1大飞机:技术前沿与经济价值的双重象征
1.1大飞机产业链具备经济与技术溢出效应
大飞机一般指150座级以上、起飞重量超过100吨的运输类飞机。国外大飞机的典型代表在民用领域包括波音737、空客A320等窄体客机(主要用于中短程航线,座位通常以2+3或3+3的布局排列,即两侧各有两或三个座位,中间是通道)及波音747“空中女王”、波音777、波音787“梦想飞机”以及空客A380、A350等宽体客机(主要用于长途航线和高密度航线,宽体客机的座位布局通常为2-5-2、3-4-3、3-5-3等,两侧各有多个座位,中间有两个或更多通道)。目前我国大飞机主要有中国商飞(COMAC)开发的产品包括窄体单通道中短程商用飞机C919飞机(2017/5/5首飞)和宽体长程商用飞机C929(研制中),据《南华早报》2024年5月报道,C939宽体客机的研发工作已全面启动。
大飞机产业具有巨大战略意义与潜在经济价值。1)军民用技术分野逐渐模糊,民用大飞机最初由军用型号衍生。如波音研制的B-52、B-17等战略轰炸机在二战后通过军品技术商业化,最早发展民品并打开喷气式飞机的民用市场。此外,E-3空中预警指挥机、E-8对地攻击指挥机和RC135大型电子侦察机号称美国特种飞机中的“三剑客”,是以波音707客机为平台改装而成。由此,军民兼用是航空业自我发展的基石。2)大飞机产业链具有显著的经济“乘数效应”。根据《国内外智能制造的发展及对我国商用航空发动机发展的启示》,按照产品单位重量创造的价值计算,航空产品是各种交通运输产品中附加值系数最高的,假设船舶的附加值系数为1,则汽车为9,大型飞机为800,航空发动机为1400。据美国兰德智库研究,大飞机研制及其核心技术衍射到相关产业可以达到1:16的技术转移比和1:12的就业带动比。航空业是技术、资本、知识密集型产业,具有高附加值、长链条、宽辐射与连带效应强等特点,带来的技术及经济的溢出效应难以估量。
1.2全球:波音空客双雄争霸
1.2.1竞争格局:波音空客呈现“双寡头”格局
目前全球大飞机行业集中度高,呈现出波音、空客“双寡头”局面。据航空产业网,2023年波音公司交付商用飞机528架,空客公司交付735架;波音公司累计交付31622架,空客公司累计交付22983架。根据波音及空客公司官网,受737MAX停飞事件影响,2023年空客订单总数2094架,高于波音1456架。据各航司数据推算,2023年波音系列商用飞机交付量约占全球总量38.04%,空客系列约占全球总量52.95%,两公司占据九成以上市场份额。2023年商飞交付量达24架,占比约为1.73%。
B737系列与A320系列分别为波音与空客的主流机型。在窄体客机市场,波音737系列和空客320系列的垄断地位进一步巩固;在宽体客机市场,波音相继推出777和787,空客陆续推出A330、A340、A350和A380,尤其是“梦想飞机”787和“空中巨无霸”A380的研制生产,进一步推动了商用飞机产业链的全球化。世界干线飞机市场基本被波音、空客“平分天下”。
1.2.2波音沉浮:军机起家,民航立业,百年民航领军企业迎来巨大挑战
研制试产时期(1916年-1966年):军机起家,军方及政府对波音技术发展产生深远影响。波音公司由威廉·波音创立于1916年,最初名为太平洋航空制品公司,后于1917年改名为波音公司。公司起初以生产军用飞机为主,并涉足民用运输机领域。二战爆发后波音公司开始研制大型轰炸机,约八成订单来自美国军方,其中包括B-17、B-29与B-52等重要机型。1957年,在KC-135空中加油机的基础上,波音公司成功研制了首架喷气式民用客机波音707,标志波音开启“7系列”时代,此后陆续发展了波音727、737、747、757、767、777、787等一系列型号,逐步确立了全球主要商用飞机制造商地位。批产提速阶段(1967年-1979年):由“军”转“民”,产品不断迭代占据先发优势。20世纪六十年代后,随着世界政治格局变化,波音的主要业务由军用飞机转向商用飞机,开始全盘考虑设计及制造过程,采取了一系列措施提升生产速率。该阶段波音B737系列飞机生产速率从不到1架/月提升到6架/月,生产速率在小幅震荡中缓慢提升。
稳定发展阶段(1980年-1997年):持续进行资源整合,不断增加生产线。波音已经取得产品及市场的成功,为了提升自身生产管理能力,对飞机制造战略进行了大调整。该阶段波音B737系列飞机生产速率从8架/月提升到11架/月,生产速率大幅震荡中有提升。创新发展阶段(1998年-2018年):面对空客冲击,兼并收购巩固市场地位。20世纪80年代末90年代初,波音在民航市场上的霸主地位受到空客冲击,为了巩固地位1997年波音完成对麦道公司的兼并,合并后的波音公司已成为世界上最大的民用及军用飞机制造商。21世纪初,波音公司通过收购通用汽车下属的休斯电子公司航天和通信业务部,成为世界上最大的商业卫星制造商。本阶段波音特别注重科技创新,积极布局各类前沿技术。该阶段波音B737系列飞机生产速率从24架/月提升到48架/月,生产速率快速提升。挑战期(2018年):波音737MAX安全事故频发,产品质量及公司声誉受到挑战。2018年10月印尼航空公司的737MAX8客机坠毁,以及2019年3月埃塞俄比亚航空公司同一型号客机的空难,引发全球对737MAX系列飞机安全性的密切关注,该机型在全球范围内被停飞近两年。美国联邦航空管理局(FAA)在2020年11月解除了对737MAX的禁飞令,2024年1月,美国阿拉斯加航空公司的一架波音737MAX9型客机在飞行过程中应急舱门脱落,美国联邦航空管理局FAA再次宣布暂时停飞美国的171架波音737MAX9飞机,并要求进行进一步的安全检查。
1.2.3空客崛起:技术创新,市场支持,抓住机遇顺势而上
空客的快速崛起得益于技术创新、国家和区域的政策支持和有效的专业化分工与合作。1)1970-2000年:空客以市场导向进行创新研发,构建多国分工模式,各国通过财政支持与市场支持助力成长。空客公司以A300项目起步,基于各国技术经验与工业基础创造多国分工的全新研制模式,形成法国图卢兹飞机产业集群以及遍布全球的供应链体系。A300及后续机型通过减轻自重、升高机舱地板、使用数字化电传操纵系统等方式提高产品营利性,以适应市场需求。各国在飞机研制初期整合欧洲市场提供订单支持,后期在美国市场开拓期间,欧盟通过补贴化解欧美贸易摩擦并干预波音、麦道合并,为空客的发展创造了空间。根据《空客崛起的政治基础——技术整合、市场拓展与战略性企业的成长》,1994年,空客的年度订单量达到125架,首次超过波音的111架。1995年左右,空客完成了占据全球市场30%的初始战略目标;1996年,空客已经实现盈利,成功越过盈亏平衡点。
