一、概况
叶片是航空发动机核心部件之一,其中涡轮叶片价值占比较高
航空发动机制造是一项及其复杂的系统工程,其中叶片是核心零部件之一。发动机工作过程中,叶片受到离心力、空气燃气产生的气动力、热应力、交变力、随机载荷等影响,占据了整个发动机制造30%以上的工作量,在发动机中的价值占比35%。
根据所处部位和功能,航空发动机叶片分为风扇叶片、涡轮叶片和压气机叶片三大类。其中涡轮叶片是涡扇发动机中制造难度和制造成本最高的叶片,在叶片中价值占比超过60%。
航空发动机叶片分类 |
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类型 |
功能 |
细分类型 |
加工方式 |
成本 |
价值占比 |
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风扇叶片 |
将进入发动机的空气进行初步压缩,压缩后的气体分为两路,一路进入内涵道进行继续压缩,另一路进入外涵道直接高速排出,产生推力 |
钛合金空心叶片 |
超塑性成型/扩散连接技术、3D编织结/RTM、工艺成型 |
风扇叶片由于叶片半径较大,单价虽高,但用量少 |
26% |
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树脂基复合材料叶片 |
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钛基复合材料叶片 |
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压气机叶片 |
压气机低压级叶片 |
对进入内涵道的空气进一步进行压缩,送至燃烧室 |
钛合金空心叶片 |
超塑性成型/扩散连接技术、3D编织结/RTM、工艺成型 |
半径较大,且为空心叶片,成本在万元级 |
11% |
钛基复合材料叶片 |
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压气机高压级叶片 |
钛合金实心叶片 |
精密锻造、精密加工 |
成本相对较低,在百元至千元级 |
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高温合金实心叶片 |
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涡轮叶片 |
膨胀减压,使燃气化学能转化为涡轮机械能 |
镍基、镍铝基铸造高温合金空心叶片 |
精密铸造方式 |
单价高(高压涡轮叶片价格在10万元/片以上),用量大。 |
63% |
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钛-铝合金叶片 |
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陶瓷基复材实心叶片 |
资料来源:观研天下整理
二、现状
飞机数量需求增加,航空发动机叶片市场规模持续增长
航空发动机叶片市场需求与飞机数量密切相关。军用飞机更新需求迫切以及民航运输业蓬勃发展下,飞机数量需求增多,包括叶片在内的航空发动机核心零部件需求随之增加。
数据来源:观研天下数据中心整理
除飞机数量外,发动机叶片需求还取决于发动机配置率,因此其市场规模=发动机市场规模*叶片价值量占比。根据观研报告网发布的《中国航空发动机叶片行业发展趋势分析与未来前景研究报告(2022-2029年)》显示,2015年-2019年,我国航空发动机叶片市场规模由816.2亿元增长至1064.2亿元,预计2024年我国航空发动机叶片市场规模将达1391.3亿元。
数据来源:观研天下数据中心整理
三、竞争
欧美企业占据国际航空发动机叶片主要市场,产业正逐渐向华转移
航空发动机叶片对材料及制造工艺的要求较高。欧美企业锻造技术较强且加工设备先进,占据主要国际市场。中国起步相对较晚,在竞争中处于弱势地位。近年来,中国企业相继实现突破,产业正向中国转移。风扇叶片、压气机叶片方面,航发动力、航亚科技、无锡透平等公司先后获得锻造叶片国际大单。涡轮叶片方面,航发精铸实现涡轮叶片的稳定供应,成为国内最主要的涡轮叶片供应商;应流股份、江苏永瀚、万泽股份实现技术突破,成功进入中国航发的供应商序列。
国外航空发动机叶片主要生产企业情况 |
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公司 |
国家 |
主要叶片类型 |
具体情况 |
GE |
美国 |
风扇叶片、压气机叶片、涡轮叶片 |
在美国、加拿大、意大利、新加坡拥有多家风扇叶片及压气机叶片工厂,主要用于其发动机产品的生产及维修,并与法国赛峰公司成立 CFAN 合资公司,生产复合材料风扇叶片 |
在美国拥有涡扇发动机叶片工厂 |
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普惠 |
美国 |
风扇叶片、压气机叶片、涡轮叶片 |
在美国、加拿大、新加坡拥有多家风扇叶片及压气机叶片工厂 |
在美国拥有涡扇发动机叶片工厂 |
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赛峰 |
法国 |
风扇叶片、压气机叶片、涡轮叶片 |
在法国、美国、墨西哥拥有多家风扇叶片及压气机叶片工厂,并与美国普惠公司成立 CFAN 合资公司,生产复合材料风扇叶片;与 Albany 公司成立合资工厂生产复合材料风扇叶片 |
在法国拥有涡扇发动机叶片工厂 |
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罗尔斯·罗伊斯 |
英国 |
风扇叶片、压气机叶片、涡轮叶片 |
在英国、新加坡均设有风扇叶片及压气机叶片工厂 |
在英国拥有涡扇发动机叶片工厂 |
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Leistritz AG |
德国 |
压气机叶片 |
可提供涡扇发动机压气机叶片以及其他发动机结构件 |
GKN Aerospace |
德国 |
风扇叶片、压气机叶片 |
德国 GKN 集团航空航天分部,独立航空结构件供应商,可提供涡扇发动机风扇叶片、压气机叶片、以及其他发动机结构件 |
CFAN |
美法合资 |
风扇叶片 |
主要生产复合材料风扇叶片 |
PCC |
美国 |
涡轮叶片 |
最大的独立涡轮叶片供应商 |
数据来源:观研天下数据中心整理
国内航空发动机叶片主要生产企业情况 |
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公司 |
主要叶片类型 |
主要客户 |
航发动力 |
风扇叶片、压气机叶片 |
美国GE、英国RR、法国SNECMA、加拿大普惠(PWC) |
航亚科技 |
风扇叶片、压气机叶片 |
法国赛峰集团、GE航空、英国R-R、航发 |
应流股份 |
涡轮叶片 |
GE航空、GE能源、航发 |
江苏永瀚 |
涡轮叶片 |
阿尔斯通、GE、安萨尔多、航发 |
万泽股份 |
涡轮叶片 |
航发 |
数据来源:观研天下数据中心整理
四、趋势
原材料高温合金、钛合金在航空发动机叶片领域的应用将进一步增加
高温合金是航空发动机涡轮叶片重要的原材料。在国内市场,涡扇发动机叶片主要是军用需求。因此,随着军用飞机换装时代的来临,我国军用航空对高温合金叶片的新增需求将不断增多。
数据来源:观研天下数据中心整理
钛合金是航空发动机风扇叶片、压气机叶片重要的原材料,具有重量轻、抗瘸蚀、强度大等特点。随着钛合金成本降低与性能进一步提高以及中国新型战斗机、运输机以及直升机数量逐步增多,未来钛合金应用比例将持续增加。
数据来源:观研天下数据中心整理(zlj)
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