轮机

航发控制研究报告航发控制系统龙头,能力和

发布时间:2025/2/18 14:35:54   
中科医院专家 http://www.yunweituan.com/

(报告出品方/作者:广发证券,孟祥杰、邱净博、吴坤其)

一、公司简介:军用航空发动机控制系统领军企业

(一)主营业务和历史沿革:聚焦航空发动机控制系统,军品90%以上

我国军用航空发动机控制系统行业领军企业。公司以航空发动机控制系统研制与生产为核心,全方位参与国内所有在研在役型号的研制生产。根据年8月25日-8月26日公司投资者关系活动记录,公司主要产品为军品,占比90%以上,客户主要为航发集团系统内主机厂所,下游广泛分布于军队、军工集团和海外知名航空企业等,覆盖航空航天、地面装备和汽车等领域。目前公司主要从事三大业务:

①航空发动机及燃气轮机控制系统产品:主要包括航空发动机及燃气轮机控制系统的研制、生产、修理、销售与服务保障,拥有支撑全谱系的航空发动机及燃气轮机控制系统产品设计、制造、试验和服务保障的关键核心技术;

②国际合作:为国外知名航空企业提供民用航空精密零部件转包生产,如航空发动机摇臂、飞控系统和燃油系统滑阀偶件、发动机泵壳体组件等精密零件制造,与美国GE、霍尼韦尔、英国罗罗、法国赛峰、美国柯林斯宇航等多家国际著名企业建立了良好稳定的合作关系;

③控制系统技术衍生产品:主要包括地面战车类高端电液作动装置、弹用动力控制系统关键零部件、汽车自动变速执行机构等产品的研制、生产、销售与服务。其中占比较大的是地面战车、弹用动力控制系统及零配件业务。

航空发动机及燃气轮机控制系统是主要营收和盈利产品。业务构成和毛利拆分方面,年航空发动机及燃气轮机控制系统产品营业收入占比85.17%,毛利占比89.31%;国际合作业务营业收入占比5.73%,毛利占比2.89%;控制系统技术衍生产品业务营业收入占比9.10%,毛利占比7.80%。

年注入航发控制系统优质资产,年航发集团成立以来迈入高速发展阶段,年完成42.98亿元定增。公司历史可分为三阶段:(1)发展初期:公司前身是成立于年的南方摩托,并于当年在深交所上市;(2)资产注入时期:年完成重大资产重组,通过发行股份注入中航工业旗下与航空发动机控制系统相关的优质资产,主营业务变更为航空发动机控制系统相关业务,并更名为“中航动控”;年进一步加强产业调整,向军品、衍生民用产品和国际合作转包方向发展;年正式形成航空发动机控制系统及衍生产品、国际合作业务、非航空产品及其他的三大业务板块;(3)快速发展时期:年中国航发集团成立,公司控制权随之变更,并于年更名为“航发控制”;年非公开发行股票募集资金33.70亿元,实际募资总额42.98亿元,用于投资科研生产平台能力建设和产能提升。

(二)股权和业务架构:实控人为中国航发,四大子公司形成产业布局

公司的实控人为中国航空发动机集团。中国航发于年8月28日正式挂牌成立,肩负着加快实现航空发动机及燃气轮机自主研发和制造生产、建设航空强国的重大责任。截至目前,中国航发集团持有公司28.57%股权,通过旗下中国航发南方工业持有13.90%,中国航发资产持有7.41%,合计49.88%。

四大子公司相互协作形成完整产业布局,营收利润持续增长。公司旗下有四家全资子公司,分别为西控科技、贵州红林、北京航科、长春控制。各单位根据分工定位和优势能力开展型号研制工作,其中,西控科技是最大的子公司,与贵州红林一起主要承担涡喷、涡扇等中、大推力发动机控制系统研制生产;北京航科以涡轴、涡桨控制系统产品为主;长春控制聚焦发动机、飞机液压控制技术,主要提供电磁阀、作动筒等配套附件。年-年,四大子公司营收和净利润整体呈现持续增长趋势。