2)2001-2021年:欧洲一体化升级,空客登顶。随着欧洲一体化升级,空客多国分工模式强化,多元融资框架逐渐形成,欧盟通过积极开展飞机外交有效保护了空客的市场空间。A380和A350两种机型的研发标志着空客已经拥有了世界上最为先进的超大型客机研制的技术实力,多国分工模式进一步强化。欧洲国家以更多元化的方式为空客提供融资支持,其中包括通过区域多边开发银行——欧洲投资银行提供资金支持。欧盟在2004-2019年欧美补贴终端不断升级的过程中积极维护空客公司,并利用国家经济外交的力量帮助空客拓展区外市场。21世纪初,新兴亚洲市场快速发展,成为空客与波音市场争夺的新战场,欧洲国家积极开展“飞机外交”。根据环球时报,2003年空客首次在交付量上超越波音,占当年全球飞机交付量的52%。根据新华网,2022年空客的飞机订单和交付量里连续四年领先波音,主要系空客在中国市场上表现亮眼,交付量是波音的十倍以上,空客正式走到民机行业顶峰。
1.2.4前车之鉴:庞巴迪等后来者因缺少市场、产业链不完善无法立足
庞巴迪公司靠CRJ支线系列脱颖而出,但因无订单支持、研发成本巨大等因素C系列被迫售出。庞巴迪公司于1989年启动CRJ支线飞机项目,由于产品成本性能优势与市场竞争较小大获成功。在此基础上,公司启动C系列飞机研发,其定位介于支线和干线之间,100-150座级产品与波音737、空客A320重合,并同时与巴航工业E系列形成竞争,被迫“双线作战”。庞巴迪公司面临三重压力:1)波音空客的竞争策略;2)CRJ项目业务缩水导致营收下降,而C系列研发费用高,公司财务负担加重;3)国际市场壁垒:进入美国和南美市场时受到波音和巴西航空利益集团抵制。最终庞巴迪不得已出售C系列和CRJ系列飞机项目,退出商用飞机市场。
印尼的航空工业过度依赖国内资金政策补贴,没有形成完善的产业链,最终在面临国内资金短缺、出口市场萎缩等情境下丧失竞争优势。20世纪70年代,印尼虽在技术基础、资本积累以及员工技术层次方面都十分薄弱,但时任国家研究技术部部长的哈比比仍坚持发展航空制造业。新加坡、韩国、巴西和中国都是首先通过提供零部件制造与维修服务,并且通过长期技术积累后,才进入整机组装阶段,最后再开始自主制造飞机。而印尼一开始就先进入整机组装阶段。而后由于印尼国家政治经济体制改革及亚洲金融危机等因素,印尼飞机工业公司逐渐被冲垮。根据《高技术产业全球价值链研究》的分析:1)国内市场:印度尼西亚的飞机制造工业长期无限制地依赖于政府的政策扶持,只有提高自身效率并生产高质量、低价格的飞机,才能保住国内市场。2)国际市场:印尼航空制造业在发展的初期阶段,把出口的重心放在亚洲国家上,但近年来亚洲新兴经济体的飞机制造业发展迅速,这些新兴经济体不仅能满足国内的需求,而且还出口到其他亚洲国家,同印尼在第三国市场上展开了激烈竞争。
1.3我国:大飞机行业C919即将进入量产时代
1.3.1大飞机背靠国家顶层设计与完整产业链支持
我国民用大飞机产业发展漫长曲折,先后经过测绘仿制、艰辛探索、以市场换技术、重回自主研制四个阶段,目前我国大飞机已具备批量生产能力,产业迈入加速期。1)测绘仿制:参照苏联安—24研制的运7飞机,分别于1970年、1984年实现首飞、取得适航证,中国民航开始使用国产飞机;2)艰辛探索:经过1970-1980十年探索,运十飞机于1980年首飞,为航空工业积累了经验与技术;3)用市场换技术:1985年、1996年我国先后与美国麦道公司和空客公司合作,分别研发生产了MD82/90、AE100,中国航空工业初步掌握了干线飞机总装、测试、试飞等技术;4)自主研制:2002年后我国重回自主研制之路,确定了“支线ARJ21-窄体C919-宽体C929”三步走战略。ARJ21于2014年底取得中国民航局型号合格证,2017年取得中国民航局生产许可证,目前已经正式投入航线运营。C919于2017年5月成功首飞,2022年9月获得型号合格证,2023年5月圆满完成首次商业飞行。
我国政府制定了明确的总体规划与发展布局,通过政策支持等调动创新主体积极性,支持我国大飞机产业“展翅高飞”。2006年,大飞机项目成为重大专项;2021年发布的《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》中明确指出,要推动C919大型客机示范运营和ARJ21支线客机系列化发展。2024年7月,《上海市关于支持民用大飞机高端产业链发展促进世界级民用航空产业集群建设的若干政策措施》出台,重点关注四大领域:1)结构大部段和复合材料子链:推动相关产品及材料项目落地大飞机园,形成与大飞机总装制造的“门对门”配套;2)机载系统子链:重点推动机载系统、子系统及重点产品研制,强化机载系统研发、测试和集成能力,加快实现取证装机;3)发动机子链:重点推动民用航空发动机用原材料、锻铸件、元器件、核心零部件及子系统、短舱等研发、制造、系统集成,加快构建绿色设计、智能制造、维修保障融合的批产配套体系;4)制造装备子链:重点推动复材加工设备、检测检验设备、智能化总装产线、新型工装设备等研发制造,掌握大飞机零部件先进制造技术及工艺,协同提升大飞机批产效率。
中国商飞是实施国家大型飞机重大专项中大型客机项目的主体。中国商飞成立于2008年5月11日,目前前三大股东国资委、上海国盛、中航工业分别持股49.8%、20.9%、10.0%;股东涵盖中国铝业、宝物特钢、中国建材,支撑商飞进行飞机研制制造。商飞旗下子公司涵盖飞机客户服务、工业制造,具有产业链掌控能力。据航空产业网,商飞董事长于2024年5月出访赛峰发动机,赛峰表示将全力以赴支持商飞C919产能爬坡,此次出访或为后续C919量产做准备。
1.3.2民机研制渐成体系,C919即将批量交付
目前,ARJ21已进入批产阶段;C919逐渐进行订单交付,批产在即;C929项目进入详细设计阶段。中国商飞于2017年获得ARJ21生产许可证,根据商飞官网,CRJ21已进入批产阶段,目前累计交付127架。C919于2022年取得型号合格证和首机交付,截至2024年8月已交付7架。C929项目正按当初设计稳步推进中,据上海航空器适航审定中心副主任、C919型飞机型号合格审定审查组组长揭裕文披露,中国商飞正开展C929适航申请前的相关工作,预计年底向民航局提出型号合格申请。根据商飞官网,C929宽体客机将拓展至280座,航程12000公里,主体结构复合材料使用将占50%以上,碳排放预计降低60%。
商飞形成民机产业链,上海与商飞共同建设“一园一谷”,紧抓大飞机批产提速和规模化系列化发展机遇,预计C919在5年内年产能规划将达到150架/年。上海积极进行产业园建设与布局,目前已建设浦东、闵行、临港产业集聚区,分别打造研发高地、机载系统研发高地、总装制造高地与航空发动机制造高地。2019年起,上海与中国商飞共同建设大飞机创新谷,打通创新链;打造大飞机产业园,对标法国图卢兹航空谷。根据航空工业官方信息,C919大型客机批生产条件能力(二期)建设项目落地上海市浦东新区,总建筑面积约为33万平方米,包含总部装厂房、零件总库和停机坪等设施。项目建成将全面提升C919生产能力,满足大型客机未来批量化生产需求,商飞计划未来C919总体年产能提高到150架,极大提升订单履行能力和市场竞争力。当前C919在基本型的基础上不断推出改型,或在技术与量产方面较为成熟,预计近两年处于C919产能快速爬坡期,产业链有望受益。
