2025年航发控制研究报告:航发控制系统龙头,军民双端助力高增长

一、航发控制系统领军企业,核心标的稀缺性凸显

1.1 航发集团“三核心”之一,航发控制系统龙头

中国航发动力控制股份有限公司是专业从事航空发动机及燃气轮机控制系统研制生产的 核心企业,是中国航发的三大上市平台之一。公司由 2010 年通过原南方宇航实施重大资 产重组,本部设在无锡,在西安、贵阳、北京、长春等地区有 4 家全资子公司,于 2017 年正式更名为“航发控制”。公司是国务院国资委直属军工企业中国航发集团的核心业务 板块之一,作为国内主要航空发动机控制系统研制生产企业,全方位参与所有在研在役航 空发动机控制系统,秉承“探索一代、预研一代、研制一代、生产一代、保障一代”的工 作态度,在航空发动机控制系统细分领域处于行业龙头地位。

公司实控人为中国航发集团,直接持股 28.57%。中国航发集团是航空发动机领域的主导 力量,主要从事航空发动机、辅助动力、燃气轮机、飞机和直升机传动系统的研制、生产、 维修和服务,能为航发控制带来优质产业资源与技术扶持。此外公司下设四大子公司西控 科技、长春控制、贵州红林与北京航科,并主要通过控股平台开展业务。

公司四大主要子公司分别为中国航发北京航科发动机控制系统科技有限公司(北京航科)、 中国航发长春控制科技有限公司(长春控制)、中国航发贵州红林航空动力控制科技有限 公司(贵州红林)和中国航发西安动力控制科技有限公司(西控科技)。 西控科技主营燃油控制系统、飞机液压装置及高技术机电产品,先后为 50 多个型号的航 空发动机研制生产了 150 多种、数十万套燃油附件; 贵州红林主营各类油泵及液压控制系统、汽车零部件制造及修理业务,同时是航空转包各 类滑阀精密偶件的重要承制商,在机电液一体化控制系统产品的研发和制造上具有国内先 进水平; 北京航科主营军用涡轴、涡桨航空发动机燃油控制与调节系统和涡扇发动机尾喷口控制系 统的研制及生产; 长春控制以航空发动机和飞机液压控制技术为核心,形成燃油供给与计量装置、电液/电 气转换装置、作动筒及伺服作动器、空气调节控制装置为主的生产体系。

1.2 立足两机控制系统,经营业绩稳步提升

从产业链上看,公司产业链完整,保障产品全生命周期,拥有支撑全谱系的航空发动机及 燃气轮机控制系统产品设计、生产和服务保障的关键核心技术。从主营业务上来看,报告 期内,公司主要从事航空发动机及燃气轮机控制系统、国际合作业务、控制系统技术衍生 产品三大业务。 航空发动机及燃气轮机控制系统业务:其产品主要包括航空发动机及燃气轮机控制系统的 研制、生产、修理、销售与服务保障,是公司的支柱业务。为进一步实施“两机”专项, 公司经营进一步聚焦于航空主业,收缩与主业关联度低、产品附加值低的产品市场。针对 航空动力行业积极的发展前景及航空发动机控制系统的发展要求,建成各类科研创新平台, 构建产学研用开放合作网络,与西工大、西交大、昌航、兰化所等多个科研中心、高等院 校建立长效合作机制,打通从基础研究、应用研究到创新成果高效转化的路径,提升核心 创新能力。 国际合作业务:公司主要为国际知名航空企业提供民用航空精密零部件的转包生产,如航 空发动机摇臂、飞控系统和燃油系统滑阀偶件、发动机泵壳体组件及其他精密零件的制造, 并与 GE、霍尼韦尔等知名厂商建立长期稳定的伙伴关系。 控制系统技术衍生产品业务:主要包括地面战车类高端电液作动装置、弹用动力控制系统 关键零部件、机电液控制用高精度电磁阀、传感器等产品的研制、生产、销售与服务。公 司在巩固和发展现有配套领域基础上,重点加强高端民用装备领域机电液产品系列化和产 业化发展,培育竞争新优势、打造增长新引擎、增强发展新动能。

