高端装备之航空装备——商业飞机：道阻且长，行则将至

行业研究·深度报告 2023年9月22日 高端装备之航空装备—— 商业飞机：道阻且长，行则将至 ■AB双寡头垄断全球万亿商业飞机市场。航空运输规模增长推动商业飞机成长为市场规模可观的高价值行业。未来20年全球将需要价值6.4万亿美元的42428架商业飞机。商用飞机市场门槛高，制造技术难度大，规模效应极为明显，导致该市场具有高度的不完全竞争的特点。随着飞机的技术愈发复杂，集成度越来越高，研发投入和盈亏平衡点不断上升，以洛克希德、麦道为代表的厂商或退出民机领域或者被波音收购，最终形成如今相对稳定的波音与空客双寡头垄断格局。 ■商用飞机制造成为中国参与全球高端技术和关键产业竞争的必争之地。欧盟委员会曾专门发布报告称：一个繁荣的航空产业乃是欧洲有能力实现其政治和经济雄心的关键。这句话对中国同样适用，大飞机项目对中国调整经济结构、实现转型升级、提高自主创新能力、转变经济发展方式具有重要意义，对中国经济和科学技术发展、基础学科发展、航空工业发展具有极大的推动作用，是中国提升国家地位、维护国家安全的需要。 ■“道阻且长，行则将至”，中国商飞必将打破波音空客垄断。现阶段中国商业飞机产业的发展可谓天时地利人和，打破波音空客的市场垄断只是时间问题。天时：中国是全球最大航空市场之一；地利：中国已具备良好的航空制造产业基础；人和：中国商业飞机在政策和产业合力助推下进入发展快车道。 ■商业飞机产业在中国成功落地将孕育出以本土厂商为核心的商业飞机高价值产业链。商业飞机项目于中国而言更是建立起商业飞机技术能力赖以生成、发展和提高的产品开发平台，即带动电子、数控机床、冶金、复合材料、材料加工、仪器仪表等领域形成巨大的需求，并推动这些原本比较薄弱的行业实现产业转型升级。 ■业务建议与风险提示：（本部分有删减，招商银行各部如需报告原文，请参照文末方式联系研究院） 王宝权行业研究员行业研究所 ：0755-83161565 ：wangbaoquan@cmbchina.com 郭慧行业审贷官授信审批部 ：010-59049134 ：guohui6@cmbchina.com 目录 1.引言：中国航空市场理应造就全球航空工业第三强？1 2.AB双寡头垄断全球万亿商业飞机市场2 2.1商业飞机：用于商业飞行的主干航线飞机2 2.2商业飞机技术已发展五代2 2.2.1萌芽：贝克斯特水上飞机3 2.2.2前代：活塞飞机大放异彩3 2.2.3第一代：波音707开启喷气客运时代3 2.2.4第二代：喷气式客机百花齐放3 2.2.5第三代：宽体机诞生，超音速客机昙花一现4 2.2.6第四代：电传飞控问世，空客崛起4 2.2.7第五代：复合材料大量使用4 2.3全球商业飞机年市场规模超万亿5 2.4全球市场格局：AB双寡头垄断7 3.中国商业飞机：道阻且长，行则将至8 3.1中国商业飞机经历两次挫折9 3.1.1自主搁浅9 3.1.2合资梦灭9 3.2商业飞机是高端制造业必争之地10 3.3中国商飞必将打破波音空客垄断12 3.3.1天时：中国是全球最大航空市场之一12 3.3.2地利：中国已具备良好的航空制造产业基础13 3.3.3人和：政策和产业合力助推发展13 4.产业辐射拉动工业升级，培育本土产业链15 4.1全球商业飞机产业链：复杂产品系统的多层级分工体系15 4.2中国商业飞机产业链：本土化水平低，附加值低16 4.3新材料：质的飞跃17 4.3.1铝合金：基本解决本土化，铝锂合金依赖进口18 4.3.2复合材料：全品种具备国产替代能力20 4.3.3钛合金：国产化比例最高的新材料23 4.3.4超高强度钢：关键材料实现国产化24 4.4零部件：供应商以军工系统内为主，民营企业做补充25 4.4.1标准件与电子元器件：外资和国企为主，鼓励民企竞争25 4.4.2铸锻件：国产化水平高，国企为主26 4.4.3机加件：竞争激烈，民营企业为主30 4.5机体制造：国产化率最高的环节30 4.6机载系统：外资供应商为主，本土企业通过合资或项目参与31 4.6.3航电系统：外资企业占主体地位32 4.6.4机电系统：外资企业为主33 4.8动力系统：外部依赖35 4.9总装集成：中国商飞自主掌握35 5.