航空发动机十五五：新质生产力引爆低空动力革命
1、航空发动机行业概述
航空发动机是为航空器提供飞行动力的核心装置，被誉为“工业皇冠上的明珠”，其性能直接决定飞机的运载能力、航程、经济性与环保性。从技术分类上，主要包括涡轮风扇发动机（高/低涵道比）、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨/涡轮轴发动机，以及前沿的变循环发动机、电动/混合电推进系统和氢燃料发动机。作为集材料学、热力学、流体力学、控制科学于一体的尖端复杂系统，其研发周期长达15-20年，涉及数万个精密零部件，代表着一个国家制造业的最高水平。
航空发动机行业发展历程
资料来源：普华有策
二、 航空发动机行业技术水平及特点
（一）高推重比与低油耗
现代航空发动机的推重比已从早期涡喷的数倍提升至第四代涡扇的十倍以上，油耗较早期降低显著。高推重比得益于高压压气机优化、涡轮前温度提升及轻质材料应用。中国CJ-1000A的耗油率指标已接近国际同期先进水平。
（二）耐高温材料极限
涡轮叶片需承受高温、高压、高转速的极端载荷，单晶高温合金叶片工作温度接近基体材料的熔点。CMC陶瓷基复合材料成为热端部件的战略材料，其密度低、耐温高，可大幅减少冷却气流量。GE9X已批量应用CMC，中国在CMC材料领域已突破关键工艺。
（三）全权限数字控制
FADEC系统通过传感器实时监测发动机参数，实现对发动机的精确控制与健康监测，显著提升性能、降低油耗、延长寿命。中国已实现多型军用发动机FADEC系统的自主研制，CJ-1000A配套的FADEC系统完成多轮地面联试。
（四）适航取证壁垒
航空发动机适航取证是进入民用市场的“通行证”，取证周期长、投入大，涉及数千份符合性验证报告、上万小时测试。取证投入构成天然的市场护城河。CJ-1000A已进入型号合格证取证冲刺期。
三、 航空发动机行业产业链总结及影响
（一）产业链结构简析
航空发动机产业链自上而下清晰：上游为原材料与核心零部件，包括高温合金、钛合金、CMC陶瓷基复合材料，以及叶片、盘轴、机匣、燃烧室等精密加工环节；中游为整机设计研发、集成制造与总装测试，涵盖气动热力学设计、结构强度分析、控制逻辑开发及适航验证；下游为应用场景与后市场服务，包括军用航空、民用航空及新场景（eVTOL/通航），以及MRO（维护、维修、大修）、备件供应等后市场环节。
（二）上游发展对行业的影响
上游材料与核心部件是航空发动机性能的根本制约。高温合金是涡轮叶片和盘件的关键材料，单晶铸造工艺直接决定涡轮前温度极限。截至“十四五”末，我国在单晶高温合金母合金、粉末冶金盘件领域已实现重大突破，但高端牌号及CMC陶瓷基前驱体仍存在进口依赖。精密锻件与机匣方面，国内已具备大型钛合金锻件供应能力，但精密轴承、燃油控制系统核心阀体等仍依赖国际供应商。上游的“卡脖子”环节制约整机国产化进程，是“十五五”期间供应链安全建设的核心攻坚方向。2025年中央经济工作会议强调“科技自立自强”，预计将引导更多资源投向高温合金返回料再生、CMC低成本制备等短板领域。
（三）中游与下游发展对行业的影响
中游整机集成呈现极高寡占性，全球由GE、罗罗、普惠及CFM合资公司主导，中国呈现中国航发集团“一统三专”格局。设计研发体系的数字化水平直接影响型号迭代速度，AI生成式设计已在压气机叶片气动优化中实现工程应用。下游应用端，民用市场受全球航空客流恢复驱动，新机交付与存量发动机MRO需求持续增长；军用市场由四代机换装、实战化训练消耗及六代机预研牵引；新场景如eVTOL、无人机物流正催生混合电推进系统需求。2025年中央经济工作会议首提“低空经济”，预计将加速通航发动机适航审定流程与场景落地，对产业链下游形成显著增量拉动。