C919兼具性能优势和价格优势,截至目前确认及意向订单等累计1761架,批量交付后有望逐步打开国内外市场。根据维基百科,目前C919累计订单达1761架,其中确认订单808架,占总数45.9%;意向/谅解备忘录593架,占总数33.7%。南航、东航、国航是目前C919订单量最大的客户,分别订购120、105、100架飞机。2023年9月,东航下单100架C919,今年4月,南航、国航相继下单100架,三大航司订单预计于2024-2031年期间分批交付。根据人民网,与波音737MAX系列和空客A320系列飞机相比,C919在性能参数相差不大的前提下价格较低,具有较高性价比。C919预计进入量产阶段,依托国内市场的增量需求,随着我国研发制造能力的不断提升,商飞有望成为全球民机行业破局者。
1.4三大因素铸就行业高壁垒,国产大飞机有望破局
壁垒一:研发成本高规模效应显著,受市场容量影响新机型盈亏平衡难。根据《民航大飞机制造业进入壁垒及竞争行为分析》,20世纪70年代,道格拉斯公司和洛克希德公司几乎在同时启动了DC-10和L-1011飞机的开发,并先后在1971和1972年交付使用,交付量均达上百架仍未达到盈亏平衡点。根据《国际民用航空制造业的发展路径》,飞机制造公司每开发一个机型,通常情况下需要售出300架以上才能达到盈亏平衡点。按照每架飞机平均亿元计算,要实现盈亏平衡需要达到营业收入亿元水平。根据商飞预测,我国将成为全球最大单一航空市场,C919在手订单充足。根据商飞预测,预计到2042年,中国航空市场将拥有9969架客机,其中单通道喷气客机7126架,双通道喷气客机1926架,喷气支线客机917架。中国航空市场将成为全球最大单一航空市场,引领未来全球航空市场增长。截至目前C919确认及意向订单等累计1761架。
壁垒二:大飞机系统集成复杂,供应链整合能力要求高。以波音制造的B-747为例,整个产线由约1500个大型企业,15000个中小企业提供超过400万个分系统或零部件,供应商跨域65个国家。大飞机制造业是极为复杂的系统集成产业,涉及数千家供应商和数百万零部件,行业早期进入者已经积累了一定的专利、人才和生产经验,产品经过市场考验,在技术上成熟度更高,因此议价能力更高。商飞已建立起围绕“主制造商-供应商”模式下的三类供应商体系(I类供应商、II类供应商、III类供应商)。根据供应商的研制能力,C919机体部件主要由国内供应商承制,包括雷达罩、机头、机身、机翼等等。对于发动机及主要机载系统,则要求国外供应商同国内相关企业开展合资或合作,以期提升国产比例。
壁垒三:存在政策及贸易壁垒,国外适航证取证难度提升。适航条款及取证难度增加对民航客机进入市场的时效性和成本造成不利影响。1975年苏联研制的伊尔-76没有获得欧美民航当局的适航认证,无法获取民用航空主流市场的认可,只能放弃进军民航市场,用作军用运输机。国产大飞机发动机、分系统集成商和机载设备供应商均为全球行业巨头,产品有较强的说服力,对于国产大飞机进入国际市场有推动作用。中美双方签订适航互认协议范围或有逐步放开趋势。2017年10月17日,基于中美《双边航空安全协议》(BASA)的《适航实施程序》(IPA)正式生效,两国民航产品全面对等互认,内容涵盖适航审定在设计批准、生产监督活动、出口适航批准、设计批准证后活动及技术支持等方面的合作。根据新闻报道,民航上海审定中心主任顾新称商飞已经为C919向欧洲航空安全局提出适航申请,为潜在出口订单布局准备。2024年5月中欧航空安全年会召开,会上就推进中欧民航适航审定领域合作等事项进行友好协商。8月10日据中国香港《南华早报》,欧盟监管机构在对C919客机进行实地认证考察后,“欧盟航空安全局(EASA)代表团给予积极反馈”,欧盟C919飞机适航审定或将提速。
2国内外需求维持高景气,百亿蓝海市场蓄势待发
2.1全球:航空市场维持高景气度
根据中国商飞预测,全球喷气客机机队年均增长率4.0%,到2042年底全球客机数量达到48455架,机队规模同比2023年增长119.9%。根据中国商飞预测,2023-2042年全球航空旅客周转量将保持3.8%的增速,到2042年达到20.2万亿客公里;全球喷气客机机队年均增长率4.0%;全球将有43644架新客机交付(年均交付2182架),17217架客机退役(占目前现役客机机队的78.2%),到2042年底全球客机数量达到48455架。从机型占比来看,到2042年,单通道喷气客机机队占全球的比例依然最高,为73.7%。
全球市场空间:根据中国商飞预测,预计2023-2042年,全球新增客机价值空间约为6.5万亿美元。根据商飞预测,未来20年,受到现役机队的更换需求及航空市场新增需求的推动,2023-2042年,全球预计将有43644架喷气客机交付,总价值将近6.5万亿美元(折合平均单价1.49亿美元/架)。73.9%的客机为单通道喷气客机,16.8%为双通道喷气客机,9.3%为涡扇支线客机;根据价值量划分,单通道喷气客机占比60.0%,双通道喷气客机所占比例为36.8%,涡扇支线客机仅占3.2%。
2.2国产替代:我国民航市场空间广阔
2.2.1我国预计未来二十年成就万亿美元航空市场
中国航空市场将成为全球航空重要增长引擎,预计2023-2042将有约9171架新机交付,价值约1.4万亿美元,约占全球新机交付价值总量的21.8%。根据中国商飞发布的《中国商飞公司市场预测年报2023-2042》,2023-2042年全球预计将有约48455架新机交付,价值约6.5万亿美元,中国的航空公司将接收其中的9171架新机,市场价值约1.4万亿美元。到2042年,中国占全球客机机队规模将达到9969架,其规模占全球机队比例的20.6%。随着国产民机的持续投入市场和区域运力供给的优化,将有力促进中国从民航大国转变为民航强国,进入发展质量提升和格局拓展的新阶段。
根据商飞、空客及波音预测年报,预计我国客机交付未来二十年将实现万亿美元市场。1)量:根据商飞、空客及波音发布的预测年报进行平均测算,平均来看我国未来二十年交付新机中单通道喷气客机、双通道喷气客机及涡扇支线客机数分别达6980、1537及624架;2)价:根据商飞预测年报,单通道喷气客机、双通道喷气客机及涡扇支线客机单价分别为1.21、3.26、0.51亿元/架。
2.2.2全球民航供需缺口逐渐拉大,商飞有望成为第三大供应商
受供应链零部件短缺影响,波音与空客供需缺口逐步拉大。受地缘政治、劳动力短缺等因素影响,全球航空业零部件短缺和交货延迟等供应链问题频出,2020年后航空运力复苏速度无法匹配需求恢复程度,波音与空客供需缺口逐渐拉大。2023年波音新增飞机需求达1314架,交付量为524架;空客新增飞机需求达2094架,交付量为735架。
