國產(chǎn)大飛機撬動萬億產(chǎn)業(yè)鏈

吳新竹

截至2022年年底，國產(chǎn)大飛機C919累計獲得32家客戶1035架訂單，2023年將投入商業(yè)運營，目前驗證飛行已超過50小時，2023年1月15日起驗證飛行提速。按每年單通道干線客機345架以及C919最新交付價格計算，市場空間超過2000億元，未來市場空間將隨著競爭力的增強不斷提高。

航空工業(yè)集團下屬單位系C919的核心供應(yīng)商，在金屬結(jié)構(gòu)制造和裝配上與國際先進水平相當(dāng)，高溫合金、鈦合金、航空復(fù)合材料、高性能鋁材、輪胎、膠粘劑等材料行業(yè)間接受益，國產(chǎn)零部件加工及組裝廠商蓬勃發(fā)展，未來機電系統(tǒng)和發(fā)動機的國產(chǎn)替代空間廣闊，大飛機產(chǎn)業(yè)鏈將逐步完善。

大飛機市場藍海

中國商飛的《市場預(yù)測年報（2022-2041）》預(yù)測，未來20年，全球預(yù)計將有約4.24萬架新機交付，價值約6.4萬億美元，其中約71.6%為單通道噴氣客機，中國的航空公司將接收其中的9284架新機，占全球的21.9%，市場價值約1.5萬億美元。新興市場干線航空運量的增長以及全球低成本模式的發(fā)展是單通道噴氣式客機增長的重要推動力，中國商飛預(yù)計，到2041年末，現(xiàn)役機隊中約75%的單通道噴氣客機將被燃油效率更高的全新單通道噴氣客機替換，根據(jù)飛機價值劃分，單通道噴氣客機占比約為57%，預(yù)計到2041年，中國航空市場將擁有單通道噴氣客機6896架。

大飛機通常指民航領(lǐng)域的干線客機，目前，壟斷國際干線客機市場的只有美國波音公司以及英、法、德、西班牙四國合辦的空客公司。C919大型客機是中國自行研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中短程商用干線噴氣式飛機，于2017年5月首飛成功，于2022年9月獲得型號合格證。上海自貿(mào)區(qū)民用航空產(chǎn)業(yè)規(guī)劃顯示，C919將在2023年實現(xiàn)批量交付、2025年具備年產(chǎn)50架的能力。中國東航披露的C919采購單價為6.53億元。此外，另一種國產(chǎn)大飛機CR929是中俄合作研發(fā)的遠程寬體飛機，交付工作預(yù)計在2028-2029年完成。

與波音737MAX-8和空客A320neo飛機相比，C919的機身寬度更大，波音737系列飛機的安全性曾一度陷入爭議，而C919航電系統(tǒng)的后發(fā)優(yōu)勢明顯，其采用了波音和空客的綜合設(shè)計，C919在已獲得中國民航局的適航批準(zhǔn)基礎(chǔ)上，可以通過雙邊適航來獲取進口國民航局的適航批準(zhǔn)，目前中國已與美歐等32個國家和地區(qū)簽訂了雙邊適航協(xié)議。

機體結(jié)構(gòu)制造企業(yè)崛起

經(jīng)過多年的轉(zhuǎn)包生產(chǎn)，國內(nèi)航空工業(yè)各大機體供應(yīng)商在金屬結(jié)構(gòu)制造和裝配上與國際先進水平相當(dāng)，C919的I類供應(yīng)商提供發(fā)動機、重要結(jié)構(gòu)件、機載設(shè)備與重要機載系統(tǒng)件，II類供應(yīng)商提供一般的零組件、結(jié)構(gòu)定制件、鍛鑄件、橡膠件、扭矩螺栓、電子儀器等，III類供應(yīng)商提供原材料。