四、 航空发动机行业竞争格局
航空发动机行业竞争格局
资料来源：普华有策
（一）全球三强鼎立与双寡头垄断
全球航空发动机市场呈现“两民两军”格局：民用领域，窄体机市场由CFM国际与普惠主导；宽体机市场由GE与罗罗主导。军用领域，普惠凭借F135垄断第五代战斗机动力市场，GE则在变循环发动机领域保持领先。这三家美英巨头掌握核心机谱系、适航标准话语权及全球供应链分配权，形成极高的技术壁垒与市场准入壁垒。
（二）中国航发体系的追赶与突破
中国航空发动机产业以中国航发集团（AECC）为核心，形成“一统三专”的研发制造体系。截至“十四五”末，中国已实现二代机动力全面国产、三代机主力列装，四代机动力定型量产，CJ-1000A进入适航取证冲刺阶段。在中小发领域，涡轴系列已批量配套国产直升机，混合电推进系统完成地面联试。资本市场涌现出一批上市企业，形成“主机厂+配套商+材料商”的产业矩阵。
（三）竞争焦点的演变与国产替代窗口
当前竞争焦点正由单纯的推重比、耗油率指标，转向全生命周期的碳排放（SAF兼容性）、数字化服务、产业链成本控制的多维较量。国际巨头构建全球供应链网络，中国供应商在精密锻造、机匣加工等领域已具备较强竞争力，正加速融入全球转包供应链。2025年中央经济工作会议强调“以科技创新引领新质生产力发展”，叠加欧美对华高性能航发及特种加工设备出口管制持续收紧，国产替代进入加速期。预计“十五五”期间，随着CJ-1000A列装C919，中国有望在窄体机动力领域打破海外垄断。
五、 航空发动机行业核心驱动因素
（一）国家战略与政策牵引
航空发动机是国家战略性产业，长期享受“两机专项”等重大工程支持。2025年中央经济工作会议明确提出“以科技创新引领新质生产力发展”，将航空发动机列为高端装备领域的重点突破方向。“十五五”规划建议进一步强调“科技自立自强”与“产业链供应链安全”，预计中央财政与产业基金将持续向航发基础研究、前沿技术攻关倾斜。同时，低空空域管理改革试点扩围，通航发动机适航审定流程优化，为中小型航发创造增量市场。
（二）国产替代加速推进
我国民用航空机队规模持续扩大，但配套发动机仍高度依赖进口，CJ-1000A的适航取证将成为国产替代的历史性拐点。军用领域，四代机换装与六代机预研同步推进，新型号批量列装带动上游材料需求。国内主机厂与航司加速推进“备份”体系建设，国产替代进入从“可用”向“好用”跨越的关键期。
（三）绿色转型刚性约束
国际民航组织CORSIA机制及欧盟ReFuelEU Aviation法规对航空碳排放提出强制性要求，SAF（可持续航空燃料）掺混比例需逐步提升。存量发动机需进行SAF兼容性改装，下一代氢燃料发动机、开式转子验证机加速研制。2024年工信部等四部门《绿色航空制造业发展纲要》明确，到2035年建成具有完整性的绿色航空制造体系。绿色转型驱动航发技术进入新一轮迭代周期。
（四）新场景爆发式增长
低空经济首次写入2025年中央经济工作会议，并被定位为“战略性新兴产业”。eVTOL、工业无人机、通航飞机对动力系统的需求快速增长，要求高功率密度电机、分布式电推进系统及适航低成本涡轴发动机。同时，无人作战飞机、高超音速飞行器等新质作战力量对旋转爆震发动机、超燃冲压发动机等新概念动力提出迫切需求。
六、 航空发动机行业发展趋势
（一）动力构型多元化
