1.1 大飞机构成
飞机按组成结构可以分为机体、机载系统、动力系统及其他。机体结构可分为前后机身、中机身、机头、机 翼、尾翼等。机载系统包括航电系统、机电系统、起落架系统等。
机体按照产业链上下游可分为材料和制造,机身所需材料主要是复合材料、铝合金、钛合金、超高强度钢, 制造工艺主要包括锻造、机加工、复合材料加工、总装集成等。发动机按照产业链上下游可分为材料和制造, 发动机所需的材料主要包括高温合金、碳纤维复合材料、CMC 复合材料、钛合金、高强度钢等,制造工艺主要包 括锻造、铸造、3D 打印、复合材料加工、总装集成等。 机载系统中的航电系统又可分为导航系统、通信系统、综合监视系统、机舱通信系统、显示系统、飞行控 制系统、飞行记录系统、机组告警系统等。机电系统可分为液压系统、电气电源系统、环控系统、燃油系统、辅 助动力系统、氧气系统、救生系统、防冰系统、火警探测与灭火系统等。起落架刹车系统可分为起落架系统、 机轮、轮胎、刹车系统。
从重量拆分来看,典型的窄体客机空机重量占最大起飞重量比为 53-60%左右,如波音 737-800 的空机重量 占最大起飞重量比约为 53%左右,其他重量为有效载荷和燃油。空机重量中机体重量占比最大,约为空机重量 的 55%。接着是动力系统,占到 13-15%,机载系统、运营物品和内饰则分别占到机体重量的 13%、9%和 7% 。
从价值量拆分来看,发动机和机载设备虽然重量占比不高,但是价值量占比较大。机体价值量占飞机制造 成本比约为 30-35%,发动机占比约为 25-35%,机载设备及其他占比约为 35-45%。

1.2 大飞机机体结构
飞机机体是构成飞机外部形状和主要受力的部分,通常由机翼、机身、尾翼、起落架构成,发动机在机身 外的情况下,发动机短舱也属于机体结构的一部分。机体制造在加工难度、精度、材料结构等方面的要求要远 高于一般的机械制造。 轻质化、耐高温、低成本、高强度、高模量是航空材料发展的主要趋势。航空材料的选择和应用是民用飞 机不断创新进步的重要力量,因此业内也有“一代材料,一代飞机”的说法。商用飞机为了能够同时满足航空 公司对飞机性能和经济性的需求和适航局对飞机安全可靠性的需求,围绕性能优先原则、先进性原则、成熟性 原则、经济性原则、环保性原则这五大原则进行发展,在结构材料的选择呈现出轻质化、耐高温、低成本、高 强度、高模量的趋势。轻质高强度结构材料能够显著降低结构重量和提高经济效益,在商业民机中,每减重 1 磅 将带来 800 万美元的经济效益。目前,飞机机体结构材料有铝合金、钢材、钛合金、复合材料等,且随着商用 飞机的发展和更新换代,呈现出复合材料、钛合金用量逐渐增加,铝合金、钢材用量逐渐减少的趋势。飞机机 体结构材料在历经一个多世纪的四个阶段的发展后,正在跨入以复合材料为主导,辅以铝合金和钛合金材料的 第五阶段。
机体结构根据其需能承受的载荷,对材料的要求也不尽相同。典型的机体结构包括机翼上下壁板、机身、 梁、框、肋、起落架、控制面。 机翼是飞机的主要升力面,需要承受最复杂和最高水平的应力。在飞行过程中,机翼向上弯曲,因此上壁 板被压缩,下壁板被拉伸。为了承受相关载荷,上下壁板需要选用高比刚度和比屈服强度的材料且需要具有良 好的抗应力腐蚀性能。另外,下壁板由于承受拉力,还需要有良好的疲劳性能和较低的疲劳裂纹拓展速率。 机身承受拉伸、压缩、弯曲、扭转载荷以及座舱压力等主要载荷,而这些载荷都是在拉伸状态下施加在机 身上,因此机身所选材料需要具有高比刚度、比强度和良好的抗腐蚀能力,同时因为机身承受拉力,机身材料 同样需要较高的疲劳性能和较低的疲劳裂纹拓展速率。 