C919整體設(shè)計由中國商飛完成，各零件則和其他企業(yè)協(xié)同設(shè)計和生產(chǎn)，最終由商飛完成組裝，金屬結(jié)構(gòu)件供應(yīng)鏈緊緊依托國內(nèi)企業(yè)進行構(gòu)建。中航證券指出，在當(dāng)前的國產(chǎn)民機研制過程中，航空工業(yè)集團主要參與機械制造環(huán)節(jié)，如C919的雷達罩、機頭、機身、機翼、垂尾等機體結(jié)構(gòu)件的研制工作，占大型客機機體90%以上。航空工業(yè)集團下屬單位是核心供應(yīng)商，以I類供應(yīng)商為主，各大主機廠如西飛、沈飛、成飛、洪都和哈飛承擔(dān)著C919大型客機雷達罩、機頭、機身、機翼、垂尾等絕大部分機體結(jié)構(gòu)件的研制工作，占大型客機機體研制95%以上的工作份額。其中，中航西飛承擔(dān)了新舟系列飛機、C919飛機、AG600飛機、ARJ21飛機的機身、機翼等關(guān)鍵核心部件研制工作，是上述飛機型號最大的機體結(jié)構(gòu)制造商。

國產(chǎn)材料發(fā)展迅猛

大飛機制造中，材料及標(biāo)準(zhǔn)件的技術(shù)難度相對較小，在整機中的價值占比在20%以下。C919大型客機在中央翼、機翼、機身等主承力部段上使用了經(jīng)ARJ21飛機成功驗證的鋁合金等成熟材料，在尾翼、后機身和襟縫翼上使用了復(fù)合材料，在尾翼盒段和后機身前段上使用了國外先進的第三代中模高強碳纖維復(fù)合材料，在機身蒙皮和長桁結(jié)構(gòu)中使用了第三代鋁鋰合金。國內(nèi)航空企業(yè)的復(fù)合材料制造技術(shù)與國際先進水平差距則較大，主要體現(xiàn)在工藝穩(wěn)定性、質(zhì)量控制、過程控制等方面，隨著中國航空工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)制造逐步步入高端制造行業(yè)，鋁合金、鎂合金、鈦合金、碳纖維復(fù)合材料等各種新型輕量合金材料涌現(xiàn)，助力C919大飛機的順利制造。

鈦合金可以大大減輕飛機及其發(fā)動機的重量，中國新支線飛機ARJ21的鈦合金用量為4.8%，干線客機C919的鈦合金用量為9.3%，和波音777相比略高。國內(nèi)軍工領(lǐng)域的鈦合金廠商主要包括寶鈦股份、西部材料、西部超導(dǎo)、金天鈦業(yè)等，下游飛機零部件及大型關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的高端精密加工制造與柔性裝配服務(wù)遍及軍用機型以及C919、C929等民用機型，例如通達股份的全資子公司成都航飛主要從事產(chǎn)品包括機體鈦合金、鋁合金框、梁、肋、接頭等的數(shù)控加工件以及機體結(jié)構(gòu)件的部組件柔性裝配。

空客A380客機的碳纖維用量約為15%，波音B787客機的復(fù)合材料用量達到50%，機體蒙皮結(jié)構(gòu)幾乎全是復(fù)合材料，空客A350XWB飛機復(fù)合材料的約占結(jié)構(gòu)質(zhì)量的53%。碳纖維國產(chǎn)化進程持續(xù)推進，光威復(fù)材、中簡科技和中復(fù)神鷹近年來高端碳纖維產(chǎn)品收入增長迅速；預(yù)計C919達產(chǎn)后，帶來的碳纖維年消耗量為484.15噸，市場容量為1.1億元。

國海證券指出，C919大型客機是國內(nèi)首個使用T800級高強碳纖維復(fù)合材料的民用機型號，C919在后機身和平垂尾以及發(fā)動機風(fēng)扇葉片等位置均使用了碳纖維復(fù)材，占機身重量的11.5%。此外，發(fā)動機采用了18片碳基復(fù)合材料制作的風(fēng)扇葉片。長城證券指出，中國高性能樹脂基復(fù)合材料技術(shù)已取得突破，國產(chǎn)T300級碳纖維已實現(xiàn)了千噸級產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，國產(chǎn)T700級碳纖維實現(xiàn)了百噸級批產(chǎn)。