公司业绩保持增长态势,盈利能力趋于稳定。2023 年公司实现营收 53.24 亿元,同比 +7.74%,实现归母净利润 7.27 亿元,同比+5.55%,自 2019 年起,CAGR 分别为 14.55% 和 26.78%。2020-2022 年,受两机需求放量及装备列装需求拉动,公司经营进入快车道, 至 2023 年主营业务航空发动机及燃气轮机控制系统批产产品趋于稳定,2024 年前三季度, 公司实现营收 42.1 亿元,同比+2.67%,归母净利润 6.29 亿元,同比+5.48%,公司业绩 增速放缓。盈利端,2023 年公司毛利率 27.46%,同比-0.3pct,净利率 13.71%,同比-0.3pct; 2024 前三季度,毛利率 29.71%,净利率 15.02%,较 23 年全年小幅提升。近年来,公 司毛利率趋于稳定,同时随着智能制造的不断推进以及成本管控的持续改善,公司净利率 呈上升态势。

专注发动机控制系统主业,23 年国际合作业务增速显著。2023 年公司发动机控制系统及 部件业务实现营收 46.94 亿元,占主营业务收入 88%,同比去年增长了 10.06%;国际合 作业务实现营收 3.49 亿元,占主营业务收入 7%,同比去年增长了 47.04%;控制系统技 术衍生产品实现营收 2.81 亿元,占主营业务收入 5%,同比去年减少了 36.1%。航空发动 机控制系统及部件业务一直是公司的聚焦所在,自 2019 年起占主营业务收入比重始终超 过 80%;同时受益于国际民航回暖的需求带动,公司国际合作业务 2023 年增速显著。

核心业务毛利率趋稳。公司核心业务发动机控制系统及部件 2023 年毛利率 28.59%,同 比+0.48pct,近 3 年来趋于稳定;国际合作业务 2023 年毛利率 17.37%,同比-0.4pct; 控制系统技术衍生产品 2023 年毛利率 21.23%,同比-8.6%pct,或受到下游客户订单波 动影响,较去年出现下滑。期间费用率方面,2019-2023 年管理、研发、财务费用率保持 稳定并呈现向下趋势,2023 年分别达到 8.24%、3.23%、-1.71%。

经营性现金流净额回升,公司经营质量持续提升。2019-2023 年公司经营性现金流始终保 持净流入,2023年经营性现金流净额达9.83亿元,较上年增加1.94亿元,同比增长24.59%, 主要是期末下游客户货款回收成效显著,销售商品、提供劳务收到的现金同比增加 6.56 亿元,支付货款同比增加 3.46 亿元,支付各项税费同比增加 1.04 亿元,公司经营质量持 续提升。

二、航发市场核心产品,行业主导地位

2.1 航发控制系统是保障航空发动机稳健运行的基石

航空发动机控制系统是确保发动机在复杂飞行环境中稳健运行的基石。该系统通过精准调 控发动机的燃油流量和部件位置,实现全程的性能优化与动态响应。在不同大气条件下, 控制系统致力于维持发动机的稳定性和适应性,在加速、减速与稳定工作状态中及时切换, 确保发动机效能最大化。控制系统还承载着多项关键功能,包括熄火状况下的监测与调整, 失速及喘振现象的检测与恢复,针对发动机性能下降时的自动补偿与调整,以及故障检测 与预防等,全面保障发动机的运行安全与效能。

航空发动机控制系统经历了从单个部件到整体、从模拟式到数字式、从有限功能到全权控 制的发展过程。其发展历程可分为液压机械控制系统、监控型电子控制系统以及全权限数 字电子控制系统(FADEC)三个阶段,并随着 FADEC 控制功能的不断优化,向着智能分布式控制逐渐发展。 液压机械控制系统:早期航空发动机依赖燃油流量控制,液压机械开环技术应运而生。飞 行员手动调节油门驱动燃油计量阀,以稳定发动机转速和推力,满足飞行需求。该系统虽 简单但精度有限,早期适用于中低空飞行。 液压机械与电子控制系统:随着发动机性能提升,液压机械控制精度有限的局限性开始显 现。20 世纪 70 年代,电子控制装置被引入发动机,用于保护发动机并监视其运行状态。 全权限数字电子控制(FADEC)系统:全权限数字电子控制技术取代了液压机械控制, 提供更高精度和安全性,允许飞行员无约束操作,自动调节推力。到了 90 年代,双通道 FADEC 系统逐渐成为标准,能够实现复杂控制,进一步提高飞行性能。 智能分布式控制系统:90 年代开始,全权限数字电子控制系统开始向智能分布式控制技 术发展。分布式控制能提升系统可靠性、维修性,并降低成本,目前智能分布式控制通过 引入人工智能,实现故障诊断和健康管理,已在多方面取得成果。