业务建议与风险提示36 5.1业务建议36 5.2风险提示36 图目录 图1：商业飞机是用于商业飞行的航线飞机2 图2：第五代客机大量使用复合材料5 图3：全球航空运输规模持续增长5 图4：未来20年新机交付数量结构预测7 图5：未来20年新机交付价值结构预测7 图6：全球主要商业飞机厂商7 图7：2020年全球民机生厂商交付数量（架）8 图8：航空工业是战略性产业10 图9：商业飞机能够拉动众多高技术产业发展11 图10：单位产品质量创造价值12 图11：中国商飞股权结构14 图12：商业飞机产业以“主制造商-供应商”模式为核心的多层级分工体系15 图13：大飞机价值链微笑曲线16 图14：A320供应商占比区块图17 图15：B737供应商占比区块图17 图16：C919主要材料17 图17：中国商飞C919客机选材情况18 图18：C919飞机铝锂合金使用情况19 图19：商业飞机复合材料用量趋势21 图20：C919复合材料使用情况21 图21：C919钛合金使用情况23 图22：锻造示意图26 图23：锻造分类（模锻、辗环、自由锻）27 图24：铸造工艺分类28 图25：熔模铸造工艺流程29 图26：铸件主要应用场景29 图27：大型客机机载设备配置与分布31 图28：航电系统主要构成32 图29：航空机电系统构成34 图30：商业飞机动力系统构成35 表目录 表1：中国商飞大飞机C919发展历程1 表2：适航三证1 表3：波音空客2022年订单与交付（架）6 表4：截至2021年底全球机队规模（架）6 表5：2022-2041新机交付预测6 表6：2041年全球机队规模（架）预测6 表7：截至2020年在役商业飞机生产商结构与占比8 表8：中国大飞机发展经历两次挫折10 表9：全球各地域历史和预测的客机交付量12 表10：中国商业飞机产业得到极大政策支持14 表11：C919订单情况（架）（截至2022年9月）14 表12：C919铝合金主要合作伙伴19 表13：复合材料在飞机上的应用20 表14：C919复合材料主要合作伙伴23 表15：C919钛合金主要合作伙伴24 表16：C919超高强度钢主要合作伙伴24 表17：中国商飞标准件与电子元器件供应商25 表18：商业飞机主要锻件27 表19：中国航空锻造企业竞争格局27 表20：中国航空铸件格局30 表21：C919机体供应商31 表22：全球主要航电系统供应商33 表23：C919主要航电系统合作伙伴33 表24：C919主要航电系统合作伙伴34 表25：C919动力系统主要合作伙伴35 1.引言：中国航空市场理应造就全球航空工业第三强？ 2023年5月，中国商业航空市场迎来里程碑时刻，中国商飞C919顺利执飞上海——北京航班实现首次商业飞行，结束了中国没有自主品牌商业大飞机的历史。当前全球商业大飞机市场呈波音空客双寡头垄断格局，美国科特勒国际咨询公司总裁米尔顿·科特勒先生曾经说过：美国的航空市场造就了波音，欧洲的航空市场造就了空客，中国的航空市场理应造就第三强。中国商飞C919顺利实现商业飞行似乎在逐步印证科特勒的言论，但显然，这并不是市场的一致预期。 