梁、框和肋均位于蒙皮下面,用于分配载荷,维持气动外形,同时增加结构的屈曲强度,因为这些部件承 受弯曲,其对材料的性能要求同上下壁板。 起落架需要承受较高的静态载荷和循环载荷,因此所选材料需要有较高的刚度和强度,同时需要有可接受 的抗应力腐蚀、抗疲劳性能和抗断裂能力,同时由于载荷日益增大,起落架存放空间逐渐减小,对起落架的体 积也有一定的要求。 控制面主要包括方向舵、升降舵、扰流板、副翼、襟翼。通常这类部件受载不大,因此这类部件可大量使用 复合材料设计。 目前机翼、机身、梁、框、肋、控制面均广泛采用铝合金和碳纤维等复合材料,起落架结构则主要采用钛和 钢。
铝合金由于其低密度、高比强度、高比刚度的特性,虽然拉伸性不如钢材,但减重效果明显。同时,铝合 金还具有良好的导热、导电、抗氧化、抗腐蚀性能,因此到目前为止,铝合金依然是民用飞机的主要机体材料。 目前飞机上常见的铝合金主要有 2xxx 系列、7xxx 系列和铝锂合金三种。 2xxx系铝合金属于 Al-Cu-Mg 系合金,被称为高强度硬铝,比 7xxx 系列铝合金强度低,但是耐热性、疲劳 特性,特别是抗疲劳裂纹扩展性要比 7xxx 系好。该系列铝常见为 2024 铝合金,随后在 2024 的基础上通过减少 Fe、Si 等杂质含量,相继研究出 2124、2224、2524 等新合金。 7xxx系铝合金属于 Al-Zn-Mg-Cu 系合金,具有高比强度和硬度、较好的耐腐蚀性能和较高的韧性、优良的 加工性能。目前 7075 合金是最早应用且至今仍然广泛使用的超高强度铝合金,曾为飞机的结构和性能带来革命 性变化,普遍热处理状态为 T7 状态。随后在 7075 合金的基础上,研发出了 7475、7175、7150、7055 等合金, 并在全球各大客机中广泛运用。
铝锂合金具有低密度、弹性模量高、比强度高、比刚度高、疲劳性能好、耐腐蚀性及焊接性能好、耐高温 和超低温等一系列优点,可以部分替代铝合金。用它替代常规铝合金材料可以使构件密度降低 3%,弹性模量提 高约 6%,质量减轻 10%-15%,刚度提高 15%-20%。但由于其成本较高、室温塑性差、屈强比高、各向异性明显、冷加工容易开裂等缺点,目前主要应用于于机身框架、襟翼翼肋、垂直安定面、整流罩、进气道唇口、舱 门、油箱等次承力结构件中,我国国产大飞机 C919 在机身蒙皮、长桁、地板梁、座椅滑轨、边界梁、客舱地板 支撑立柱等部件都使用了第三代铝锂合金,占机身重量的 7.4%,获得综合减重 7%的收益。随着铝锂合金的不 断完善和发展,其被认为是为现代飞机设计中最具竞争力的结构材料之一。

钛合金由于其高强度、高耐疲劳性,良好的耐腐蚀性,因此经常被应用于起落架、悬挂点等对空间要求严 格的地方,此外钛合金还能用于温度对于铝合金过高的区域,例如用作防火隔板,将发动机与其他结构隔开。 除了作为飞机结构材料,钛合金还被广泛运用于航空发动机压气机叶片、盘和机匣等零部件。目前飞机上常用 的钛合金有 Ti-6Al-4V、Ti-4Al-4Mo-2Sn-0.5Si 和首次在 A380 平台上登场的 T-i5A-l5V-5Mo-3Cr-1Zr。 而合金钢拥有与钛合金相似的特性,因此也被用于对体积要求严格的地方,如起落架、悬挂点、齿轮和轴 承,一般用于所需拉伸强度超出钛合金拉伸强度范围的地方。目前常见的合金钢有马氏体不锈钢、铁素体不锈 钢、奥氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢和高强度低合金不锈钢。 碳纤维等复合材料具有密度低、比模量高、耐腐蚀和易于成型等优点,在飞机上用量呈现增长趋势。