十年后各大航司将陆续退出老旧机型,C919有望填补机队空白。根据国内三大航司公司官网,目前国内机队平均机龄约为9年,其中C919竞争机型A320系列三大航司平均机龄分别为9.15年、9.1年、9.3年;B737系列三大航司平均机龄分别为10.23年,9.1年,10.2年。根据中国民用航空网,一般情况下常见机型的使用年限一般在25-30年之间,使用超过15年的飞机为高龄飞机,报废年龄飞机将被直接拆解,未报废高龄飞机可能会转卖给租赁公司或其他国家地方航司。考虑到各大航司订单采购时间跨度,预计各大航司将于十年后陆续对老旧飞机进行替换,十五年后到达替换高潮,国产大飞机有望填补此部分空白。
C919接连获南航、国航大订单,2024年或成国产大飞机全面量产元年。国内订单方面,中国商飞已经获得国内数家大航司大订单,东航于23年9月增订100架C919系列飞机,单价0.99亿美元;国航、南航于24年4月也宣布订购100架C919系列飞机。假设2023-2042年,窄体客机在机队中的占比保持不变,中国新增6451架单通道客机,全球新增32253架单通道客机。根据中国商飞的目录价格,C919基本型的公开市场报价为每架0.99亿美元,增程型为每架1.08亿美元,假设C919均价约1亿美元,则对C919未来二十年的市场空间进行弹性测算,C919中国市占率分别达到20%/30%/40%情况下,年均市场空间可达81.3/121.9/162.5亿美元;C919全球市占率分别达到5%/10%/15%情况下,年均市场空间可达70.6/141.2/211.8亿美元。
2.3大飞机产业链完善,涉及领域众多
在当前的全球航空制造业中,主制造商-供应商模式已成为行业标准,“主制造商-供应商”运作模式是中国商飞顺势而为的必然选择。根据供应商的研制能力,C919机体部件主要由国内供应商承制,包括雷达罩、机头、机身、机翼等等。对于发动机及主要机载系统,则要求国外供应商同国内相关企业开展合资或合作,以期提升国产比例。一是战略合作伙伴关系:主要是飞机动力装置,为飞机发动机提供型号平台,发动机也将直接影响飞机型号成功与否,这种战略合作伙伴关系是“主供模式”的顶层关系。二是风险合作伙伴关系:主要是关键性系统,比如航电、飞控、起落架等。无锡雷华与美国柯林斯合资,参与研制C919的通讯导航设备;又比如鸿飞公司是中航工业618所与霍尼韦尔公司成立的合资企业,负责提供C919飞控系统产品。风险合作伙伴关系一般要求供应商承担部分研发费用。三是一般供应商:不参与飞机研制,只提供成熟货架产品,如原材料、标准件等。有些产品会根据飞机总体要求做细微更改,如小的定制结构件等。
大飞机产业链长、涉及领域广,主要由研发设计—整机制造—营运使用三部分构成。从价值链看,从研发设计到售后服务的一系列环节构成价值“微笑曲线”。上游研发环节技术壁垒高,投资大,质量控制严格,成熟大型客机的研发和测试通常需要数年甚至数十年的时间;整机在制造环节可以拆分为机体制造、发动机、机载设备和其他,是整个产业链的核心部分;运营使用环节主要针对机场的建设、空管、地勤等服务环节,还包括一些延伸而来的衍生服务。随着大飞机行业逐步成熟并投入商业运营,产业链相关企业将显著受益,对电子工业、数控机床、锻造、冶金、复合材料、通用部件、仪器仪表等广泛下游领域带来较大需求拉动。
国内市场:商飞集团主导国产大飞机产业链,航发主导国产发动机产业链,各级供应商竞争格局稳定。国产大飞机产业链主要由五个环节组成,分别是上游原材料与元器件、中游分系统、下游整机制造和维修保障。大飞机总装以商飞为主,民用航发制造以航发商发为主。
3发动机:价值量占比高,关注长江系列发动机国产替代
3.1总装:市场集中度高,国产民用航发蓄势待发
国际航空发动机产业链呈金子塔格局,塔尖的总装企业处于垄断地位,对整条产业链产生辐射影响。整机制造商主要负责整体设计,控制发动机的核心技术,同时还负责发动机的总装集成、客户销售、后续维护保养等环节。整机制造商攫取航空发动机70%的附加值,具有较大的话语权,影响力辐射整条产业链。在全球范围内,以GE、RR、PW、SAFRAN为首的欧美少数几家头部企业瓜分市场近九成份额。他们凭借先发优势以及深厚的发动机独立研制能力,牢牢控制全球大型航空发动机的核心技术研发、销售及客户服务等全部市场。在我国航发产业链由航发集团主导,航发商发为民用领域主力军。
(一)国外市场:市场集中度高,GE、RR、PW三大厂商占据90%市场
GE、RR、PW三大厂商及其合资公司占据全球民航发动机90%市场,其中CFM独占窄体客机70%以上份额,GE与RR两强争霸宽体客机市场。根据《CommercialEngines2023》的数据,美国通用电气(GE)、普拉特·惠特尼(PW)、英国罗尔斯·罗伊斯(RR),以及由上述三家公司分别或共同创立的合资公司CFM(Safran/GE)、IAE(RR/PW)、EA(GE/PW)共六家公司,占据民航发动机市场份额90%以上。在窄体客机航发市场,CFM国际公司的LEAP系列发动机,因其具有优异的燃油经济性,在市场上具有不可动摇的地位,是波音和空客两大飞机制造企业交付和订单数量最多的供应商;在宽体客机航发市场,GE与RR两家公司不分伯仲,呈现出两强争霸的格局,GE市场份额目前领先,占据将近一半的存量市场。
(二)国内市场:民用航发领域蓄势待发
大飞机工程的实施为我国大涵道比涡扇发动机的研制带来了历史机遇,国产商用大飞机发动机“CJ1000A”仍在研制路上。国内巨大的民用航空发动机市场全部被国外产品垄断,即使国内研制的民用机型,也选用国外的发动机。GE、普惠、罗罗、赛峰等企业持续保持行业寡头垄断的发展格局,其中,C919的发动机采用CFM国际的LEAP-1C发动机;新舟60采用的是加拿大普惠公司的PW127J涡浆发动机;ARJ21采用的是GE公司的CF34-10A发动机。首先,大飞机工程将为国产大涵道比涡扇发动机带来基本的需求保障;其次,大飞机工程为国内航空发动机企业的国际合作创造了有利条件;最后,大飞机工程为国产大涵道比涡扇发动机的研制带来前所未有的关注和支持。国务院在批准大飞机工程立项的同时就明确了开展国产大飞机发动机研制。2009年,中航工业商用发动机公司成立(现已更名为“中国航发商用航空发动机有限责任公司”),作为大型客机发动机项目的责任主体和总承制单位,重点推进长江发动机CJ-1000A项目。
3.2航发控制系统:航发核心子系统,航空发动机的“大脑”
航空发动机控制系统是发动机的“中枢神经“和”大脑“,控制系统的优劣直接关系到航空发动机的性能和可靠性。发动机控制系统负责将飞行员的控制指令准确传达到发动机相关机构,实现对发动机的精确控制,保证发动机安全、可靠、稳定的工作,并获得最佳性能,对于发动机以及飞机的稳定运行起着至关重要的作用。航发控制系统主要由电子控制器、燃油泵、燃油控制器、限制器、执行元件、测量元件、燃油喷嘴和控制阀门等部件构成。
