【深度】两机专项背景下的航空发动机与燃气轮机行业分析-第4页-北极星火力发电网

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1.4.3 我国航空发动机工业落后的原因

1.4.3.1.行业地位不高和发展规划缺失

从根本上说，我国航空发动机工业的发展差距是长期的行业地位不高和发展规划缺乏带来的。被称作中国航空发动机之父的航空发动机专家吴大观曾经感叹道：“50年来，尚未见到国家长期稳定的航空工业发展规划，就是航空工业多次的科研发展五年计划，国家的肯定和支持也是缺乏力度的，从而使航空科研计划和任务不能如期实现。”

影响我国航空工业发展的政策性因素很大程度上是由建国以来的国际环境和国家工业基础决定的。新中国成立后，一方面美苏英法等国家陆续研制并且试爆成功原子弹，我国面临霸权主义国家对我国进行核打击的威胁。另外一方面，此时我国尚且处于全面恢复生产进行基础设施建设的过程，有限的国家资源只能对相对重点和紧迫的领域进行战略投资规划。受国际社会核武器和导弹武器发展的影响，我国在制定新的国防科技发展规划时，确定了“生产以常规为主，科研以尖端为主”的方针。因而，我国的科研工作重点逐渐向战略武器方面倾斜，对于战斗机、坦克等常规武器基本以“求数量”为宗旨进行“引进-仿制-批产”，以应对潜在的大规模战争。这个方针在当时急需战略武器研制的我国应该说是适当的。但航空工业却因此被划为并不需要进行预先研究的“非尖端”常规武器一类。实际上一直到中国制定的863国家高技术研究发展计划，航空工业仍然被排斥在国家重点发展的工业领域之外，航空工业没有列入高技术发展领域，也就是说在国家战略层面依然不承认航空技术是高科技。

1.4.3.2预先研究与基础研究投入不足

由于对航空发动机工业的战略地位认识不足，我国缺乏长期稳定的航空发动机发展规划，从而导致资金投入长期不足。对于航空发动机这一极端复杂工业产品特性认识不够导致以型号需求为纲，预先研究工作严重不足，技术基础非常薄弱。

直至1978年，我国召开航空科技大会，第一次将航空发动机预研工作提到了重要位置。1980年，我国航空动力行业第一次实施按系统工程组织管理的大型预先研究项目，对推比8一级高性能航空发动机进行系统预研。该计划持续了十五年时间，取得了一定突破，但“重型号，轻预研”的指导思想仍未转变，诸多研究项目被迫终止。

直到后来大批院士和科研专家联名向中央、国务院写信，呼吁将航空工业列入高科技产业，并建议将此内容写入《中共中央关于制订国民经济和社会发展九五计划和2010年远景目标的建议(征求意见稿)》。通过他们的努力并且随着我国对于航空工业发展认识的逐渐加深，中共十四届五中全会通过的“九五”计划和2010年远景目标的建议第一次把航空列入高技术行列。至此，中国航空工业游离于高技术研究和发展领域长达五十年的现状才彻底改变，航空在我国应有的高技术地位也得到了确立。

为弥补以往我国在航空发动机研制中所使用的技术、方案等验证不够的缺陷，在“十五”、“十一五”期间，确立实施了我国的“航空推进技术验证(APTD)计划”。APTD计划是属于不针对特定型号的军民结合的航空推进技术验证项目，注重于关键技术的研究和试验验证，为型号发展提供技术基础和直接的技术支持。APTD的实施取得了丰硕成果，一定程度上弥补我国航空动力的基础研究工作经费投入太少的不足，但相对我国在航空工业领域与国外的差距还远远不够。

1.4.4我国航空发动机产业的发展空间巨大

我们根据未来10年海、空军对各型军用飞机的采购需求和机型价格对新增军机的总价值量进行了估算，按照单架军机上航空发动机平均价值占比30%进行估算，可得未来10年我国新增军机对应的航空发动机总的市场规模约为3180亿元人民币，平均每年在300亿元人民币以上。

对于民用飞机市场，根据波音公司2015年发布的中国市场展望报告，未来20年中国将需要6330架新飞机，总价值约为9500亿美元。与此同时，中国民航机队规模在未来20年将扩大到现在的三倍，从2014年的2570架增至2034年的7210架。目前，中国国内航空运输市场规模是美国的40%，根据预测，中国将在2030年超越美国成为全球最大民航运输市场。