表1：中国商飞大飞机C919发展历程 时间事件 2006年2月大飞机研制列入《国家科技发展中长期发展规划》 2007年2月大飞机项目立项 2008年5月中国商飞有限责任公司成立 2008年7月大飞机研制正式启动 2009年1月中国商飞正式发布中国大飞机机型代号C919 2011年12月C919通过国家级初步设计评审，转入详细设计阶段 2015年11月C919首架机总装下线 2017年5月C919完成首飞 2020年11月C919获得型号检查核准书（TIA） 2021年3月中国东方航空与中国商飞正式签署首批5架C919购机合同 2022年8月C919完成取证试飞 2022年9月中国民航局为C919颁发型号合格证（TC） 2022年11月中国民航局向中国商飞公司颁发C919生产许可证（PC） 2022年12月C919交付中国东方航空，东方航空获颁C919单机适航证（AC） 2023年5月C919首次圆满执飞商业航班 资料来源：《中国航空工业大事记》、招商银行研究院 表2：适航三证 名称释义 型号合格证（TC）用以证明飞机设计符合相应的适航规章，相当于飞机安全性的保证书、市场通行证 生产许可证（PC）用以证明飞机和零部件的制造、试验、安装符合经批准的设计 单机适航证（AC）确认每架飞机都是按照批准的设计和质量体系制造的，相当于出生证 资料来源：中国民航局、招商银行研究院 针对中国航空产业，研究院联合总行授信审批部等曾先后发布了《航空装备产业链进入新时代》和《航空发动机突破瓶颈，进入发展黄金期》两篇专题报告，详细阐述了在国防现代化建设背景下，中国国防工业的高景气度以及军用航空产业链的发展日趋成熟。此次研究院与总行授信审批部再次合作撰写本篇报告，拟回答两个问题：为什么中国航空市场理应造就全球航空工业第三强；C919将对中国航空装备产业产生怎样的影响？ 2.AB双寡头垄断全球万亿商业飞机市场 2.1商业飞机：用于商业飞行的主干航线飞机 商业飞机是民用飞机的一种。民用飞机即用于非军事用途的飞机，包括用于商业飞行的航线飞机（即民航：包括客机和货机，货机一般为在客机基础上的改型）和用于专业飞行的通用航空飞机两大类。通用航空飞机是从事公共航空运输以外的民用航空活动的飞行器，包括农业飞机、救援飞机等等，此类飞机不在本报告讨论范围内。 图1：商业飞机是用于商业飞行的航线飞机 资料来源：招商银行研究院 商业飞行的航线飞机可进一步划分为干线飞机和支线飞机，干线飞机是指用于国际航线和国内主要大城市之间的主干航线上的飞机，包括单通道干线飞机和双通道干线飞机。支线飞机均为单通道，主要用于承担局部地区短距离、小城市之间、大城市与小城市之间的旅客运输。由于支线客机流量小，一般把100座以下、航程在3000公里以内的飞机划为支线飞机，而150座以上飞机算作干线飞机。干线飞机在我国通常被叫做大飞机。 2.2商业飞机技术已发展五代 自1914年首次用于民用运输始，商业飞机发展已逾百年。从活塞式到喷气式，从窄体机到宽体机，从机械操纵到电传操纵，飞机的技术愈发复杂，集成度越来越高。目前，商业飞机已发展五代，更好的安全性、经济性和舒适性是历代商业飞机追求的目标。 2.2.1萌芽：贝克斯特水上飞机 美国在1914年开辟了从圣彼得堡到坦帕的全球最早定期运营航线，执飞飞机为贝克斯特敞篷双翼水上飞机，每次只能运送一名乘客。贝克斯特飞机将从圣彼得堡到坦帕的旅途从11个小时的火车缩短至只有23分钟。但是由于 经济性问题以及三个月后爆发第一次世界大战，这个定期航班仅存在了3个月就停止。 2.2.2前代：活塞飞机大放异彩 商业航空发展的滚滚车轮并未因水上飞机的失落而停止。一战结束后，英、法两国利用战时的轰炸机改装为载客的运输机，开辟了巴黎-伦敦等航线，国际民航业开始复苏。 这一时期，活塞飞机大放异彩，福特公司生产的5-AT-D（铁皮鹅）飞机和道格拉斯公司生产的DC-3飞机具有里程碑的意义。福特三发全金属飞机“铁皮鹅”凭借优秀的安全记录增强了社会群众对航空业的信心，扫除了战后频频发生的飞行表演事故留下的阴影。道格拉斯飞机公司乘势推出载客量更大、速度更快的DC-3飞机，DC-3使航空公司能够不再依赖政府补贴而独立赚钱，推动了航空业进一步发展，达美航空和联合航空等企业陆续组建。 2.2.3第一代：波音707开启喷气客运时代 DC-3等活塞飞机的舒适性已经大幅提升，但不足200英里的时速无法满足旅客对于效率的更高要求。在此背景下，时速超活塞飞机两倍的喷气