复合 材料由两种或多种材料组成,材料之间保持原来的物理和化学性能,可以根据需求设计成特定的刚度、强度和 密度。目前用于飞机机体的复合材料主要为聚合物基碳纤维复合材料,主承力结构主要采用 T800 级碳纤维/增 韧环氧材料,次承力结构主要采用 T300 级碳纤维/非增韧环氧材料,相较于其他材料,其具有密度低、比模量 高、耐腐蚀和易于成型等优点,但也具有层间强度低、冲击敏感、不导电、材料昂贵、寿命短和难回收等不足。 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%。而随着复合材料技术的不断进 步,其应用场景越来越广泛,经历了(1)受力很小的前缘、整流罩等部件阶段;(2)受力较小的升降舵、方向 舵等部件阶段;(3)受力较大的平尾、垂尾等部件阶段;(4)主承力结构机翼、机身阶段这四个阶段。当前越 来越多的民用飞机开始大量采用复合材料,用量占比也从 20 世纪 60 年代的 B747 的 1%,增长到现在主流宽体 客机 A350 的 52%和 B787 的 50%。而我国国产大飞机的复材占比也从 ARJ21 的 2%到现在 C919 的 12%,并预 计 C929 的占比将达到 51%。
1.3 机载系统
机载系统主要包括机电系统和航电系统。机电系统是指飞机上结合电气和机械设备的系统,用于控制和操 作飞机的各种功能。这些系统通常包括液压系统、环控系统、电气系统、燃油系统、第二动力系统、防火系统、 照明系统等。而航电系统是指飞机上用于导航、通信、监视和控制的电子系统,这些系统确保飞行的安全性和 效率。航电系统包括导航系统、显示系统、监视系统、飞行控制系统等。目前国际上主要的机载系统供应商主 要分布于美国、欧洲等地,我国目前的机电与航电系统与国外仍有较大差距,机电生产企业分布分散,缺乏核 心竞争力,而航电系统则主要依赖进口。机载系统是飞机实现各类功能与确保飞行安全高效的关键组成部分, 由机电系统和航电系统构成。其子系统功能也各有不同。 机电系统集成了电气与机械装置,各子系统协同运作,共同支撑飞机的各项功能: 液压系统利用液压油作为介质,通过压力传递原理,为起落架收放、襟翼调节以及飞行控制面的操作提供 动力源,确保飞机飞行姿态的精准控制。
环控系统通过对机舱内温度、湿度、气压等参数的精确调节,为乘客与机组人员营造舒适的座舱环境,确 保飞行过程中的人体舒适度。
电气电源系统为飞机上的电子设备、仪表以及照明装置提供稳定的电力供应,是保障飞机各系统正常运行 的关键基础设施。 燃油系统负责储存、管理并精确输送燃油至发动机,通过燃油流量的精确控制,保障发动机在不同工况下 的稳定、高效运行。
第二动力系统作为应急备用动力源,在主发动机故障或飞行中需要额外动力支持时启动,为飞机提供必要 的动力保障,以确保飞行安全。
救生系统配备降落伞、救生筏、应急滑梯等应急设备,在紧急情况下为乘客与机组人员提供生命安全保障。 防火系统运用火灾探测技术,实时监测飞机内的火灾隐患,一旦发现异常,迅速启动预警机制,并通过灭 火装置进行火灾扑救,以保障飞机在飞行及地面停放时的安全。 照明系统涵盖机内照明与机外航行灯、着陆灯等,机内照明为机组人员提供操作所需的可视环境,机外照 明则满足飞机在夜间及低能见度条件下的航行与着陆需求。 EWIS 线缆系统作为飞机各系统间信号传输与电力分配的载体,通过线缆网络实现各系统间的信息交互与 协同工作,保障飞机系统的整体性与功能性。
