航空发动机叶片和燃气轮机叶片行业报告：国产化提速打开千亿市场（21页）

行业报告下载 2020年03月05日 07:05 管理员

航空发动机是飞机的心脏，被誉为现代工业“皇冠上的明珠”和“工业之花”，具有高技术壁垒。航空发动机产业链长、覆盖面广，对国民经济和科技发展有着很大带动作用，是一个国家工业基础、科技水平和综合国力的集中体现，也是国家安全和大国地位的重要战略保障。作为一种典型技术密集型产品，航空发动机需要在高温、高压、高转速和高负载的特殊环境中长期反复工作，其对设计、加工及制造能力都有极高要求，因此具有研制周期长，技术难度大，耗费资金多等特点。目前虽然许多国家都可以自主研制生产飞机，但具备独立研制航空发动机能力并形成产业规模的国家只有美、俄、英、法、中等少数几个。航空发动机中的高温合金主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘四大热端部件，此外也用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。导向器也可称为涡轮导向叶片，用来调整燃烧室出来的燃气流向，是涡轮发动机上承受温度最高、热冲击最大的零部件，材料工作温度最高可达 1,100℃以上，但涡轮导向叶片承受的应力比较低，一般低于 70MPa。涡轮叶片是涡轮发动机中工作条件最恶劣也是最关键的部件，由于其处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件。涡轮叶片又称工作叶片，涡轮叶片在承受高温的同时要承受很大的离心应力、振动应力、热应力等。其所承受温度低于相应导向叶片 50-100℃，但在高速转动时，由于受到气动力和离心力的作用，叶身部分所受应力高达 140MPa，叶根部分达 280-560MPa。涡轮叶片其结构与材料的不断改进已成为航空发动机性能提升的关键因素之一。

涡扇发动机广泛应用于战斗机、运输机、客机、无人机，占比在 95%以上，是目前最为核心的航空发动机。航空发动机一般分为涡扇发动机、涡喷发动机、涡轴发动机和涡桨发动机。目前世界各国仍在发展的航空发动机主要包括涡扇、涡轴发动机，传统的活塞和涡喷发动机已经退出主流研发市场，涡桨发动机除了一些运输机和教练机继续使用以外基本没有其他用途。涡扇发动机的叶片约占航空发动机成本的 30%，叶片包含风扇叶片、压气机叶片、涡轮叶片。其中，涡轮叶片为热端部件，采用精铸工艺，占叶片总价值超过 60%。风扇、压气机叶片属于冷端部件，采用精锻工艺，占叶片总价值为 30%-40%。图 7：叶片约占航空发动机成本的 30%。