單架C919的輪胎需求量在66條。國產(chǎn)航空輪胎成果漸出，玲瓏、森麒麟、昊華科技、三角輪胎等公司不斷加大研發(fā)力度，森麒麟已進入中國商飛C909及C919培育供應(yīng)商名錄，于2019年成為中國商飛ARJ21-700航空輪胎合格供應(yīng)商。航空化工材料方面，昊華科技2022年上半年的收入規(guī)模為16.86億元，該公司的航空輪胎正式投入ARJ21飛機航線運營，西北院研制的AG600飛機用橡膠密封件完成批量產(chǎn)品交付。膠粘劑能夠和面板、蜂窩芯一起組成蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，顯著減輕飛機重量，提高疲勞壽命，單架C919的膠粘劑用量為1.06噸，每噸單價約為9.36萬元。回天新材系該類企業(yè)的代表，其軍工環(huán)氧膠主要用于各類軍機、大飛機、發(fā)動機的結(jié)構(gòu)粘接、補強和灌注。

發(fā)動機替代空間廣闊

民用飛機是世界上產(chǎn)品內(nèi)分工最精細、國際合作最緊密的產(chǎn)業(yè)之一，以波音787為例，其90%的零部件由供應(yīng)商制造，波音只負責(zé)少數(shù)零部件的生產(chǎn)和總裝任務(wù)。ARJ21和C919的發(fā)動機、航電、飛控等主要機載系統(tǒng)選擇了通用電氣、霍尼韋爾等國外供應(yīng)商，這些國外供應(yīng)商也是波音、空客、龐巴迪、安博威的供應(yīng)商。中國機電系統(tǒng)的發(fā)展與國外產(chǎn)品存在著較大差距，機電生產(chǎn)企業(yè)相對分散、規(guī)模較小、缺乏核心競爭力。

商用航空發(fā)動機領(lǐng)域呈寡頭壟斷的格局，美國通用電氣公司GE、美國普惠、英國羅羅、法美合資的CFM國際、德日合資的IAE占據(jù)著全球商用航空發(fā)動機約97%的市場。C919選定的發(fā)動機是CFM國際生產(chǎn)的LEAP-X1C型渦扇發(fā)動機，由中國航發(fā)研制的CJ-1000A發(fā)動機預(yù)計將于2023年開始換裝，2025年批量化生產(chǎn)。

材料成本約占發(fā)動機成本的50%，其中高溫合金約占材料成本的35%，目前中國軍用航發(fā)用高溫合金市場規(guī)模超過250億元，民用國產(chǎn)航空發(fā)動機的成熟將為市場帶來更多增量空間。產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)有撫順特鋼、鋼研高納、圖南股份、隆達股份、西部超導(dǎo)、中航上大等；中游企業(yè)較多且各有所長，包括航材股份、鋼研高納、圖南股份、中科院金屬所、萬澤股份、中航重機、派克新材、航宇科技、應(yīng)流股份、三角防務(wù)等；下游企業(yè)從事成品零部件加工、零部件組裝和設(shè)備總裝業(yè)務(wù)，如愛樂達、立航科技和利君股份的全資子公司德坤航空等。

目前，鈦合金材料在國外先進飛機航空發(fā)動機上的用量占其總重量的25%-40%，中國第三代航空飛機發(fā)動機的鈦合金材料用量為25%，第四代用量為40%，隨著技術(shù)的發(fā)展，鈦合金材料的用量將越來越多。生產(chǎn)航空用鈦合金相關(guān)產(chǎn)品的企業(yè)主要包括西部超導(dǎo)、寶鈦股份和西部材料。