在全球范围内，波音预测未来20年将有价值5.6万亿美元的38050架新飞机交付。中国在新机交付数量和市场价值方面均占全球总量的近17%。

根据波音公司的预测，按照民航飞机航空发动机价值占比20%的比例进行估算，则未来20年中国新增民航飞机对应的航空发动机市场规模为1900亿美元，平均每年约95亿美元，折合近600亿人民币;未来20年全球新增民航飞机对应的航空发动机市场规模为1.12万亿美元，平均每年560亿美元，折合近3500亿人民币。

综合以上分析，未来10年我国军机及民航飞机对应的航空发动机市场规模合计每年将达900亿人民币，市场空间极为广阔。

2 燃气轮机行业分析

2.1 燃气轮机概述

燃气轮机的基本结构与航空燃气涡轮发动机相当类似，也是由压气机、燃烧室和涡轮(又称燃气透平)等组成，主要的区别在于燃气轮机是将燃气发生器的可用功输出为转子的扭矩。

燃气轮机按照体量及功率大小可分为重型燃气轮机及轻型燃气轮机。重型燃气轮机主要用于满足发电领域城市公用电网的需要，轻型燃气轮机可用于舰船及机车、坦克等特种车辆的动力，原油与天然气的长距离输送，分布式发电以及油气开采、冶金鼓风等工业驱动领域。

燃气轮机按涡轮前温度还可以大致分类为：900℃的A级、1000℃的B级、1100℃的C级、1200℃级的D型(如：M701D)，1300℃级的E型，1400℃级的F型(如：M501F/M701F)，采用回收型蒸汽冷却燃烧器、进口温度1500℃级的G 型以及在此基础上还开发出1500℃级的H 型(如：M701H)。

2.2 燃气轮机发展概述

2.2.1 燃气轮机的应用

燃气轮机从60年代开始应用军用于水面舰船和城市发电;70 代年末期开始应用于美国主战坦克;80 年代以来开始应用于高速客轮、高速船、石油、石化、化工等领域。在发电行业，基本负荷发电以大功率重型燃气轮机为主，调峰发电以由航空发动机改型生产的轻型燃气轮机(航改燃气轮机)为主。燃气轮机在美国、西欧等发电机组中应用已十分广泛，相关资料显示，在2007年新建电站中，美国比例高达82.6%，西欧高达78.5%，亚洲为36%，南美地区较低，为18.4%。中国目前火电、水电较多，燃气轮机发电以调峰为主，只占4%。

在水面舰船领域，燃气轮机是国外现代大、中型水面舰艇和高性能舰船的主要动力装置。据1981～2008年国外舰船动力装置统计，3/4的水面舰船采用了燃气轮机(含柴-燃联合)。在天然气管输领域，燃气轮机(一般为采用高速动力涡轮的航改燃气轮机)几乎无一例外被采用。在战车动力装置上，燃气轮机由于功率密度大、机动性好等优势，在美国和俄罗斯等国家作为特种动力装置得到大量使用。目前，美、俄装备坦克燃气轮机的总数已达14600 多台，占第2、3 代坦克总量的49%。

2.2.2 世界燃气轮机主要厂商及产品

目前，世界上只有美、英、俄、德、法、日等少数国家具备独立研制先进燃气轮机的能力。这些国家借助技术优势和综合国力，开发了从几十千瓦到几十万千瓦的不同功率档次的燃气轮机，并将其广泛应用于军民领域。燃气轮机主要采用“轻型燃气轮机由成熟航空发动机改型研制，重型燃气轮机移植航空发动机技术研制”的发展途径进行大力开发和应用。

2.2.2.1 轻型燃气轮机厂商及产品

为了满足市场需求，世界主要航空发动机公司罗尔斯.罗伊斯(RR)、通用电气(GE)、普拉特.惠特尼(P&W)等由航空发动机改型研制了3代轻型燃气轮机，采用航空发动机积累的各种新技术、新材料及新设计，吸取前期航改燃气轮机的使用经验，收到了投资少、周期短、见效快、效率高、经济性好、可靠性高、使用维护方便的效果。