生产、技术人员占比超八成。年公司员工构成统计中,总人数为人,其中生产人员为人,占比53.06%,技术人员为人,占比33.15%。同时,年公司进一步规范研发人员数量归集口径,剔除了研发人员中从事研发管理的人员数量,相应调整年及年研发人员数量,由此可以解释年及年公司研发人员数量和占比略有下降的原因。

(三)经营情况:下游需求旺盛、公司提质增效,营收和盈利稳步提升

受益于下游需求旺盛和交付向好,公司营收规模稳步提升,近两年归母净利润提升较为显著。年-年公司营收从年的25.53亿元增长至年的41.57亿元,年复合增长率12.96%;归母净利润从年的2.18亿元增长至年的4.88亿元,年复合增长率22.34%。可以看出,公司营收稳步提升,且近两年归母净利润提升较为显著。通过合同负债近两年的增势显著,以及存货的稳中有升可以看出,公司整体经营情况的持续向好主要受益于型号需求旺盛,以及公司近年来科研任务及重点型号生产交付有序推进。

期间费用率持续降低,盈利能力稳步增长。公司整体毛利率从年的27.33%增长至年的28.24%,净利率从年的8.50%增长至年的12.39%,加权净资产收益率由年的4.33%增长到年的6.46%,盈利能力稳步增长,主要得益于期间费用率的持续降低,显示公司狠抓科研生产和质量管控的同时注重提质增效。

分业务来看,受益于下游需求旺盛,航空发动机及燃气轮机控制系统产品营收规模和盈利能力稳步增长,国际合作业务近两年受疫情影响。①航空发动机及燃气轮机控制系统产品:年-年营收稳步增长,年复合增长率为14.70%,毛利率水平近两年有所上升,主要受益于下游需求旺盛;②国际合作:年-年营收规模年复合增长率-1.42%,主要受疫情影响年和年有所下降,同期毛利率也呈现下降趋势。根据年10月27日公司投资者关系活动记录,年前三季度国际合作业务同比增长约3%,但预计规模恢复至疫情前水平还需要一定时间;③控制系统技术衍生产品:年-年营收年复合增长率为10.23%,年公司进行产品结构优化调整,清除关联弱和效能低的民品业务,同年营收规模减少但产品利润率得到提升,之后营收稳步增长,毛利率水平基本稳定,年为24.22%。

注重研发投入,提升核心竞争力。根据公司年8月30日投资者关系活动记录,公司的研发费用包括自筹和上级下达(含主机厂所委托)两部分,合计占营业收入比例约15%。年公司持续加大研发投入,其中自筹资金1.52亿元,占当期营业收入比例为3.65%。年公司共申报专利项,其中发明专利项;获得专利授权52项,其中发明专利51项,实用新型1项,部分成果达到了同类产品国内先进水平,部分成果填补了国内空白,核心技术竞争力不断增强。

二、行业:航空发动机核心组成部分,受益于军用、民用及维修三大增长点

(一)航空发动机控制系统:价值量占比约18%,处于航发产业链中游

航空发动机控制系统是航空发动机的核心组成部分,价值量占比约18%。航空发动机控制系统的目的是在给定的条件下让发动机发挥出最大效能,通过对发动机转速、可调导叶角度、喷口面积、排气温度等变量的控制,以实现对发动机工作状态及性能的调节,满足飞行需求,对保证发动机性能和安全都起着关键性的作用。控制系统又分为控制计算机子系统、燃油与作动子系统、传感器子系统与电气子系统等。根据《航空发动机燃油和控制系统的研究与展望》(张绍基,)和中国航空新闻网,目前,航空发动机控制系统约占航发产业链价值量的18%。航空发动机约占整机价值量的20%-30%,控制系统约占发动机价值量18%左右,因此可以推断出控制系统约占整机价值量的3.6%-5.4%。根据中国航空新闻网,对于战斗机,其发动机外涵道很小,有加力燃烧室,加力燃烧室和控制系统占比较高;对于运输机(客运、货运、军用),其发动机外涵道大,无加力燃烧室,控制系统占比相对较低;直升机发动机中,控制系统、减速机构的占比较高。