航电系统作为飞机的核心电子控制系统,对飞机的安全、高效飞行起着关键作用: 通信系统采用先进的通信技术,实现飞机与地面控制中心、其他飞机之间的语音与数据通信,保障飞行过 程中的信息畅通。 监视系统通过传感器网络,实时监测飞机自身状态、周围空域交通状况以及气象条件,及时发现潜在风险 并发出预警,保障飞行安全。 显示系统将飞行过程中的各类数据、导航信息以及飞机状态信息进行实时处理与显示,为机组人员提供直 观、准确的信息展示,辅助其飞行决策。 飞行控制系统依据飞行员指令或预设的自动飞行程序,对飞机的姿态、高度、速度等飞行参数进行精确控 制,确保飞机飞行的稳定性与操控性。 导航系统综合运用卫星定位、惯性导航等技术,为飞机提供精确的位置、航向与速度信息,引导飞机按预 定航线飞行,确保飞行路径的准确性。 机组告警系统通过通过视觉、听觉以及触觉的方式,为飞行机组提供不安全飞行状态和飞机系统故障状态 下的告警。 飞行记录系统对飞机飞行过程中的关键数据以及驾驶舱语音信息进行实时记录,为事故调查与飞行安全分 析提供重要的数据支持。
1.4 发动机(动力系统)
航空发动机作为飞机上最重要的部分之一,由于高技术、高投入、长周期、高风险等特点,其研究及制造 拥有极高的门槛。在投入与技术门槛上,以 GE 为例,其每年都会拿出营业额 10%~15%的经费,数额高达十几 亿甚至几十亿美元,用于飞机发动机先进技术的研究与开发,而总部的 2000 人中有 50%以上的人持有博士学 位。风险方面,一款商用发动机的寿命在 40 年以上,作为主力发动机的时间也在 20-30 年,为了增加可靠性、 降低成本,航空公司在很长一段时间内只会选择一个系列的发动机产品,因此一旦公司的某一代发动机在市场 上变现不佳,那么公司将会失去 20 到 30 年的市场。飞机的动力系统十分复杂,根据航空发动机的结构拆分, 大致可以分为风扇增压级(也称低压压气机)、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮、加力燃烧室及尾喷 口、控制系统(机械传动、外部管路、引气放气等)等子系统,各子系统功能如下: 风扇增压级位于发动机前端,吸入空气并进行初步增压和整流,实现内外涵空气流量分配。外涵的空气加 速产生推力,内涵的空气进入核心机进一步增压,支持燃烧室燃烧并驱动后续涡轮运转。
高压压气机通过转子旋转压缩气流,再通过静叶膨胀增压,气流在收敛流道中逐级加速和增压,最终使进 入燃烧室的气流达到所需的压力和速度。
燃烧室通过燃油喷嘴雾化并调节油量,在压气机出口的高速气流中形成稳定的点火和燃烧区域。高压空气 与雾化燃料混合后,经点火器点燃,稳定释放燃料的内能。
高压涡轮通过导叶收敛通道加速燃烧室排出的高温高压燃气,冲击涡轮转叶,将部分热能和压力能转化为 旋转机械功,驱动压气机及其他附件。
低压涡轮是利用高压涡轮后的高速高压燃气,充分膨胀,冲击低涡转子带动风扇增压级旋转做功的装置 加力燃烧室通过向涡轮后燃气流中喷入燃油,在不改变发动机最大转速和涡轮前燃气温度的情况下,利用 剩余氧气进一步燃烧,提升燃气温度和速度。尾喷口的主要功能是加速膨胀燃气并转化热能为动能,产生推力; 同时,通过调节喷管面积和方向,改变发动机工作状态和推力方向。
2.1 全球大飞机产业链布局
大飞机的价值量符合微笑曲线,总体设计环节具有较高的附加值,其次为核心分系统如航电机电和发动机 系统,产业链中上游环节如零部件加工、分段制造、电子元器件以及材料等相对技术壁垒较低。飞机总体设计 单位拥有飞机的知识产权,占据微笑曲线两端,即设计研发和售后环节,大飞机在研发、适航等过程资金投入 量大,时间周期长,具有较高的技术壁垒,也是竞争格局最好的环节,目前主要由空客和波音两大巨头垄断。 大飞机行业对于安全性的高标准要求使得其主要分系统,如航电机电、发动机等也具有较高的行业壁垒。相对 来讲,零部件加工、分段制造、电子元器件以及材料技术壁垒较低。