全权限数字电子控制系统(FADEC 系统)是现代航空发动机控制领域的核心。依托微处 理器技术,它彻底颠覆了传统液压机械控制的局限,实现对发动机在全飞行范围内的精准 控制,覆盖从启动到终止的全部工作状态与功能参数。作为核心组件,FADEC 系统集成 发动机控制单元(ECU)、高精度传感器、专用电机与燃油液压机械组件,形成了全面的 智能化控制网络。ECU 凭借内置的先进控制算法对传感器采集的信号进行精准分析,转 化成驱动指令,实现对燃油流量、叶片角度、尾喷管临界面积及涡轮间隙等关键参数的全 面调控。此外,FADEC 系统与飞机航电系统的无缝对接,也确保实时数据交换,大幅提 升飞行安全与可靠性。

FADEC 系统在结构功能、可靠性、维护性方面具备优势。从结构功能方面分析,FADEC 系统通过高级的电子控制器对发动机进行全面管理,能够更精确地控制燃油流量和发动机 的各种操作参数,从而提高发动机性能和适应性。从系统可靠性方面分析,FADEC 系统 使用的双通道冗余技术和先进的电子组件大大提高了系统的可靠性。系统设计减少了部件 之间的耦合,降低了故障率。从系统维护性方面分析,FADEC 系统不仅控制发动机的常 规操作,还包括应急管理、性能监控和优化等高级功能,可以自动记录和诊断故障,使得 维护更为简便,维护人员可以通过系统提供的详细故障信息快速诊断问题,减少了维护时 间和成本。

2.2 航空发动机控制系统行业竞争格局

2.2.1 控制系统国内发展现状:与614所协同创新,占据行业龙头地位

航空发动机控制系统领域由少数国际巨头主导,行业集中度高。在全球发动机控制系统领 域,市场主要由赛峰、BAE、FADEC International、美国的汉密尔顿标准公司及俄罗斯的UEC-STAR 等少数国际企业主导。这些企业在电子控制系统制造方面占据领先地位,多与 全球主流的航空发动机集团有关,产业链纵向一体化水平高,行业整合趋势明显,市场集 中度高。 航发控制作为中国航发集团直属单位,专注于航空发动机控制系统中关键机械液压执行机 构的研制生产,凭借深厚的技术积淀和市场领先地位占据行业龙头。其与 614 所共同构成 了我国航空发动机控制系统领域的主力供应商。614 所,作为我国航空动力控制系统领域 的领军研究机构,主要承担软件、电子控制器等控制系统核心组件的研发生产。航发控制 与 614 所的产品相互补充,共同构成了完整的航空发动机控制系统,展现了双方在技术研 发和产品制造上的协同效应。在军用航发控制系统市场,航发控制与 614 所是国内市场的 主要供应商,且在当前军工资产证券化、科研院所改制的大背景下,航发控制的龙头地位 得到了进一步巩固。

尽管部分民营企业试图进入这一领域,但航发控制凭借其丰富的产品线、成熟的市场布局 以及与 614 所的深度合作,保持着明显的竞争优势。随着 614 所改制工作的推进,未来 软硬件结合的行业趋势将为航发控制带来新的机遇,有望进一步提升其技术实力和市场占 有率,巩固其在国内乃至国际航空发动机控制系统领域的领导地位。 我国 FADEC 系统发展虽起步较晚,但近年取得实质突破,紧跟国际步伐,自 20 世纪 80 年代中期起,历经不懈探索,2002 年首获试飞验证,2010 年首个设计定型系统诞生,标 志重大进展。目前正致力于第三代 FADEC 研发,追求性能与可靠性的升级。军用领域, 成功打破了国外的技术封锁,自主研发的控制系统可与国际水准相媲美,满足了高代战机 需求;民用领域,“长江”系列发动机配套 C919/CR929,FADEC 系统研发进展显著。 FADEC 系统的未来发展趋势将聚焦于主动控制、智能控制和分布式控制等关键领域。利 用先进设计与控制逻辑,深化系统融合,提升性能,延长寿命。主动控制技术优化发动机 运行,智能控制技术强化系统自我修复与延寿能力,分布式控制系统通过模块化设计与网 络连接,减轻重量,降低维护成本,提升生产效率。

2.3 航空发动机控制系统需求分析

2.3.1 航发系统核心供应商

航发控制前五大客户贡献显著。2023 年公司前五大客户销售金额为 484597.54 万元,占 营业收入 91.02%。近五年公司前五大客户销售金额连续五年呈现稳步增长态势,营业收 入占比节节攀升,公司下游需求饱满。据年报披露,2023 年公司第一大客户为中国航发 系统内单位,销售金额占公司前五大客户总销售金额的 85%,占据了绝大部分份额,显示 其在系统内部供应链中的核心地位。第二大客户为航空工业系统内单位,占前五大客户总 销售金额的 7%。