航空发动机控制系统历经4个发展阶段,从传统液压控制向数字控制转变。随着发动机性能逐步提高、设计日益复杂,发动机控制系统控重要性持续提升,核心地位日益凸显。根据《航空发动机控制系统发展概述》(孙志岩,测控技术,),发动机控制技术从20世纪50年代简单的液压机械控制,发展到现代的全权限数字电子控制技术,并向智能/分布式控制方向发展。

①液压机械控制:早期的航空发动机通过手动操作油门位置直接驱动燃油计量阀,调节燃油流量。特点是系统结构简单,较容易实现,缺点是控制精度不高,适用于中低空使用的航空发动机控制;②液压机械+电子控制:在原有基础上增加电子控制装置。随着发动机性能不断提升及其控制系统不断扩展,20世纪70年代推出的模拟或数字式电子控制装置可用于发动机飞行包线内转速和温度保护,并具有发动机状态监视功能;③全权限数字电子控制(FADEC):用数字电路和软件实现液压机械装置的全功能控制,于年安装在F-15完成首飞。到了20世纪90年代,双通道FADEC系统已经成为航空发动机的标准控制系统;④智能分布式系统:智能控制技术已在基于模型的直接力控制、自修复控制和损伤自适应修复控制、延寿控制、自主推进控制等多方面开展研究;分布式相较集中式具有可靠性、维修性,减轻系统重量,降低全寿命期内成本等优点。

FADEC系统具有结构和性能的双重优势。根据《航空发动机数字电子控制综述》(姜晓莲,),结构上,FADEC系统在原有的液压机械式控制器基础上增加电子控制器EEC(electronicenginecontroller)或者叫ECU(enginecontrolunit),通常美国普惠,IAE,英国罗罗的发动机上叫EEC,CFM和美国GE发动机上叫ECU。两者共同工作实施对发动机的控制。EEC可以帮助飞行员进行状态监控、推力管理、安全参数限制、故障诊断等工作;性能上,①高可靠性:FADEC使用双通道控制、自动故障检测、故障自动补偿、余度的输入和输出,减少了超温、超转、过应力的情况;②高精度并能实现复杂控制律:FADEC的计算能力强,数值计算和逻辑判断能力可在更合理的范围选择控制律以获得发动机整机的高性能;③易操作性:FADEC设有发动机性能、自动超限保护处理逻辑,大大降低飞行员操作强度;④维护简易性:FADEC系统对发动机进行全面的状态监控,并自动进行报警和故障处理。由于可高精度调整相关部、附件与发动机本体的匹配关系,维护所需时间大幅度减少;航线可拆换部、附件的调试在慢车状态线即可完成,减少地面调整发动机运行的时间。

液压机械装置是发动机控制任务对应的启闭、调节动作的重要物理载体。如果电子控制器类似于人的大脑,而液压机械装置就类似于人的手臂,帮助大脑完成相应指令。其中,燃油计量装置、燃油泵、油滤、液压机械组件、各类传感器、燃油分配器、可调导叶作动机构及其他保护作动机构集成为一体成为液压机械装置。FADEC系统具体运行中电子控制器(EEC)根据参数及外部条件和控制系统内部某些参数的变化,通过控制律计算,产生控制信号,经过电子控制器输出处理电路,输出给液压机械装置,将电信号转换为液压信号,驱动相应作动器,进而达到控制发动机的目的。

FADEC已被世界各国航空界所注目,但液压机械装置以其特定的功能仍是FADEC系统中必不可少的部分。当前,航空发动机控制系统由传统液压机械式向数字电子控制系统发展,以适应多变量、高可靠控制,也有利于减轻控制系统的重量。然而,发动机燃油系统无论如何改进,其燃油量调节、执行机构作动仍利用液压元件或电液伺服控制系统,因此液压伺服控制技术在航空发动机中有着不可替代的重要作用。液压机械装置是实现自动精确供油的主要执行机构,发动机控制系统中,根据传感器检测发动机当前的运行状态,由控制器发送指令给液压作动机构做相应的移动动作,通断或比例调节油路气路、调节风扇进口可调叶片角,将控制器运算得到的代表主燃油流量控制作用量变成供给发动机的实际燃油流量,进而实现发动机的运作。

