企业竞争图谱：2024年直升机 头豹词条报告系列

文上·头豹分析师 版权有问题？点此投诉 2024-08-23未经平台授权，禁止转载 制造业/其他制造业/其他未列明制造业 工业制品/工业制造 摘要直升机行业依托其独特的多功能性，广泛应用于国防、救援、农林等多个领域，市场规模持续增长。行业壁垒高，涉及高端技术，少数企业主导市场。技术进步、数字化转型及市场需求多样化推动市场扩大。未来，受政策支持、技术进步及需求增长影响，直升机市场预计将持续增长，尤其在新兴市场和技术创新方面展现巨大潜力。 行业定义[1] 直升机是一种由水平旋转的动力旋翼提供向上升力和飞行推进力的飞行器，其装置使直升机能够垂直起降、悬停、向任何方向移动或在空中保持静止。这些功能使其与需要水平起降并且通常不能悬停的飞机区别开来。直升机作为航空产业重要的组成部分，其产品可以作为平台开展研发，通过改装可以实现特定的功能，因此，直升机产品大都具有良好的多功能性。直升机可以广泛用于国防建设、反恐维稳、抢险救灾、应急救援、农林作业、地质勘探、旅游观光、飞行培训等领域，目前直升机的应用已经渗透到社会的各个环节。 [1]1：https://www.britan…2：Britannica，中航直升机… 行业分类[2] 按照用途的分类方式，直升机行业可以分为直升机可以分成军用直升机和民用直升机。军用直升机分为武装直升机、运输直升机和战斗勤务直升机三大类。民用直升机分为通用运输直升机，旅客运输直升机，公共服务直升机，特种作业直升机，起重直升机，教练直升机六大类。 行业特征[3] 直升机行业特征包括高技术壁垒，研发投入大，市场需求多样化。 1行业壁垒高 直升机制造涉及高端技术和复杂工艺，包括材料科学、航空电子、机械工程和动力系统等领域。尤其是在发动机和机载电子系统的研发和制造上，技术壁垒高，仅少数国家和企业能够独立研制和生产高性能直升机。这个高技术壁垒导致行业进入门槛高，新兴企业难以进入市场，现有的市场竞争者多为历史悠久、技术积累深厚的公司。 2研发投入高 直升机行业需要持续大量的研发投入，以保持技术的领先和产品的竞争力。无论是新的直升机型号开发，还是现有型号的改进，都需要投入大量的资金、人力和时间。此外，航空科技的不断发展，直升机的性能需求也在不断提升，包括提升功重比、飞行性能改善、电推进直升机技术等，这些都需要高额的研发费用。以西科斯基、空客和莱昂纳多为例，每年都在技术研发上投入巨资，以确保其产品能够满足市场需求和未来的技术发展趋势。这种高额的研发投入进一步巩固行业内的高技术壁垒和市场竞争格局。 3市场需求多样化 直升机市场包括民用和军用两个主要领域，各自需求多样化。民用市场涉及交通运输、医疗救援、消防、旅游观光等多种用途，要求产品具有较高的经济性、舒适性和安全性。军用市场则强调直升机的性能、可靠性和战术适应性，要求其能够在复杂和极端环境中执行任务。这种市场需求的多样化要求制造商具备广泛的产品线和定制化生产能力，以满足不同客户的需求。 发展历程[4] 直升机行业经历了三个发展阶段：在萌芽期，技术处于概念探索和早期实验阶段。1907年研制出第一架载人直升机，标志着直升机技术的起步，但技术尚不成熟。启动期中，德国福克公司成为试飞成功且具有正常操纵性的直升机，推动直升机从概念走向实际应用。此后，直升机技术从活塞发动机进步到涡轮轴发动机，性能显著提升，广泛应用于军事和民用领域。在高速发展期，直升机技术进入现代化阶段，出现综合隐身设计和先进民用直升机。采用第三代涡轴发动机和高级复合材料桨叶，性能和适用性大幅提高。预计未来，直升机行业将继续向更高效、更环保、更智能方向发展。 萌芽期1907~1935 1907年，法国人保罗·科尔尼研制出一架全尺寸载人直升机，并在同年11月13日试飞成功。这架直升机被称为“人类第一架直升机”。这架名为“飞行自行车”的直升机不仅靠自身动力离开地面0.3米，完成了垂直升空，而且还连续飞行20秒钟，实现自由飞行。