2.3.2 国防开支稳中有进,未来十年军发控制系统市场规模破千亿

2024 年国防开支预算同比增长 7.2%,近五年国防开支稳中有进。据国防部披露,2024 年国防开支预算 1.69 万亿元,同比上年执行数增长 7.2%,增加国防支出预算主要应用于 巩固提高一体化国家战略体系和能力,同时实施国防科技和武器装备重大工程,加速科技 向战斗力转化等目标。时值“十四五”规划中期,军备跟新换代叠加四代发动机不断实现 突破,五代机预研型号稳步迈近,未来国防投入将保持稳定推进。近五年来国防军费同比 增长 6.57%、6.72%、7.00%、7.20%、7.20%,保持稳中有进,年复合增长率 6.95%, 保证细分军事装备领域的稳定投入。

根据“新时代的中国国防 2019”,我国国防费用构成大致分为人员生活费、训练维持费和 装备费。2017年国防装备费投入4288.35亿元,同比增长6.26%,占整个国防开支的41.1%, 较 2010 年增长 7.9pct;2010-2017 年装备费占比呈缓慢上升趋势并在 2016 与 2017 年保 持相对稳定状态,因此我们假设 41%为装备费投入占比指标。 从装备费拆分看,根据美国国防部公布的 2023 年国防预算报告,装备费投入 2760 亿美 元,其中采购费 1459 亿美元,测试研制费用 1301 亿美元;从细分战略投入看,战略支 援活动与航空装备及相关系统投入为两大主要支出分别达 781 亿美元与 565 亿美元。类 比美国装备支出结构,我们假设我国航空装备投入占装备费比重同样为 20%。

我们预测 2024 年新增航空发动机控制系统市场规模 93.54 亿元。2024 年我国国防支出 预算 1.69 万亿元,假设其中装备费占比 41%,同时装备费结构与美国相同,航空装备投 入占比 20%,则 2024 年我国装备费 6929 亿元,航空装备投入达到 1385.8 亿元。根据立 鼎产业研究院,军机中动力系统价值量占比 25%,那么 2024 年我国航空发动机新增市场 规模将达到 346.5 亿元,再假设以 1:1.5 的军机备发要求预测,整体新增军用航空发动机 市场规模将达到 519.7 亿元。根据“航空发动机结构设计分析”,控制系统价值量占发动 机比例大致为 18%,因而 2024 年我国航发控制系统规模达 93.54 亿元。

我们预测 2024 年军用航空发动机控制系统维修市场规模 112.25 亿元。航发维修市场同 样是不可忽视的潜在市场,发动机的后续维护费用往往高于采购费用。根据前瞻产业研究 院数据显示,航空发动机生命周期分为研究发展、发动机采购与使用维护三个阶段,费用 占比分别为 8-12%、40-45%、45-50%,因此我们按 1:4:5 的费用占比来预计发动机后 续维护费用,则 2024 年军用航空发动机控制系统维修市场规模将达到 623.6 亿元,2024 年军用航发控制系统维修市场规模 112.25 亿元。

根据上述测算, 2024 年新增军用航空发动机控制系统市场规模 93.54 亿元,军用航空发 动机控制系统维修市场规模 112.25 亿元,因此 2024 年中国军用航空发动机控制系统市 场规模预计 205.8 亿元。以国防部披露 2024 年军费增长口径 7.2%为基准,2024-2033 年我国军用航空发动机控制系统市场规模总量将达到 2870.31 亿元。

三、边际增量:军发增长稳定,商发注入预期,民用航空 乘风起

3.1 军发仍存较大缺口,增长稳定

军发需求端:航空装备需求缺口明显,列装刚需带动军用航空发动机市场增长。据 World Air Forces 2024 统计,从总量上看,我国在役军机数量 3304 架,位列全球第三位,但较 美军 13209 架仍存在显著差距。从机型结构上看,我国与美国的差距是全方位的,尤其在 特种飞机、加油机、武装直升机、教练机领域有着量级差距,就核心战斗机看,我国现役 战斗机 1578 架,较美军 2750 架仍存在差距。十四五期间,国家多次强调新时代强军目 标,叠加国际形势风云突变,新型现代化军事装备列装成为当下主旋律,在军机订单提速 及换代升级的驱动下,将带动配套军用航空发动机需求量上行。

军发供给端:军发产能上行,航发动力下属主机厂营业收入稳定增长。作为航发动力的核 心业务板块,主要的军用航空发动机生产基地,2023 年沈阳黎明(410)实现营业收入 2,623,494.52 万元,同比增长 19.15%;贵州黎阳(460)实现营收 490,844.25 万元,同 比增长 45.07%,增速较 2022 年进一步加快,显示出新一代军用航空发动机交付量的快 速提升。而航发控制作为航发产业链的关键零部件供应商,其产品与服务需求将受益于军 发放量,彰显增长态势。