传统高涵道比涡扇仍是干线客机主流，但面向2035年的技术储备加速多元化：开式转子验证机已完成地面测试，目标进一步降低油耗；变循环发动机将成为六代机标配，中国变模态发动机已完成高空台试验；旋转爆震发动机在中美俄均进入工程样机阶段；氢燃料涡轮发动机计划进行飞行测试。
（二）绿色低碳刚性化
100%SAF兼容设计已成为新一代民用航空发动机的准入门槛，国际巨头已完成主力型号的SAF兼容性测试。氢燃料发动机方面，中国航发商发已启动预研。混合电推进系统在支线飞机与eVTOL领域加速落地。绿色低碳正在重塑航发技术路线图。
（三）数智制造深度化
生成式AI在航空发动机研发中的应用正从试验走向普及，可显著缩短设计周期、提升气动效率。数字孪生技术贯穿设计-制造-运维全生命周期，实现发动机实时健康监测与预测性维护。智能工厂在叶片等关键件生产中提升效率与质量。
（四）产业链区域集群化
在国家“区域协同创新”政策引导下，航空发动机产业加速向优势区域集聚：西北聚焦军用大推力发动机，西南突出军民融合与中小发，华东定位民用大涵道比动力与材料创新，华中打造直升机动力高地。区域集群化发展有助于缩短供应链半径、降低配套成本。
（五）服务模式服务化
航空发动机商业模式正从“卖产品”向“卖飞行小时”加速转型，按小时包修服务已覆盖大部分在役民用发动机。MRO后市场产值占全生命周期价值的比重持续提升。服务化转型正重塑行业盈利模式与竞争格局。
七、 航空发动机行业主要壁垒构成
（一）技术壁垒：高温材料与气动设计
航空发动机涉及数十个学科、数万项专利，技术壁垒核心体现为“三高”：高温、高压、高转速。单晶叶片铸造、粉末冶金盘件、CMC陶瓷基复合材料等核心技术长期被海外巨头垄断。我国在高端材料牌号、核心设计工具与数据库方面仍存在差距。
（二）资金壁垒：长周期高投入
航空发动机研发周期长达15-20年，单型发动机从预研到定型需投入巨额资金，且高度依赖长期积累。中国“两机专项”自启动以来持续投入，支持重大型号及基础研究。高投入、长周期使得行业具有高进入壁垒。
（三）政策与适航壁垒：准入严苛
民用航空发动机必须通过CAAC/FAA/EASA等适航取证，对质量管理体系、技术文档规范性、试验验证能力提出极高要求。取证周期长，且已取证型号具备长期竞争力。军用领域需通过国军标定型，同样涉及严格考核。
（四）供应链壁垒：全球分工锁定
全球航空发动机供应链呈现高度锁定特征，国际巨头通过长期合作形成稳定的全球供应网络。新进入者难以在短期内构建完整供应链体系。我国在精密轴承、燃油控制系统核心阀体、特种加工设备等领域仍存在“卡脖子”环节，需加速国产装备替代进程。
北京普华有策信息咨询有限公司《“十五五” 航空发动机产业深度研究及趋势前景预判报告》立足“十五五”规划承上启下的关键节点，全面解析航空发动机这一“工业皇冠”的战略价值。报告从技术原理与热力学循环出发，回溯全球百年技术演进与“十四五”市场轨迹，深度剖析了民用（窄体/宽体/eVTOL）、军用（六代机/无人机/高超音速）及MRO后市场的增量需求。核心章节系统拆解了GE、罗罗、普惠及中国航发集团的竞争壁垒与经营数据，并聚焦变循环、氢燃料、SAF兼容、旋转爆震及AI数字化等颠覆性技术趋势。同时，报告首次详尽梳理了西北、西南、华东等六大产业集群的产业生态与新场景落地能力。结合2025年中央经济工作会议关于“新质生产力”和“低空经济”的指引，运用PEST、波特五力及SWOT模型，揭示了高温合金卡脖子环节、适航认证壁垒及国产替代黄金窗口期的投资机会，最终提出国家-企业-产业链三维协同的战略建议，预判2030年“中国并跑”的产业格局。