发动机控制系统经历了从机械液压式到数字电子式发展的过程。全权限数字式发动机控制系统(FADEC)为当前先进军、民用航空发动机所使用的标准控制系统。在FADEC系统中,发动机电子控制器EEC或电子控制系统ECU是它的核心,所有控制计算由计算机进行,然后通过电液伺服机构将控制指令转化为液压机械装置及各个活门、作动器的动作,从而实现对发动机硬件状态的调节。我国从80年代初进行了研究,掌握了机械液压控制、液压备份、模拟控制等相关技术,并在数字控制、数字全权限电子控制等领域取得了重大突破。未来航空发动机控制系统将向着轻量化、高速化、大负荷、长寿命、高可靠性、适应复杂环境要求的方向发展。
全球发动机控制系统行业内竞争日益激烈,行业整合趋势明显。由于发动机控制系统生产厂商的下游客户纵向一体化水平不断提升,业务逐步向上实现垂直整合,中小控制器件制造商面临销售风险。目前电子控制系统的主要厂商有法国的赛峰集团、英国航空航天系统公司、FADECInternational、美国的汉密尔顿标准公司、俄罗斯的UEC-Star等,其他控制器件的制造商主要有美国的沃德伍德、伊顿,以及东南亚的多家代工厂商。FADECInternational是由英国宇航系统公司和赛峰集团的合资企业,目前为A320、A330、A380、B737MAX、C919和B777X等飞机提供相关产品,产品应用覆盖波音、空客和商飞。
国内行业竞争格局稳定,航发控制与614所“软硬”结合,占据市场垄断地位。航发控制与614所同为中国航发集团直属单位。614所作为国内FADEC系统研制的主力军,主要从事发动机控制系统中的软件、电子等研制生产工作,承担了绝大部分国家重点型号、批产及预研任务,质地优良、盈利能力强,在军工资产证券化,科研院所加快改制的大背景下,614所作为试点单位,未来存在资产证券化空间。航发控制主要从事发动机控制系统中的机械液压执行机构核心部件的研制生产工作,与614所的产品构成一个完整的控制系统,优势互补,合作紧密。根据公司公告,国内民机方面,航发控制是发动机控制系统核心机械液压关键执行机构供应商,紧跟主机厂研制进度计划,确保完成型号研制和适航试验等任务。另外国内一部分新兴民营企业正试图开辟市场,包括晨曦航空等,在部分航空发动机控制系统的部组件上具备一定的研制生产能力。随着民营企业的进入,航空发动机市场竞争活力也将得到加强。
3.3重点公司推荐:航宇科技/航亚科技深度参与长江系列发动机研制
(一)航宇科技——航发环锻件优质民企,长江系列发动机环锻件主要研制单位
公司是国内航发环锻件主要研制单位之一,也是全球商用航发机匣及环锻件亚太区主要供应商之一。公司产品覆盖航空、航天、燃气轮机及能源锻件,核心产品应用主机型号包括波音737/747/777、空客A320等主流机型。2023年公司实现营收21.0亿元(yoy+44.7%),实现归母净利润1.9亿元(yoy+1.2%)。根据公司公告,目前C919使用的Leap-1C发动机,公司是该型号发动机环锻件主要供应商之一,同时也是国产航空发动机CJ1000/2000环锻件的核心研制单位。公司将受益于短期LEAP发动机放量及长期长江系列发动机国产替代。
(二)航亚科技——航发精锻叶片优质民企
公司是航发精锻叶片优质民企,基于LEAP发动机精锻叶片起家。公司目前产品覆盖LEAP系列发动机、GE90、CFM56系列等,应用于波音737、空客A320等主流机型。2023年公司实现营收5.44亿元(yoy+49.93%),实现归母净利润0.90亿元(yoy+349.61%)。根据公司公告,公司积极参与商发长江系列发动机冷端关键零部件、高低压新材料涡轮盘组件、CJ1000/2000压气机高压转子叶片等研制,有助于提升长江系列压气机叶片产品技术及工程化、产业化。
4机体结构:国产化程度较高,关注价值量高环节核心配套商
4.1原材料:一代飞机,一代材料,关注核心材料国产替代
“一代飞机,一代材料”。从航空历史的发展可见,从第四代飞机开始,以轻质铝合金为主导,辅以钛合金和复合材料,第五代飞机则以复合材料为主导,辅以铝合金和钛合金材料。波音787和空客A350使用复合材料比例均超50%。飞机上使用的复合材料主要是碳纤维增强树脂基复合材料,碳纤维比铝要轻,比钢要硬,采用复合材料可以明显减轻飞机的结构质量,提高飞机的综合性能。目前,国产大飞机主要有三款,ARJ21和C919已经实现航线商业运营,C929宽体客机正在研发。ARJ21飞机复材占比仅为2%,C919飞机复材占比达到12%,预计C929飞机的复材占比将达到51%。
C919以铝合金为主导,C929将以复合材料为主导。C919在中央翼、机翼、机身等主承力部段上使用了经ARJ21飞机成功验证的铝合金等成熟材料,在尾翼、后机身和襟缝翼上使用了复合材料,特别是在尾翼盒段和后机身前段上使用了国外先进的第三代中模高强碳纤维复合材料,在机身蒙皮和长桁结构中使用了第三代铝锂合金,可使飞机铝合金零部件质量减轻14%-30%,减重可使得每年飞机飞行费用减少2.2%以上。
C919机身材料目前仍依赖进口,部分实现国产化。目前C919机身材料主要系进口,供应商包括美铝、美国奥克宁科公司、维斯伯-蒂锐、东丽等。国产材料供应商方面,1)铝合金:中国铝业投资近20亿建设了C919大客机等项目配套的铝合金厚板生产线,用于批量生产机翼、尾翼和壁板,目前西南铝业已实现向C919客机批量供应铝合金锻件。此外,南山铝业也是国产大飞机C919项目的航空板主要供应商之一;2)钛合金:宝钛是C919大飞机项目的钛合金材料供应商之一,产品通过了波音、空客、罗罗等多家航司质量体系和产品认证的企业;为满足C919大飞机用钛材需要,西部超导定增募资10亿元,用于航空用特种钛合金扩能技改项目等;3)复合材料:中复神鹰、长盛科技相关产品已通过商飞PCD预批准;中航高科已完成C919、C929项目材料方面的研发,正在验证过程中;光威复材碳纤维等产品也应用于C919。
4.1.1金属材料:性能不断提升
(一)铝合金:铝锂合金首次应用于民机机身,主要受益于国产替代提升
C919机体使用量最大的是高性能铝合金材料,约占总重量的70%。C919客机大规模采用了第三代铝锂合金,在同等承载的条件下,比常规铝合金轻5%以上,因此实现了比波音737、空客A320等同座级机型减重5%-10%的目标。截止目前,铝合金仍然是使用量最多的航空材料,但随着复合材料应用推广,逐渐成为波音及空客新机型使用量最大的材料。国际上,以波音和空客为代表的大型航空公司每年都要消费大量的铝合金厚板,例如,A340飞机结构件76.5%是铝合金材料,主要是铝合金厚板,其中航空铝材主要以2XXX和7XXX系列为主。