我国航发空发动机控制系统高速发展,国家政策积极推动航空发动机发展与需求。我国航空发动机数字电子控制的相关研究开始于20世纪70年代,几乎与国外同时起步,但进展一直相对缓慢。根据《航空动力控制系统研发管理变革》(姚华,),20世纪80年代以来,我国开始研究航空发动机全权限数字式电子控制(FADEC)系统;年完成首个航空发动机FADEC系统试飞演示验证;年完成首套设计定型。之后新研发动机大都采用FADEC系统。21世纪以来,我国国家工业和技术发展规划始终把航空发动机技术作为优先方向,“十一五”规划提出要提升航空产业配套能力,航空发动机是重点领域;“十二五”将航空装备产业列为“高端装备制造业”的优先发展方向;《中国制造》将航空航天装备列为中国转型为“制造业超级大国”的十大优先战略领域之一;“十三五”将航空发动机和燃气轮机列为到年实现重大科技突破的重点领域之一;“十四五”指出为确保年实现建军百年奋斗目标,需要加快武器装备现代化,聚力国防科技自主创新、原始创新,加速战略性前沿性颠覆性技术发展,加速武器装备升级换代和智能化武器装备发展。

航空发动机控制系统处于航空发动机产业链中游,其上游主要为原材料及零部件生产,其中原材料主要以高温合金、钛合金、铝合金以及陶瓷基复合材料为主,零部件生产主要包括叶片、叶盘、叶轮、轴类以及机匣等部位的制备;下游为整机制造及维修保障环节。公司处于产业链中游,属于发动机子系统,负责承包控制技术的研发和子系统的生产,是发动机产业链中关键的一环,通常与整机集成企业建立密切合作关系。公司主要参与①航空发动机控制系统中液压机械装置的设计和研发;②航发加工制造产业链的中游零部件和分系统部件的制造,如转包业务中的航空发动机摇臂、飞控系统和燃油系统滑阀偶件、发动机泵壳体组件及其他精密零件的制造;③产业链下游中航空发动机的运营维修工作,以先进的动力控制技术为依托,为军用和民用航空市场提供发动机控制系统的维修和质量保障。

公司背靠中国航发集团,与所价值量占比2:1。中国航发集团下辖27家直属单位,拥有3家主板上市公司,是国内具备完整军民用航空发动机研发制造试验保障能力的企业,主要从事航空发动机、辅助动力、燃气轮机、飞机和直升机传动系统的研制、生产、维修和服务,以及航空材料及其它先进材料的研发与制造。中国航发设计生产的涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞发动机和燃气轮机等产品,广泛配装于各类军民用飞机、直升机和大型舰艇、中小型发电机组,客户涉及航空、航天、船舶、能源等多个领域。代表型号包括军用涡扇发动机“太行”、民用涡扇发动机CJA和CJ、涡喷发动机“昆仑”等。根据公司年4月19日投资者关系活动记录,公司与中国航发动控所(所)都是中国航发集团直属单位,所是控制系统总体所,主要从事发动机发动机控制系统中的软件、电子控制器等产品研制生产工作,与公司的关键机械液压执行机构产品共同构成一个完整的控制系统。根据公司了解进行估算,公司与中国航发动控所的产品在控制系统中的价值量占比大概是2:1。

(二)军用市场:新型号陆续推出,公司首要任务保障军品科研生产交付

全球军用航空发动机需求旺盛。根据PRNewswire引用的ReportLinker的报告《TheGlobalMilitaryAircraftEnginesMarket-》,年-年,全球军用飞机发动机市场规模预计将以4.47%的年复合增长率增长。根据飞机类型来看,市场预计将由战斗机发动机部门主导,占市场份额的60.3%,其次是运输机发动机和旋翼机发动机部门,份额分别为17.4%和13.9%。考虑到我国规模列装和国产替代需求旺盛,我国军用发动机市场的增速有望高于全球水平。

