动的高压气流中稳定燃烧，同时要保护燃烧室火焰筒壁不被高温燃气烧蚀，光靠选择耐高温材料和耐热涂层还不够，还要通过燃烧室结构设计，采取冷却手段，降低燃烧室筒壁温度，保证燃烧室正常工作。从燃烧室出来的高航空发动机材料之难 航
39、空发动机制造之难 温、高压燃气流驱动涡轮叶片以每分钟数千转甚至上万转的转速运转，通常涡轮前温度要超过涡轮叶片材料的熔点。 发动机最关键的是压气机、燃烧室和涡轮。特别是涡轮，在工作过程中，现代喷气发动机的涡轮叶片通常要承受 16001800的高温，同时还要承受 300m/s 左右的风速，以及由此带来的巨大的空气压力，在这种极为恶劣的工作环境下可靠工作成千上万个小 时。如此恶劣的工作环境远远超出一般金属材料的能力，为此需要其他特殊的材料。这就是定向凝固高温合金、单晶、金属间化合物、金属基复合材料和陶瓷基复合材料，如碳化硅纤维增强的陶瓷基复合材料，使用温度可达 1500，远远超过超合金涡轮叶片的使用
40、温度（1100）。 航空发动机的制造涉及材料、结构、焊接等众多难度极高的工业技术。如喷气式发动机上大量使用高强度材料和耐高温合金，零部件精度要求达到m 级，叶片型面复杂，燃烧系统和加力系统薄壁焊接零件多，大量使用定向凝固、粉末冶金、复杂空心叶片精 铸、复杂陶瓷型芯制造、钛合金锻造、微孔加工、涂层与特种焊接等先进制造技术。如航空发动机整体叶盘，每个原始毛坯成本约二三十万，加工到成品要经过几十道工序、数百次换刀、上千次进退刀。A4 纸大小的整体叶盘叶片最厚 2mm，最薄处只有 0.20.3mm，绝不允许有任何瑕疵。再如涡轮叶片需要精细设计制造出多通道空心涡轮叶片，利用气膜冷却降低叶片表面温度，以便
41、发动机上叶片在极端苛刻的工作环境下满足发动机工作的需要。 资料来源：浅谈航空发动机产业的主要特点以及瓶颈技术，高投入。每一代航空发动机的研发都需要大量经费的投入。据统计，美国在 1950-2000年间用在航空涡轮发动机上的研究和开发投入就超过 1000 亿美元。1988-2017 年间，美国对两个项目 IHPTET（综合高性能涡轮发动机技术）和 VAATE（“通用经济可承受涡轮发动机）计划投入 87 亿美元。GE 和罗罗等公司每年科研投入就高达 10 亿美元以上。F119作为典型四代发动机，研发费用就高达 31 亿美元，而在其基础上研发的 F135 发动机，研发费用更是高达 90 亿美元。 研
42、发周期长。据航空发动机研制全寿命管理研究及建议研究，航空发动机的生命周期一般经历三个阶段，分别是预先研究、工程研制、使用发展，其中，预先研究需要 12年，工程研制需要 18 年，预研与研制阶段合计需要 30 年；后续才进入使用发展阶段，并大批量装备。 高回报。每次航空发动机技术的突破都带动了关联技术领域的进步，日本曾作过一次 500余项技术扩散案例分析，发现其中 60%的技术源于航空产品。作为高端制造业，航空发动机对下游产业也有着巨大的带动作用：一是对机械、仪表、电子、材料、冶金、化工等上游产业发展的带动作用；二是对航空运输业、旅游业、城市交通基础设施建设、物流等产业发展的诱导作用；三是对改善
43、国民经济各部门资源配置、提高效率等的推动作用。 航空发动机产业的高投入也为各大厂商带来高回报，据中航商发测算，按照以单位重量计的价格，航空发动机、民用客机、台式计算机、汽车和船舶的比例为 1400：800：300： 9：1，是工业部门目前附加值最高的产业。 图22：工业附加值情况资料来源：中航商发，军用航空发动机发展回顾以及未来趋势 据航空涡轮发动机现状及未来发展综述（焦华宾，莫松）研究，燃气涡轮发动机发明，使航空工业发生了一场革命，飞机的速度、高度和机动性出现了历史性飞跃，飞机从亚声速跨入了超声速飞行的新时代。纵观航空涡轮发动机的发展历程，军用航空涡轮发动机技术的发展始终引领着先进航空发动机发展方向，自 20 世纪 40 年代初以来，军用航空涡轮发动机已研制发展了四代并逐步向第五代跨越，第六第七代发动机已经在研发过程中。 从发动机性能上看，推重比从第一代的 3-4 提升至第五代的 12-15，涡轮前燃气温度从第一代的