C919上使用的铝锂合金为首次运用于民机行业。C919前机身蒙皮、机头蒙皮、中机身蒙皮、中后机身蒙皮是用铝-锂合金厚板制造,前机身长桁、机头长桁、中机身长桁与地板梁、支柱、座椅导轨与中后机身的长桁是用铝-锂合金挤压材等制造的。C919用的常用铝-锂合金有3种,分别为2196、2198、2099。C919使用铝锂合金均来自美国铝业,我国主要由中南大学、西南铝业等率先研制。未来二十年我国民用飞机铝锂合金需求总量约为34万吨。根据航空工业发布的《中国商飞公司2023-2042年民用飞机市场预测年报》,2023-2042年我国民航客机机队规模和需求为:宽体干线飞机1822架,窄体干线飞机6451架,支线飞机898架,共计9171架,考虑飞机结构重量占比为0.5,根据《先进铝锂合金的发展及应用》数据显示,假设未来双通道客机、单通道客机以及支线客机飞机机体结构铝锂合金平均为9%。基于此,最终折算出未来二十年民用飞机铝锂合金需求总量为34万吨。
(二)钛合金:机体结构重要原材料,受益于国产替代及机身占比提升
钛合金因其优异性能成为飞机机体结构和发动机的重要原材料,钛合金用量占机体结构重量比为20%~25%。钛合金具备密度低、比强度高、耐蚀性好、导热率低等特点让其广泛的应用于飞机结构件(如蒙皮、管材零件、紧固件、各种钣金件和承力构件等)和发动机(如压气盘、静叶片、动叶片、机壳、燃烧室外壳、排气机构外壳、中心体、喷气管、压气机叶片、轮盘和机匣等零件)等部位。作为飞机机体结构和飞机发动机的主要结构材料之一,钛合金的应用水平是衡量飞机选材先进程度的重要标志之一,是影响飞机战术性能的一个重要方面。
由于高端钛合金行业具有较高的资质和技术壁垒,国内高端钛合金生产商较少,宝钛股份、西部超导和西部材料市场占比较高。从产品形态来看,公司产品集中在板材、管材,西部超导、西安赛特与金天钛业集中在棒材、丝材,宝钛股份在板材、管材、棒材与丝材领域均有布局;从下游应用来看,公司产品应用于航空、航天、航海、兵器、能源、化工、冶金、医疗、体育、建筑等领域,宝钛股份是中国最大的钛及钛合金生产、科研基地,主导产品钛材年产量位居世界同类企业前列,钛材产品种类齐全,应用领域广泛,金天钛业与西部超导主要专注于航空航天、舰船及兵器等领域,西安赛特专注于航空与生物医用。其中,根据公司公告,西部超导生产的钛合金棒材应用于C919的大型承力结构件的研制;金天钛业已有两款产品应用于国家重要飞机新型号,并与中国商飞签署战略合作协议,现有市场份额不断扩大。国外钛合金生产企业主要有美国阿勒格尼技术公司(ATI)、美国钛金属公司(TIMET)、俄罗斯阿维斯玛镁钛联合企业(VSMPO-AVISMA)、日本东邦钛公司和住友公司尼崎分公司。
未来二十年民用飞机钛材需求总量为91.7万吨,其中发动机用钛材17.51万吨,机体结构用钛材74.15万吨。根据《中国商飞公司2023-2042年民用飞机市场预测年报》2023-2042年我国民航客机机队规模和需求为:宽体干线飞机1822架,窄体干线飞机6451架,支线飞机898架,共计9171架,考虑飞机结构重量占比为0.5,根据前瞻数据显示,双通道客机、单通道客机以及支线客机飞机机体结构钛含量平均为15%、10%、5%,民用客机发动机使用寿命长十年内不考虑换发。基于此,最终折算出未来二十年民用飞机钛材需求总量为91.7万吨,其中发动机用钛材17.51万吨,机体结构用钛材74.15万吨。
4.1.2复合材料:机体占比大幅提升
航空复合材料主要分为四类,其中碳纤维-树脂基复合材料(简称CFRP)因性能优异应用最广泛。根据美国航空航天局(NASA)的划分,航空航天所使用的各种先进复合材料按基体分类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料以及碳/碳复合材料等四种,根据其性能差异使用场景不同。在航空航天具体设计及制造中,目前与未来很长一段时间的使用主流是碳纤维-树脂基复合材料(简称CFRP),并在此基础上发展结构/功能一体化和智能结构复合材料,以满足新型空天飞行器的需求。
与传统材料相比,碳纤维复合材料具有低密度、高强度、比模量高、耐高温腐蚀的特点,是应用于航空航天领域的理想材料。碳纤维复合材料相比传统材料最大的优势是其在具有所需强度的前提下具有最高的比模量,结构减重首先选用弹性模量最高的材料,也是碳纤维分代的依据,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。
碳纤维复合材料具有“结构-功能”一体化,同样的材料重量既可实现结构性能,又能实现所需的减振降噪等功能。碳纤维复合材料不仅应用于机身,也逐渐成为喷气飞机发动机、涡轮发动机、涡轮的主要结构材料。此外,飞机的抗氧化碳-碳鼻锥帽和机翼前缘、超音速飞机的刹车片等都使用碳纤维复合材料。航空器对于减重有强烈的需求,主要依托于新型及改进型材料发展,根据《航空航天材料发展现状及前景》,同铝合金相比,用碳纤维复合材料制造的飞机结构,减重效果可达20%~40%。商用运输机每减重一磅,节约800万美元的经济效益。
碳纤维复材在民机的应用部位增多、占比上升,国产大飞机上的主承力结构主要采用T800级材料,次承力结构主要采用T300级材料。复合材料在民机的应用经历从前缘、口盖、整流罩、扰流板等非承力部件扩大到次承力部件如升降舵、方向舵、垂尾、平尾等。2000年以后碳纤维复合材料逐渐作为主承力构件应用在客机上,其重量占比也开始逐步提升,A380的比例为25%,而最新的B787和A350,复合材料的使用比例达到50%左右。复合材料在民机中的使用比例不断提升,标志着复材已成为未来民机结构的主要发展方向。
国产碳纤维已实现工艺技术的突破,产品性能对标国际先进企业。产品种类方面,中复神鹰、光威复材及恒神股份的碳纤维产品种类基本相当,基本实现了对T300级至T1000级、M40级别的产品覆盖,中简科技未生产T300级产品;生产技术方面,中复神鹰在国内突破T700级、T800级、T1000级干喷湿纺核心技术,在干喷湿纺碳纤维的技术成熟度方面具有一定优势;光威复材、恒神股份过往以湿法碳纤维为主,近年来逐渐突破了干喷湿纺工艺技术,开发了T700、T800级及T1000级干喷湿纺产品并陆续推出市场,目前已形成批量化的干喷湿纺产品市场销售;中简科技主要生产湿法碳纤维。在T800级及以上的同级别产品性能方面,较采用干喷湿纺工艺的同级别产品的拉伸强度方面性能较低。
未来二十年民用飞机复合材料悲观假设需求总量为8.77万吨,中观假设复合材料需求总量为26.31万吨,乐观假设复合材料需求总量为43.84万吨。根据《中国商飞公司2023-2042年民用飞机市场预测年报》2023-2042年我国民航客机机队规模和需求为:宽体干线飞机1822架,窄体干线飞机6451架,支线飞机898架,共计9171架,考虑飞机结构重量占比为0.5,考虑到复合材料成材率70%,假设复合材料在双通道客机、单通道客机以及支线客机飞机机体结构悲观、中观、乐观占比平均为10%、30%、50%。基于此,最终折算出未来二十年民用飞机复合材料悲观假设需求总量为8.77万吨,未来二十年民用飞机中观假设复合材料需求总量为26.31万吨,未来二十年民用飞机乐观假设复合材料需求总量为43.84万吨。
4.2零部件/结构件:国产化程度高,航空工业集团主导
