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航空发动机万亿市场空间,高端发动机国产化仅差一步,踏上巅峰
老范说评 / 2021-05-06 17:55 发布
今天这篇文章我想仔细跟各位朋友从商业投资的角度说一说发动机市场里面的投资机会。
堂主提出竞争力投资理念,最主要的原因是受到时代的影响,当M国扼住华为芯片的脖子,的时候,当国产出口竞争的时候,当看到这两种情况所带来的不一样的经济后果的时候,才明白,仰人鼻息的高科技公司都是扯淡,最安全的投资一定是能够自己掌握核心科技的科技型企业。
在上一篇文章中,堂主就提到过航空发动机的行业特性,高投入,高科技,高壁垒。
航空发动机的竞争格局是目前世界范围内具备军用航空发动机研制能力并形成产业规模的国家仅有美、俄、英、法、中五大联合国常任理事国,具备商用大涵道比涡轮风扇发动机研制能力并形成产业规模的则仅剩美、英两国三大巨头企业及其合资公司。
不过没有提到过航空发动机的市场空间,悄悄告诉你们这个行业是个万亿市场,每年的存量超过千亿。只要突破高端水准,就几乎是像我们普通百姓搞到了一个金饭碗。
所以才有了堂主差一步,踏上巅峰,的说法。
但是这一步之差,天悬地隔。
航空发动机的研制需要综合工程热力 学、气体动力学、燃烧学、传热学、固体力学、强度振动、现代控制理论、材料学、冶金、 加工制造、试验测试等几乎所有现代技术门类来实现,是一个十足的高技术行业。
而我国一开始就是走了一个仿制创新的路径,一开始并未有很深的基础,不过到底还是在2002 年实现自主研制。
反观世界第一台发动机起源于1842年,最新一代的涡轮发动机理论也是在1960年。
而中国第一台活塞式发动机落后世界近 50 年,第一台涡轮喷气发动机落 后世界约 16 年,第一台涡轮风扇发动机落后世界4年(但第一款投入量产的涡轮风扇发动机落后世界 44 年),且早期涡轮喷气和涡轮风扇发动机的研制生产均为国外型号的引进仿制、缺乏自主研制和独立的技术攻关;
航空发动机虽然会被人称为工业皇冠上的明珠,但是其本身并没有什么神奇的地方,也不存在不可逾越的障碍。美英发动机技术先进首先是因为起步早,还在二战之后的几十年里持续投入海量的资源,有着一流的人才长期耕耘,经历过无数的失败,才创造出这样的工业奇迹,为人类翱翔蓝天插上了强壮的翅膀。
因此,我们现阶段在航发领域的落后是非常正常的,如果仅靠国家微薄的投入(相比美英)和短时间的积累,就在航发领域能比肩美英,甚至超越,反而是违反工程常识的。工程实践是没有捷径可言的,必须扎扎实实的一步一个脚印走下去。人家之前做过的预研,走过的弯路,栽过的跟头都是宝贵经验,如果我们花费足够的时间和精力,不吃几次亏,是不可能达到相同的水平。
当然我们国家也并不是对航空发动机的现状视而不见,2016 年 8 月,中国航空发动机集团在北京成立。
航发集团的成立有助于改变过去发动机型号依附于飞机型号的格局,赋予发动机研制以更大的自主权和自由度,使得我国航空发动机研制可以更加充分的走出一条从基础研究、到型号预研、再到型号项目工程研制的完全自主正向设计道路。
在近期发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》中,又着重对航空发动机和燃气轮机予以了单独列示,并明确提出“推进民用大涵道比涡扇发动机 CJ1000 产品研制,突破宽体客机发动机关键技术,实现先进民用涡轴发动机产业化”。
经过近几十年的发展,中国国防军工行业已经形成了一条军民融合、功能完备的航 空发动机产业链。产业链主要环节包括:设计研发、加工制造(原材料)、加工制造(零 组件)、整机集成交付、运营维修等。
我国航空发动机的研制始于上世纪六十年代,大致经历了三个阶段。
第一阶段
第一阶段是60年代至80年代中期,这一阶段主要特征是引进国外发动机仿制结合自主研发,其中代表型号是涡喷-6和涡扇-9。涡喷-6是在苏制Pд-9Б喷气发动机基础上仿制而形成的第一个发动机系列型号,涡扇-9是西安航空发动机公司根据从英国罗尔斯·罗伊斯公司引进的斯贝MK202发动机试制而成的,代号为WS-9。