保罗·科尔尼研制的直升机带两副旋翼，主结构为一根V形钢管，机身由V形钢管和6个钢管构成的星形件组成，并采用钢索加强，以增加框架结构的刚度。V形框架中部安装一台24马力的Antainette 发动机和操作员座椅。机身总长6.20米，重260千克。V形框架两端各装一副直径为6米的旋翼，每副旋翼有2片桨叶。 人类第一架直升机 特征：直升机技术处于概念探索和早期实验阶段。部分工程师和发明家尝试设计和制造能够垂直起降的飞行器，但大多数尝试都未能成功。挑战：技术不成熟，缺乏稳定的飞行控制系统和可靠的动力系统。 启动期1936~1939 1936年，德国福克公司在对早期直升机进行多方面改进之后，公开展示FW-61直升机。这是一架机身类似固定翼飞机，但没有固定机翼的大型双旋翼横列式直升机。FW61旋翼毂上装有周期变距装置，在旋翼旋转过程中可改变桨叶桨距。FW61靠这套周期变距装置和操纵杆保证了它的机动飞行。该机旋翼直径7米。动力装置是一台功率140马力的活塞发动机。这是世界上第一架具有正常操纵性的直升机。该机时速100~120公里，航程200公里，起飞重量953千克。 第一种试飞成功的直升机 特征：直升机技术开始进入实用阶段，部分原型机成功试飞，标志着直升机从概念走向实际应用。应用领域：初期主要应用于军事和实验用途。发展：二战期间，军事需求推动了直升机技术的进一步发展。 高速发展期1940~2024 20世纪40年代是直升机高速发展初期，美国沃特-西科斯基公司研制的R-4是世界上第一个投入批量生产的直升机。典型机种有美国的S-51、S-55/H-19、贝尔47，苏联的米-4、卡-18，英国的布里斯托尔-171和捷克的HC-2。 1950年代至60年代末直升机高速发展，贝尔47成为第一架获得商业认证的直升机，越南战争期间直升机被广泛应用。典型机种有美国的S-61、贝尔209/AH-1、贝尔204/UH-1，苏联的米-6、米-8、米-24，法国的SA321“超黄蜂”。 20世纪70年代至80年代是直升机发展的第三阶段，典型机种有美国的S-70/UH-60“黑鹰”、S-76、AH-64“阿帕奇”，苏联的卡-50、米-28，法国的SA365“海豚”，意大利的A129“猫鼬”。 20世纪90年代以后出现了具备目视、声学、红外及雷达综合隐身设计的武装侦察直升机。典型机种有美国的RAH-66和S-92，国际合作的“虎”、NH90和EH101等。 实用型直升机高速发展发展阶段为四个时期： 1）20世纪40年代至50年代中期：采用活塞式发动机和木质桨叶，军事和民用市场需求强劲。2）20世纪50年代中期至60年代末：引入涡轴发动机和金属桨叶，市场需求推动发展。3）20世纪70年代至80年代：第二代涡轴发动机，采用自由涡轴结构，性能显著提升。4）20世纪90年代到至今：具备隐身设计，采用第3代涡轴发动机和先进控制系统，使用碳纤维和凯芙拉桨叶，提高效率。 产业链分析[5] 直升机行业产业链上游为原材料供应，发动机制造，电子设备供应，零部件供应环节，主要作用提供基础材料，还包括动力系统，电子系统，零部件；产业链中游为直升机制造，系统集成，测试和认证环节，主要作用整机设计与制造，系统优化，安全测试和认证；产业链下游为销售和市场营销，运营服务提供，维护和维修，培训机构环节，主要作用市场推广，运营，产品维护维修，飞行员和维护人员培训。[7] 直升机行业产业链主要有以下核心研究观点：[7] 直升机产业链上游原材料壁垒较高，发动机为核心环节。 目前，直升机产业链上游交集明显，行业壁垒较高。金属材料、非金属材料和复合材料是主要的原材料，其中复合材料的使用量不断增加。上游以碳纤维为主的复合原材料需求持续增加，将取代部分金属原材料。此外，航空装备制造是航空装备产业链的核心环节，其中发动机是航空装备的动力来源，机体是航空装备结构的主要构成，发动机是航空装备的动力来源，为产业链最核心、最关键环节的航空发动机，被称作工业“皇冠上的明珠”，其由于工作时需承受极高的温度、转速和压力，设计制造难度极高，目前在全球范围内仅有中、美、英、法、俄等少数国家能独立研制高性能航空发动机。 