总的来说,大飞机产业属于高端制造行业,具有较高的技术壁垒,主要总体公司和重要分系统掌握在欧美 公司手中。近年来,全球大飞机产业链具有从欧美国家向其他地区转移的趋势,最先转移的价值量环节主要是 零部件加工、材料等相对技术壁垒较低的环节,随着我国大飞机总体的逐步成熟,有望带动航电机电等核心分 系统国产化率提升。相较 2012 年,2021 年空客供应商中,英国、法国、美国等国家的供应商数量下降,而中 国、韩国、印度、加拿大、墨西哥等国家的供应商数量上升。我国等积极参与大飞机全球化制造业分工,例如 空客在天津建立了总装厂,西飞、哈飞等公司参与部件制造环节。
从各产业链环节规模来看,在高峰时期、总体公司如波音、空客商用航空营业收入为 500-700 亿美元,发动 机公司如通用、劳斯莱斯营业收入为 100-300 亿美元,航电机电系统公司营业收入在 50-200 亿美元左右。从毛 利率角度来看,在稳定时期,总体公司毛利率在 10-15%,发动机公司毛利率在 20-25%,航电机电及零部件加工 毛利率为 30%左右。
2.2 全球产业链构成
航空制造业具有高资本投入与高风险的特征,因此大飞机产业在全球生产布局形态上逐渐形成了“主制造 商-供应商”的生产组织模式。由主制造商主导国际规则制定、支配产业资源,强化价值链控制能力,处于下级 的供应商随着网络层级的递减,在对于产业的影响力上递减的同时在数量上递增。这种较为成熟的模式既能加 强企业之间的合作联系,又能降低生产风险、提高生产效率。 目前空客和波音都在“主制造商-供应商”模式下与众多供应商共同形成了全球三级生产网络。波音和空客 位于该生产网络的第一层级,负责组织和协调整个生产网络。第二层级企业作为子系统供应商,为大飞机制造 提供发动机、航电设备等主要部件,其具备组织协调所属子系统和集成所属子系统技术的能力,企业数量相对 较少。而第三层级为其他零部件供应商,地位偏弱,数量众多,市场竞争较为激烈。
主制造商借助其自身对产业的控制力和政府的支持,在构建全球分工格局的同时,根据研发目标和发展战 略,将全球产业发展资源紧密整合到生产网络之内。由于复杂产品系统产业的高资产专用性,供应商对主制造 商的需求变化极为敏感,因此一般都会通过选择与主制造商形成稳定的合作关系来维持稳定的新增订单,并减 少因改变生产产品类型而可能支付的巨额损失,也因此让主制造商得以将风险和成本在全球企业之间传递。主 制造商按照不同模块的技术属性和价值高低分解外包,下级接包方以同样方式逐级分包,进而形成了复杂产品 系统产业层级鲜明的庞大分工体系。 在大飞机产业中,尽管主制造商占据主导地位,但发动机等核心供应商在与主制造商的博弈中仍然具备较 强的谈判实力。为了确保在谈判中的优势并对供应商保持绝对影响力,主制造商通常会支持培育多家同类供应 商。这种做法不仅可以确保对生产网络的控制力度,还能有效预防因单一供应商供货中断而带来的风险。 现阶段,历经数十年的蓬勃发展,全球飞机机体供应商市场展现出复杂多元且高度专业化的格局。以波音、 空客为核心,周边环绕着众多各具特色的供应商,共同构筑起稳固的行业生态。艾蒙凯瑟、爱励铝业、美铝等 凭借丰富的金属材料供应经验和强大的研发实力,为飞机机体提供各类高性能金属材料,在原材料供应领域占 据重要地位。其中,爱励铝业、美铝等企业的铝合金材料广泛应用于机身、机翼等关键部位,产品质量和供应 稳定性成为其坚固的市场壁垒。PPG 航空材料、凯密特尔等企业专注于表面处理和特种材料领域。PP G 的高性 能涂料、密封剂等产品,为飞机机体提供了关键的防护与功能性保障;凯密特尔先进的表面处理技术,大幅提 升了机体材料的耐久性与可靠性,它们在各自细分领域树立起较高的行业门槛。此外,维斯伯-蒂锐、雅奇国际、 AEHI、AMI 金属、博隆克金属等企业,或依托独特的技术工艺,或凭借对特定材料的深入研究,在市场中分得 一杯羹。