第二阶段
第二阶段是80年代中期至90年代末期,这一阶段以自主研发为主,代表型号有涡喷14型发动机和涡扇-10系列发动机。涡喷14又称“昆仑”发动机,是我国自行研制的第一台具有全部知识产权的中等推力级加力涡轮喷气发动机。涡扇-10系列发动机简称WS-10,代号“太行”,是由中国航空研究院606所研制的国产第三代大型军用航空涡轮风扇发动机,也是中国第一台大推力涡轮风扇发动机。
第三阶段
第三阶段是2000年初至今,经过近50年的发展,已经建立了相对完整的发动机研制生产体系,具备了涡桨、涡喷、涡扇、涡轴等各类发动机的系列研制生产能力,并向世界先进水平迈进。
航空发动机首先最重要的两个因素是推动力、稳定性,经济效益。
在军用方面,我们会更倾向于主要提高推动力,稳定性,但是民用方面会更加兼具经济效益。
军用的发动机寿命用个200小时可能就行了,经过检修以后再决定是否要更换还是继续使用,但是民用的得20000个小时的寿命保障才行。
如果说中国不具备军用方面的航发能力,那么我们帅气的歼20又是怎么体现威慑力的。
但是军用始终会受制于和平时期军费预算等问题,所以才在上一篇文章中说到,中国航空发动机一定要有了世界一流的商业航空发动机的能力才能说具备投资价值。
而只有到了民用才会真正的出现经济价值。
但是,民用大飞机的"先进"同军用完全是两个概念。军用航空发动机或许要侧重于最大推力、推重比等性能,但民用发动机却侧重在可维护性、燃油经济性、使用寿命等领域,一台在军用领域广受赞扬的发动机到了民用领域可能就变成了"噪音过大、油耗过大"的次品……
CJ1000A是长江发动机的第一型发动机,也是第一款国产商用大推力发动机,也是国产大飞机C919的国产发动机,涵道比约为9,推力13-14吨。对标的是通用公司的LEAP-1C发动机,LEAP-1A和B型分别是A320系列与波音737系列使用的发动机,LEAP是国际上典型的第四代大推力发动机。
CJ-1000A的直径1.95米,长3.29米。涵道比约为9,推力约13-14吨。风扇扇叶采用三维宽学,顽劣设计,数量为18片,材料为,tC4钛合金,低压压气机为三级,高压压气机为十级。CJ-1000A结构复杂,由约35000个零组件组成。参与研发的单位达到24家之中,为了试制与装配首台整机,花费了18个月时间,可见其难度之大。
CJ1000A的风扇直径约为1.95m,叶片数量为18片,采用小展弦比三维宽弦空心叶片,叶片材料为TC4钛合金,内部采用“瓦伦”空心结构,超塑成形(SPF)/扩散连接(DB)工艺,风扇机匣采用硬壁包容设计,低压压气机为3级。
我们再看一下LEAP系列发动机:风扇叶片直径为78英寸(约为1.98m),叶片数量为18片,低压压气机为3级。这里重点提一下LEAP采用的先进三维编织树脂模型传递成型的风扇叶片。这种风扇叶片是三维碳纤维编织物,碳纤维并不是简单层叠在一起,而是采用三维技术编织形成网状结构,使其更加坚固,然后注入树脂并在高压容器内固化,不仅重量轻,耐久性好,抗外物打伤能力强、抗振动性能好,而且容易形成复杂型面的叶片。所以尽管两者的风扇与低压压气机在气动效率上基本处于同一水平,均达到了第四代大发的性能指标。
但在材料应用上,CJ1000A距离LEAP有明显差距,仅相当于国际第三代大发的风扇材料水平。
CJ1000A就是要实现中国航发大推的从无到有。不过据目前堂主从市面上找到的消息也是说法不一,有说2023年实现部署C919的,有说2025年的,也有2030年的。
从堂主的角度来看,投资军工最好是军民两用的赛道,所以如果中国航空发动机没有实现商用领域的自主可控,那么便不会再看相关的机会。
如果各位看官能够找到军工领域有军民两用的企业,且同时是垄断性质的企业,可以留言分享,一起探讨。
至此军工领域的投资短时间便不会再看了。还是得重回医药,科技两大领域寻找具备竞争力的企业,进行跟踪投资。