飞机制造业通常采取“整机制造商——多级供应商”的制造模式。通常,大飞机制造是指飞机机体零构件制造、部件装配和整机总装等过程。产业链的第一级为整机制造商,主要从事产品设计、总装制造、市场营销、客户服务和适航取证环节;第二级为关键航空子系统制造商,所提供的子系统包括机体、发动机、航空电子等主要机载设备;第三级主要包括众多为产业链上层的整机与子系统制造商提供零部件与材料的供应商。
机体结构部分的价值约占飞机总价值的30%-35%。机体制造技术的优劣主要由机翼整体壁板喷丸成形技术、装配与连接技术、大型整体结构件制造技术、精密钣金件制造技术和先进复合材料结构制造技术等决定。因此,大飞机制造技术在加工难度、精度、质量和可靠性等方面要求都远高于一般的机械制造技术,主要体现在加工方法多样、装配和安装工作量大、工艺装备复杂以及高度的柔性和应变能力等方面。
蒙皮是飞机机体结构的重要组成部分,用于形成飞机的气动外形,加工工艺要求高。根据《金属加工》,蒙皮是决定飞机疲劳寿命的主承载零件,占机身面积的80%,重量的21%。根据零部件不同部位受力情况不同,可通过在应力不同的部位采用不同厚度的蒙皮,在降低飞机重量的同时保证结构件质量。飞机蒙皮是高价值超薄零件,单件价值高达上百万元。根据三角防务可转债说明书,预计飞机蒙皮业务毛利率将达64.22%。常见的蒙皮加工工艺有化学铣加工与蒙皮镜像铣加工,由于镜像铣加工效率精度高、化学污染小,将逐渐替代化学铣加工。
航空工业下属多家单位参与机体结构环节,国产化程度较高。C919研制过程中,航空工业所属中航西飞、成飞民机、沈飞民机、洪都等承担了C919飞机的机头、机身、机翼、翼身整流罩、吊挂等绝大部分机体结构件的研制工作。三角防务、铂力特、爱乐达等民参军企业作为有效补充,其中西安三角防务大飞机大部段项目签约入驻上海临港新片区大飞机产业园,子公司上海三角航空开展国产大飞机零部件装配业务。
4.3重点公司推荐:
4.3.1部件:中航西飞参与核心部件研制,产品价值量高
(一)中航西飞——国内大中型军民用飞机总装标的
公司作为C919大型客机的主要机体结构供应商,公司未来业绩有望受益于民机深度配套。公司2023年实现营收403.01亿元,同比增长7.01%;2023年实现归母净利润8.6亿元,同比增长64.5%。在民用大飞机领域,公司承担了新舟系列、C919、AG600、ARJ21飞机的机身、机翼等关键核心部件研制工作,也是上述机型的最大机体结构供应商。根据公司公告,公司承担了C919机体结构中设计最复杂、制造难度最大外翼翼盒等多个零部件的研制和生产任务,任务量约占到整个机体结构的50%。机体结构是C919的核心部件,根据《打造并拓展中国大飞机产业链》,价值量占比约为大飞机整体价值的30%-35%。
4.3.2锻造:三角防务/中航重机深度参与C919机体锻造环节
(一)三角防务——航空锻件核心供应商,新成立子公司助力大飞机提速批产
航空锻造领域核心公司,核心产品为航空锻件,主要用于制造飞机机身结构件及航空发动机盘件。公司目前的主要产品为航空、航天和船舶领域的锻件产品。在航空领域,公司为我国军用和民用飞机提供包括关键的结构件和发动机盘件在内的各类大型模锻件和自由锻件。1)2023年公司技术研发在立足现有型号订货的基础上,针对各飞机和发动机设计单位的在研、预研型号,积极开展新材料和新工艺技术储备,积极开拓新产品市场,继续全面推进军品、民品、外贸产品的开发;2)公司2023年新成立上海三角子公司,助力国产大飞机批产提速,推进公司参与国产大飞机的生产配套。
(二)中航重机——航空锻造领军企业,积极跟进C919研发与配套
中航重机是国内航空锻造领军企业。公司主要从事锻铸、液压环控等业务,铸造业务产品主要是飞机机身机翼结构锻件、中小型锻件,航空发动机盘轴类和环形锻件、中小型锻件,航天发动机环锻件、中小型锻件,燃汽轮机叶片等产品。国外产品主要为罗罗、IHI、ITP等公司配套发动机锻件,为波音、空客等公司配套飞机锻件。2023年公司实现营收105.77亿元,同比增长0.07%,实现归母净利润13.29亿元,同比增长10.6%。公司各所属企业积极跟进C919研发和配套工作,多家所属锻造企业都是国产大飞机的主承制商,其中安大公司荣获“C919大型客机TC取证先进集体”。
4.3.3钛合金:西部超导/宝钛股份或将受益于C919钛合金国产替代
(一)西部超导——国内高端金属材料核心供应商
公司为国内关键高端材料生产企业,高端钛合金主要研发生产基地。西部超导共有三类主营产品,第一类是高端钛合金材料,包括棒材、丝材和锻坯等,主要用于航空、舰船、兵器等;第二类是超导产品,包括铌钛锭棒、铌钛超导线材、铌三锡超导线材和超导磁体等,主要应用于先进装备制造、大科学工程等领域;第三类是高性能高温合金材料,包括变形高温合金、和粉末高温合金母合金等,应用于航空部件和核电设备。公司2023年实现营收41.59亿元(yoy-1.62%),实现归母净利润7.53亿元(yoy-30.33%)。公司承担了C919大飞机钛合金、高温合金材料的相关研制和供货任务。随着未来国产大飞机用关键材料国产替代,公司营收有望高增。
(二)宝钛股份——国内钛材核心供应商
宝钛股份是国内产量规模领先的钛材产品生产商。公司主要从事钛及钛合金的生产、加工和销售。2023年公司实现营收69.27亿元,同比增长4.4%,归母净利润5.44亿元,同比降低2.29%。1)军用:公司前瞻性布局多个重点型号,随着航空航天等领域升级换代、国产替代加速,公司将显著受益于下游军品主力型号的列装放量;2)民用:公司是空客、波音等公司战略合作伙伴,也承担了国产C919大飞机用钛合金板材研制,随着C919放量,预计公司民品领域业绩将持续改善;3)出口:公司基本囊括了进入世界航空航天等高端应用领域的通行证,是国际航空流企业的长期供应商,随着出口市场需求逐步恢复,公司出口业务将持续增长。
4.3.4复合材料:中航高科/光威复材或将受益于C919复材国产替代
(一)光威复材——碳纤维行业领军企业
光威复材是我国碳纤维行业领军企业,是国内碳纤维产品品种最全、系列化最完整的碳纤维企业。公司生产覆盖碳纤维全产业链,产品覆盖高强、高强中模、高模、高强高模系列,广泛应用于航空航天、船舶、兵器、电子通讯等领域,成功完成碳纤维产品的国产化、系列化发展。2023年公司实现营业收入25.18亿元,同比增长0.26%,实现归母净利润8.73亿元,同比降低6.54%。C919目前主要使用进口碳纤维,未来国产替代后,会用到T300级以及T800级;C919中T300级纤维由公司提供纤维,客户制成预浸料,截至2024年5月公司T300级纤维及内饰阻燃预浸料已通过PCD(工艺过程控制文件)审核,T800仍在验证中。C929的涉及立足于国产纤维,以T800级为主。
(二)中航高科——国内碳纤维复材预浸料核心企业