目前,在机身分段供应商中,存在着头部企业优势稳固,新兴地区企业崛起的特点,这也一定情况下促进 了机身分段公司在全球范围内的并购重组。SpiritAeroSystems 凭借与波音等巨头的长期合作关系,在波音飞机 机身分段制造领域占据重要地位,技术和产能优势明显,短期内地位难以撼动。Sonaca 等公司凭借先进技术和 丰富经验,在为空客等提供机身分段产品方面也保持着较强的竞争力,持续为高端机型提供关键部件。随着亚 太等地区航空业的快速发展,韩国等第二阵营国家的机身分段制造企业技术不断提升,逐渐从单纯的低附加值 结构件制造向更高端的部件制造迈进,在全球市场中开始争取更多份额。GKNAerospace 在 2019 年曾公告全球 重组计划,要将四个独立的内部部门打造成一个更简单、更具竞争力的、以客户为中心的完整业务,计划在未 来两年内减少约 1000 个非生产岗位,以整合资源、提高运营效率。2023 年,RUAGInternational 将旗下德国和 匈牙利的 RUAG航空结构公司的所有股份和约 1000 名员工转让给德国家族企业 Mubea,PilatusAircraftLtd 接管 了瑞士 RUAGAerostructures 公司的所有机器和 230 名员工,完成了航空结构业务的私有化。PCC 集团曾在 1995 年收购了 Quamco.,为工业应用提供各种工具和设备。后续可能会继续在金属零部件制造相关领域进行并购, 以扩大其在航空航天及其他工业领域的市场份额。
现阶段,在全球航空业几十年的发展进程中,机载系统市场已形成高度集成且竞争激烈的格局,主要涵盖 航电系统与机电系统两大板块。众多实力强劲的企业凭借深厚技术积累、广泛产品线和长期市场耕耘,在各自 擅长领域确立了稳固地位。 当前航空产业链呈现显著的下游整机市场垄断强化趋势,以波音、空客为代表的巨头通过技术壁垒与规模 效应持续挤压竞争者空间。这种倒逼机制推动上游机载系统供应商加速并购重组,形成两种典型模式: 横向整合型重组:通过产业链横向并购构建系统级竞争力。联合技术公司 2018 年收购罗克韦尔柯林斯成立 柯林斯宇航,以及 2020 年与雷神公司合并组建雷神技术。此类重组以扩大产品矩阵为目标,如雷神技术通过整 合实现从雷达系统到航电系统的完整解决方案供给,显著提升对整机企业的议价能力。类似案例还有泰利达公 司于 2004 年,2016 年,2021 年和 2024 年分别收购了 Reynolds Industries 公司,e2v 公司,FLIR Systems 公司和 Adimec 公司,进一步完善了产品线,提升了在机载系统细分市场的竞争力。 业务聚焦型重组:通过战略收缩实现专业领域深度突破。2024 年 GE 航空的独立上市,通过讲 GE 的航空 业务拆分,使其更好的聚焦其发动机和航电系统业务,体现发动机核心技术的价值,推动航电系统智能化升级。