我国军用航空发动机市场景气度主要源自军机需求牵引、国产替代和新型号陆续推出。根据年4月12日公司投资者关系活动记录,中国航发成立以来,我国的航空发动机事业坚持自主创新、坚持聚焦主业、成绩显著,研制步伐不断加快、生产交付更加及时、产品可靠性明显提高,实现了三代机动力的自主保障和性能稳步提升,四代机动力研制步入新阶段,五代机控制系统关键技术攻关持续深入。年第十四届中国航展上,空军歼-20飞行员李伟鹏少校表示,此次参加航展的歼-20已全部换装国产发动机。预计随着需求增加,批产和科研交付持续增加,在军机需求牵引和新型号陆续推出的双轮驱动下,军用航空发动机市场景气度有望持续提升。与此同时,随着我国航空装备技术水平和研制能力的不断提高,军贸有望成为新增量。根据中国航空新闻网,年3月11日完成的首批6架歼10CE接装仪式意味着中国新一代航空主战装备正式列装巴基斯坦空军,实现了中国新一代航空主战装备成体系、成建制出口;年2月第16届阿布扎比国际防务展览会中,我国9家军贸企业以“中国军工”国家展团形式参展,集中展示了近款涵盖传统安全领域和新兴领域的各类装备,规模层次与展品数量等均为历史之最。

下游需求旺盛,公司首要任务是保障军品科研生产交付。航发控制系统作为航空发动机的核心系统,与航空发动机的生产与发展密不可分,航空发动机市场需求增长有望推动航发控制系统的需求。根据年4月12日公司投资者关系活动记录,目前,公司的首要任务是保障军品科研生产交付。当前需求增长方面主要包括:①部分二代机升级,三代机性能提升和国产化动力换装,以及现役发动机换装;②三代半、四代机的产量需要适当提升;③新研型号如运输机、轰炸机、新型舰载机等需求迫切,科研经费持续投入;④随着作训实战化要求对装备使用频次、消耗的增加以及新机维保等合力推动维修业务增加。

(三)民用市场:国产替代势在必行,通航建设加速,公司研制进展顺利

全球航发民用占主导且需求持续增长,我国民用航空发展有望驶入快车道。根据MordorIntelligence统计,目前全球航空发动机市场中,民用航空占据主导,同时预计在未来将继续保持主导地位。根据波音公司发布的《CommercialMarketOutlook-》预测,到年航空机队将增加近一倍。-年期间将有架飞机实现交付,其中,单通道交付量超过架,占总交付量的75%;宽体飞机的交付量将达到架,占总数的18%。

我国快速增长的航空业有望推动国产民用FADEC市场空间。根据《CommercialAircraftFADECMarket-Growth,Trends,COVID-19Impact,andForecasts(-)》,预计亚太地区民用FADEC系统增长较快,主要由中国和印度快速增长的航空业推动。参考航空工业发展中心发布的《民用飞机中国市场预测年报(-)》,预计-年我国需要补充民用客机架,其中宽体客机架、窄体客机架、支线客机架。到年,中国的客机机队规模达到架,民航货机机队规模达到架。近年来,随着C、ARJ21、AG等民用机型陆续推出,我国民航领域景气度持续增长。据新华社,中国上海市科学技术委员会10日发布的《上海科技进步报告》显示,截至年底,C大型客机累计获得32家客户架订单。

民用航发国产替代势在必行,通航有望加速发展,控制系统市场有望随之扩张。根据年4月19日公司投资者关系活动记录,目前我国的民航客运动力系统主要依赖进口。航空发动机在中美贸易、科技博弈中属于“卡脖子”的瓶颈或短板。国家“十四五”民用航空发展规划提出要聚焦行业重大需求、发展瓶颈和科技前沿,建成支撑民航高质量发展的科技引领体系,加强关键技术攻关和自主创新产品应用;根据中国航发

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkcf/7961.html

------分隔线----------------------------