公司是国内碳纤维复材预浸料核心企业,产品以预浸料及蜂窝芯材为主。2023年公司实现营收47.8亿元(yoy+7.5%),实现归母净利润10.3亿元(yoy+34.8%)。1)目前海空军主力机型仍处于更新换代加速状态,叠加新型号复材应用比例提升,航空复材有较高的需求增长空间;2)国产大飞机开启商业化进程,公司方面,C919、C929项目已完成材料方面的研发,正在验证过程中。除了民机材料方面,公司也在积极介入民机零部件产业。民航飞机制造业转型叠加国产大飞机需求上升,国内先进复合材料产业持续高景气;3)公司占据军民用航空复材核心地位,有望充分享受市场扩张红利,我们预计公司未来几年业绩保持较高复合增速。
5机载系统:国产化程度低,关注核心系统国产替代
C919大型客机的机载系统由国内外多家企业及合资公司提供关键部件和系统,涵盖了航电系统、动力系统、机电液压系统等核心领域。其中包括CFM国际公司的LEAP-1C型发动机、昂际航电的航电系统、霍尼韦尔博云的碳刹车系统、伊顿上飞的燃油和液压管路系统服务,以及航发动力、中航光电、航发控制、润贝航科和四川九洲等国内企业的部件供应,共同构成了C919的复杂而先进的机载系统。
5.1机电系统:大飞机的“肌肉与血液”,实现能量传递
航空机电系统是飞机的二次能量来源。航空机电系统是通过机、电、气、液等各种二次能源的产生、传输、转换,利用飞机的相关信息,采取一定的作动方式,完成飞机的各项飞行保障功能,以保证飞机的可靠控制和飞行安全。主要包括6大功能、13个分系统:
6大功能:机电设备综合管理、电力能源、非电力能源及燃料管理、系统防护、载荷管理和控制、生命保障。
13个分系统:电力系统、燃油系统、液压系统、环控系统、座舱设备系统、高升力系统、货运系统、防系统火、除冰系统、防护救生系统、悬挂与发射系统、空投空降系统和第二动力系统。机电系统正向综合化、智能化、多电化和能量优化方向发展。以20世纪80年代为界,世界航空机电系统发展大体分为两个阶段:传统航空机电系统和综合化发展阶段。1)传统航空机电系统:传统在役飞机的机电系统都是各自独立发展的,从而导致整个机电系统的重量非常重、采购和保障费用高、维修性能差、能量管理水平低。传统随着航空武器装备作战能力对机电技术要求的不断提高,传统航空机电系统独立、分散的格局已难以适应。2)系统综合化发展阶段:航空机电系统综合技术是指将提供二次能源的环境控制、第二动力、液压、电源、飞机燃油等机电子系统进行物理、功能综合,形成一个综合化系统,根据飞机不同状态调整系统,自动选择最佳能量和热沉源,实现系统性能、功能、效率和成本最优化,最终完成二次能源获取、传输与使用的飞行保障功能。
5.2航电系统:大飞机的“神经系统”,实现信息传递
航空电子系统是飞机最重要的组成部分之一,约占整机价值20%-25%。飞机可分为飞机机体(机身、机翼尾翼、起落架等)、发动机及机载设备三大部分,根据立鼎产业研究网数据显示,机载设备整机价值占比为30%-40%,其中航电系统整机价值中占比为20%-25%。航空电子系统和航空机电系统被统称为航空机载设备,是保障飞机飞行和实现各种功能的载体,对飞机的综合性能起着决定性作用。按照业界的形象比喻,如果将飞机比作一个人,那么飞机机体是骨骼和躯干,航空发动机系统是心脏,航空机电系统是肌肉和血液,航空电子系统则是神经系统。航电系统具体指具有各种功能的计算机系统的综合集合体,负责显示、传递飞机状态信息、控制飞机的正常运转,20世纪初随着计算机技术的突起而诞生,后续随技术进步发展迅速。
5.3重点公司推荐:中航机载核心参与民用航空机载系统
(一)中航机载——军民用航空机载产品核心标的
国内大中型军民用航空机载产品核心标的。2023年公司实现营收290.07亿元,实现归母净利润18.86亿元。1)中航电子换股吸收中航机电,专业化整合有利于上下游配套业务协同发展;2)围绕国家大飞机项目的实施,制定民机高质量发展方案和行动方案。多型产品完成CTSOA(技术标准规定项目批准书)取证、STC(补充型号合格证)适航取证,乘客电源、机轮刹车等加速设计更改,消防吊桶、光电吊舱等应急救援产品实现批量交付。
6维修:发展潜力巨大
民机后市场维修后市场发展潜力巨大。一架飞机每年维修市场容量民用航空维修(MRO),即飞机维修与翻修(Maintenance、RepairandOverhaul)。目前欧、美飞机定期维修一般按飞行小时或起落架次数分A、B、C、D检查,各检查飞行间隔时间则因机型而定。据我国民航维修协会统计:一架飞机每年的航空维修费用=飞机价格×2.5%,其中发动机维修约占35%,航线维护和维修约占22%,机载设备维修约占20%,飞机定检和大修约占15%,飞机改装约占8%。一般情况下常见机型的使用年限一般在25-30年之间,每架飞机全生命周期维修价值量约为飞机价格的62.5%-75%。
中国维修市场规模预计2031年翻一番。随全球航空运输业复苏,商用飞机售后服务市场稳步增长。据《航空周刊》预测,2024-2033年全球MRO总需求将达1.2万亿美元,其中发动机大修46%,部件维修23%,维航线护19%,飞机改装7%,机体大修5%,预测期内部附件和发动机业务增长最快,复合增长率分别为3.8%和3.4%。根据《2021-2031年全球民用航空MRO市场预测》,到2031年,预计中国机队的平均机龄将从6.4年增长到10.6年,带动维修市场规模增长133.7%,预计将达194亿美元。
国内民航维修能力与国际先进水平存在一定差距,随核心技术提升将得到改善。根据航科院发布的《中国民航维修系统资源及行业发展报告》,国内CCAR-145部维修单位434家,其中从事机体维修项目239家,发动机维修项目67家。根据《一份关于航空维修行业的研究报告》,目前国内民航维修市场占有率较低,仅具有29%的附件维修能力,所承担的维修产值不足市场40%,由于国内机队大量使用国外飞机及发动机型号,国内60%以上的飞机发动机需要送至国外维修厂家进行返翻修工作。
国内维修市场呈现差异化竞争,维修企业类型可分为航空公司下属独立核算维修基地、外资OEM、独立维修公司和航空公司合作厂商四类。OEM厂家主要以机载设备维修和发动机维修为主;大型民航企业下属的维修部门或子公司,在航线维护、机体维修、发动机维修和部分机载设备维修四个大类维修领域布局广泛,竞争优势明显,如北京飞机维修工程有限公司、广州飞机维修工程有限公司;独立第三方维修企业主要以机载设备等细分领域维修为主。
C919的商业运营将带来更多的维修和售后服务需求,商飞携供应商布局民航维修市场。商飞全资子公司上海飞机制造有限公司前身为始建于1950年的飞机修理队,其浦东基地主要承担ARJ21、C919、C929的飞机总装、维修与交付任务。据商飞官网,子公司上海飞机客户服务有限公司承接民用飞机维护维修和改装业务。中国商飞将与中国机载、中航商发在内的多家公司携手,加速构建以上海为核心的“机载系统长三角航空产业集聚群”,打造集设计、研发、制造、认证、维修、运营、服务于一体的完整航空制造产业链。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
(转自:未来智库)