3.2 国产大飞机乘风起,民航放量,商发未来可期

三大航司齐助力,国产大飞机订单超千架。东方航空于2023年9月28日采购100架C919; 2024 年 4 月 29 日,南方航空披露了《关于购买国产飞机的公告》,与中国商飞签订《C919 飞机买卖协议》,向中国商飞购买 100 架 C919 飞机,本次交易价格合计为 99 亿美元,折 合人民币约 702.41 亿元,并这 100 架 C919 飞机计划于 2024 年至 2031 年分批向公司交 付;2024 年 4 月 26 日,中国国航公告显示,当天公司与中国商飞签订采购协议,拟向中 国商飞购买 100 架 C919 飞机,合计交易价格约为 108 亿美元,该批次大飞机也将于 2024 年至 2031 年间分批交付。在三大航司接连披露与中国商飞的 C919 大飞机采购订单后, 根据商飞披露,C919 国产大飞机总订单已经突破 1000 架。

打破民航客机垄断市场,对标空客与波音。全球范围内,空客与波音长期占据民航大型客 机市场的主导地位,垄断了 95%以上的市场份额,C919 国产大飞机的问世有望打破寡头 垄断格局。C919 国产大飞机定位 150 座级单通道窄体客机市场,属于大型飞机,是民用 航空领域的主力机型,对标产品有波音公司的 737 系列以及空中客车公司的 A320 系列, 也是全球范围内最畅销的民航主力机型。以 2023 年为例,波音 737 系列共交付飞机 396 架,占总交付量的 75%;空客 A320 系列共交付飞机 571 架,占总交付量的 78%。同时观察 2021 年及 2022 年数据,波音 737 系列和空客 A320 系列的销售数量占比都分别在 波音和空客销售飞机总架数的 75%以上。

全球民航复苏态势不减,未来近 20 年规模约 6.6 万亿美元。当前百年变局正盛,全球航 空业迎来触底反弹,航空业复苏态势不减。根据中国商飞发布的“中国商飞公司市场预测 年报 2024-2043”,2023 年全球航空业全面复苏,客运总量同比增长 36.9%,恢复至 2019 年水平的 94.1%。长期来看,全球民航市场发展趋势仍将与后巴以冲突、后俄乌冲突时期 全球经济恢复程度及发展速度密切相关。2023年全球现役客机24077架,同比增长了9.3%, 预计到 2043 年全球机队规模将扩张到 48931 架,主要由新机型上量与旧型号替换贡献增 量。根据商飞预测,未来近 20 年全球将交付客机 43863 架,市场规模近 6.6 万亿美元(以 2023 飞机目录价格为基准)。

单通道喷气客机占主导地位,国内市场潜力巨大。根据商飞预测,预计到 2043 年,现役 机队中约 84.9%的单通道喷气客机将被燃油效率更高的全新单通道喷气客机替换。未来二 十年,预计全球将有 32498 架单通道喷气客机交付运营,价值量达 3.93 万亿美元,占总市场价值的 59.22%,其中亚太地区(含中国)将是单通道喷气客机的最大市场,占到全 球新机交付量的 42.6%,中国在其中占 21.2%,国内单通道喷气客机市场规模达 8270 亿 美元。

民航市场需求恢复性增长,叠加国产大飞机放量,全球民用航空高景气度将充分牵引公司 国际合作业务的进一步增长。 航发控制是国产大飞机发动机控制系统核心供应商。C919 大型商用飞机的成功首飞以及 超千架订单落地标志着国产大飞机进入黄金发展期。航发控制作为国产大飞机 C919 和 CR929 发动机控制系统的独家参研企业及发动机控制系统中机械液压执行机构的独家供 应商,目前研发工作进展顺利。在航发集团内部,作为航空发动机控制系统唯一上市的企 业,承担着国产大飞机动力及通用航空动力控制系统自主研发的任务。 深度参研“长江”系列商用航空发动机,商发市场未来可期。中国航发商发已经启动了针 对 C919 国产大飞机发动机——“长江”系列商用发动机的自主研发工作,目前已完成验 证机全部设计工作,正在开展零部件的试制和试验工作,公司作为控制系统的主力参研单 位,与中国航发商发深度合作,不断推进研制进程,未来伴随“长江”系列投产,公司业 绩有望进一步抬升。


(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。)

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