航电系统:霍尼韦尔的驾驶舱管理与导航通信系统极为出色,为飞行员提供精准信息与高效控制。雷神技 术的雷达、通信、导航系统性能卓越,显著提升飞机的态势感知能力。柯林斯航空航天的集成航电系统处于行 业前沿,将各类航电功能高度融合,实现信息快速处理与协同工作。埃斯特莱恩技术的显示系统能清晰呈现飞 行数据,L3 哈里斯技术的通信、导航和监视系统,保障飞机在复杂空域安全飞行。泰利达的通信及传感器系统, 可实时采集和传输关键飞行信息。这些企业通过持续的技术创新与投入,在航电系统领域构筑起坚固的技术与 市场壁垒。 机电系统:通用电气航空在发动机相关的电气、传动和冷却系统技术先进。其电气系统为发动机稳定运行 供电,传动系统高效传递动力,冷却系统确保发动机在高温下正常运转。埃斯特莱恩技术的起落架、液压和环 境控制系统性能可靠,起落架保障起降安全,液压系统为部件供能,环境控制系统营造舒适机舱环境。波音航 空电子的电力管理系统,合理分配电力资源,保障各系统稳定运行。赛峰的起落架、制动和燃油管理系统表现 突出,起落架承载能力强,制动系统确保安全着陆,燃油管理系统优化续航。美捷特的传感器、热管理和液压 系统技术领先,能实时监测飞机状态、控制关键部位温度以及提供稳定动力。迪尔控股在液压系统等方面拥有 专长,为飞机飞行控制提供稳定动力传输。这些企业凭借在机电系统关键部件制造与系统集成的优势,构建起坚实的行业护城河。
现阶段,经历近百年的发展,全球商用航空发动机市场已呈现出明显的寡头垄断格局。美国通用电气航空 (GE)、普拉特·惠特尼(普惠)、英国罗尔斯·罗伊斯(罗罗)、GE 和法国赛峰合资的 CFM 国际公司以及 普惠、MTU 航空发动机和日本航空发动机协会合资的国际航空发动机公司(IAE),占据着全球商用航空发动 机超过 97%的市场。目前我国的中国航发商发公司也在为国产客机配套研制“长江”系列涡扇发动机,有望打 破海外技术封锁,在航空发动机市场上占据一席之地。

中国商飞自成立以后,不断带动我国民机供应链的构建,在采用“主制造商-供应商”模式的基础上,以上 海为龙头,成立西安、沈阳、哈尔滨、安顺、成都、上海、天津、珠海、南昌等 9 个国家级航空高技术产业基 地,依托中航工业、上海商飞等骨干企业发展出民用飞机产业集群,形成了明显的航空企业区域集聚,为航空 飞机的制造、资源统筹和管理提供了完善的环境。 目前 C919 大型客机国产化率超过 60%,中国商飞根据装机产品将供应商分为三个类别, I 类供应商主要 负责提供发动机、重要结构件、机载设备和机载系统。II 类供应商主要负责提供一般的零组件、结构定制件、锻 铸件、橡胶件、扭矩螺栓和电子仪器等。III 类供应商主要提供原材料、工艺材料、标准件、接头和电子元器件 等。
其中,机体结构由中国商飞公司自主设计,制造方面,中航工业的下属公司中航西飞、沈飞、成飞、洪都航 空等航空工业机体供应商经过 30 多年的转包生产,在机体金属结构制造和装配上获得了与国际先进水平相当的 研发制造能力,而机体制造环节也成为目前我国企业在 C919 生产环节中主要受益部分。目前,航空工业集团的 下属公司承担了绝大部分 C919 中机体结构部位的研制和生产,例如成飞民机公司承担了机头研制工作,洪都公 司承担前机身、中后机身,西飞公司承担中机身、外翼翼盒、扰流板等 6 个工作包的研制,沈飞民机则承担机 身、垂尾、发动机吊挂、APU 舱门的研制,另外还有昌飞公司负责前后缘襟翼,中航哈飞负责垂尾、舱门、整 流罩,航空工业特种所承担雷达罩的研制。 动力系统方面,目前使用 CFM 国际的 LEAP-1C 作为 C919 唯一选装发动机,使用赛峰公司研发的短舱系 统,中航西飞与赛峰的合资公司西安赛威短舱有限公司负责生产 C919 的动力系统的短舱组件,赛峰短舱 M RO 修理厂则负责提供发动机短舱和反推装置的维修服务。同时,国内相关供应商也积极参与到 LEAP 发动机相关 的国际转包供应中,例如航宇科技为 LEAP 发动机生产高压涡轮机匣锻件。与此同时,中国航发与一众国内厂 商正在积极推进 CJ1000A 的研制。