产业链下游市场潜力大，民用市场广泛，军用市场增速快。 直升机民用应用领域广泛，包括石油服务、短途运输、农业应用、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。其中，石油服务业务量最大，年飞行量超过4.5万小时，市场占比超过20%；在工农作业领域，空中巡查和航空喷洒市场份额都在2.5万小时以上。此外，2023年，中国军用直升机保有量为913架，全球占比仅5%，中国在军用直升机的保有量上仍有较大发展空间，随着中国经济的快速发展和对 通用航空器需求的加速增长，军用直升机市场也将持续增长。 [7] 产业链上游 生产制造端 原材料供应，零部件供应，发动机供应 上游厂商 中国航空科技工业股份有限公司 空客（北京）工程技术中心有限公司 四川成飞集成科技股份有限公司 查看全部 产业链上游说明 直升机上游金属原材料价格波动大，直升机制造商处被动。复合材料为发展趋势，相比传统材料有诸多优势。 直升机产业链上游，交集较明显，联系紧密，且行业壁垒较高。上游原材料可分为金属材料、非金属材料及复合材料。航空材料是制造机体、航空发动机和机载设备等所用各类材料的总称。航空装备原材料用量仍以铝合金为主，但呈持续减少趋势，而钛合金和复合材料用量显著增加。其中ZLD104低碳铝合金2024年7月价格为20,100元/吨。3个月内上涨幅度达到5%以上。ZLD102铝合金2024年5月价格为21,775元/吨，3个月内价格浮动达到8%以上，短时间内铝合金价格浮动较大。此外，随着中国航空材料企业研发投入加大，产品技术水平有较大幅度提高，部分航空材料技术已达到国际先进水平。然而，中国航空部分材料领域的整体技术距离国际水平尚有差距，部分高端产品仍需进口。以航空铝材为例，中国铝材技术相对薄弱（铝材的利用率仅为5%-10%)，进口依赖大，从而导致本土中游制造商处于成本控制被动位置。 低成本、高效率、规模化制造的碳纤维复合材料是直升机原材料的发展趋势。 直升机作为低空飞行其中一部分，在发展需求的牵引下，低成本、高效率、规模化制造的碳纤维复合材料是直升机原材料的发展趋势，其中热塑性碳纤维复合材料市场潜力大。与传统热固性复合材料相比，热塑性复合材料成型周期短、化学成分毒性小，且具有高韧性、高抗冲和损伤容限、预浸料存储期长、量产能力强等优点。美国陆军卓越中心牵头的国防部联合研发的项目未来垂直升力（FVL）项目是用来满足美国陆军和海军陆战队对武装直升机和通用运输直升机的需求，降低美军直升机的研发和使用维护成本。该项目通过使用碳纤维等复合材料和特殊的结构设计，使紧固件使用量降低95%，劳动力总成本降低57%。SB-1型机铆接过程生产成本减少50%，不合格品率降低90%。 直升机上游发动机制造难度较高，新兴电动能源具有多种优势。 随着电动技术的发展，电动直升机的概念和研发正在逐渐兴起。电动直升机作为一种新型飞行器，其 使用电池作为能源，通过电动机驱动旋翼，具有低噪音、低排放和高效率的特点。电动直升机主要采用分布式电力推进技术，大幅改善飞机空气动力特性，减小机翼面积，从而降低飞机结构重量。电动直升机动力环节的本质是新能源汽车上游环节的螺旋式上升和延伸，在各核心架构上与新能源汽车有着诸多相似之处。电动直升机和新能源汽车均依赖于电池技术、电机驱动系统、动力系统、能量管理系统以及控制技术，但电动直升机在各环节技术要求相比较新能源汽车产业技术难度更大。电动直升机对动力电池单元能量密度提出明显高于电动汽车能量密度的要求（近期目标：＞300Wh/kg，远期目标：＞400-500Wh/kg）。 产业链中游中 品牌端 直升机制造，机载系统，测试和认证 中游厂商 空中客车（天津）总装有限公司 查看全部 产业链中游说明