机载系统方面,C919 在推进研制的过程中选择通过与国外顶级航空制造企业成立合资企业或建立项目合作, 在追赶技术差距的同时,对核心系统进行自主化布局,在未来对相关细分领域逐步实现国产替代。目前 C919 的 机电系统 I 级供应商中,有超过一半为国外供应商,例如起落架系统由利勃海尔负责开发、供应和维修,美国柯 林斯和法国赛峰负责提供氧气系统的供应,霍尼韦尔则参与到飞控系统、刹车系统等多个环节中。国内供应商 通过与欧美主要航空机电公司合作成立合资公司参与到机电系统的供应当中,例如航空工业电源与美国汉胜成 立西安中航汉胜电力有限公司参与到电源系统的研制当中,商飞上飞则分别与美国赛峰和伊顿分别成立上海赛 飞航空线缆制造有限公司和伊顿上飞(上海)航空管路制造有限公司,参与到 C919 的电气线路互联系统和液压/燃油惰化系统管路的研制中,而伊顿上飞也是中国商飞合资合作的第一家公司,标志着 C919 项目国际合作迈 出的重要步伐。 而在 C919 的航电系统的研制过程中,中国商飞选择了通过以航空工业集团与电科集团为首的军工企业与 美国通用电气、柯林斯等海外主要航电系统供应商成立合资公司的形式在系统上进行自主设计与集成,对所有 核心系统进行了自主化布局。例如航空工业机载公司与上海市人民政府牵头组建中航民用航空电子有限公司, 与美国通用电气公司合资组建中航通用电气民用航电系统有限责任公司(昂际航电),作为 C919 的 I 级供应 商,参与到 C919 的 IMA 航电系统、综合显示系统、飞行管理系统、机载维护和飞行记录系统的开发研制,负 责系统为 C919 航电系统中一半的工作量,成为我国航电系统国产化起步的重要一步。此外,例如航空上电、航 空测控等国内企业独立承担了 C919 中的驾驶舱显示系统、网络交换机、客舱核心控制系统、驾驶舱信息系统及 视频监视系统、客舱娱乐系统等多个航电系统的开发和研制。
机体材料方面,C919 仍然主要依赖进口,虽然我国原材料基础产业产量规模较大,但与国外原材料厂商相 比,产品的质量还停留在较低的领域,尖端技术仍被国外企业垄断。 铝合金作为 C919 使用量最大的材料,占机体总重量的 65%。国内目前有上千家铝加工企业,但具备生产高 端铝材,特别是 C919 中大规模使用的第三代铝锂合金的生产能力的国内企业屈指可数,目前仅有中国铝业和南 山铝业实现向 C919 供货,其他需求仍主要依靠海外供应商。 航空钛合金作为主要结构材料之一,同样在 C919 中被大量使用。尽管近年来我国在钛合金材料领域已经取 得显著进展,但与欧美等发达国家相比,在产品设计、制造、加工等方面仍然存在一部分差距,目前例如宝钛 股份、西部超导等国内钛合金生产厂商正在积极参与到大飞机产业链供应中,后续有望为商飞提供多种规格的 钛合金棒材、厚板、薄板材料等。 复合材料方面,目前碳纤维复合材料目前仍主要依赖进口,但是国内主要碳纤维产业链相关公司积极参与 材料的审核和适配工作。目前中航高科、中复神鹰、光威复材等参与国产大飞机复合材料配套,后续机型有望 实现国产化。
零部件供给方面,C919 国内供应商以二重万航、中航重机等航空航天、军工系统所属企业为主,另外有爱 乐达、三角防务等民营企业进行有效补充,其中飞而康、铂力特的 3D 打印技术被广泛运用到 C919 飞机生产中, 有效减少飞机全寿命周期的运营成本。
我们认为,当前我国商飞已经实现了大飞机整机从零到一的突破,随着民用大飞机的市场逐步打开,产品 力逐渐提升,有望为我国航空产业带来广阔的市场空间。随着核心系统如机载系统、发动机系统技术的逐步突 破,我国航空产业链将掌握核心竞争力,打开产业链利润空间。
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