主要航空發(fā)動機制造商2021年態(tài)勢分析

■ 范靈/中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心

在經歷了2020年新冠肺炎疫情打擊之后，發(fā)動機制造商的業(yè)績在2021年似乎開始復蘇，經營狀況也有所改善。

波音公司和空客公司于2022年年初相繼公布了2021年的民用飛機訂單和交付數(shù)量，飛機訂單和交付情況體現(xiàn)了各方對后疫情時代航空出行增長的信心。但新冠肺炎疫情給全球航空供應鏈帶來的問題并不會突然緩解，作為航空供應鏈上重要的一環(huán)，發(fā)動機制造商的產品交付量沒有明顯復蘇，銷售收入有升有降，而經營利潤基本處在向好的態(tài)勢，GE公司的GE9X發(fā)動機、羅羅公司的“超扇”發(fā)動機、俄羅斯聯(lián)合發(fā)動機公司（UEC）的PD-14發(fā)動機均穩(wěn)步發(fā)展。

GE公司—— 一分為三

GE公司于2021年3月宣布，將GE金融旗下飛機租賃業(yè)務（GECAS）出售給競爭對手、全球最大的獨立航空租賃公司AerCap。GE金融一度與美國最大的銀行比肩。2008年金融危機讓GE金融陷入困境，在將GECAS出售之后，剩余的業(yè)務不再作為一個獨立部門體現(xiàn)。2021年11月，GE公司宣布將公司重組為3個上市公司，分別專注于航空、醫(yī)療健康和能源。通過這些交易，GE公司將成為一家專注于航空發(fā)動機業(yè)務的公司。

GE航空2021年業(yè)務結構

雖然巨艦暫時擱淺，但GE公司手中仍有航空發(fā)動機這個王牌。多年來，GE公司都是航空發(fā)動機市場中的老大，2021年GE公司實現(xiàn)銷售收入741.96億美元，經營利潤57.78億美元，其中GE航空實現(xiàn)銷售收入213.1億美元，比2020年略有下滑，經營利潤同比增長了134%，達到28.82億美元，但仍然只有2019年的40%左右，利潤率為13.5%。民用發(fā)動機是GE航空的主要收入來源，實現(xiàn)銷售收入143.6億美元，同比略有下降，軍用發(fā)動機收入、系統(tǒng)和其他收入同比均略有下降。2021年，GE公司交付民用發(fā)動機1487臺，其中LEAP發(fā)動機845臺；交付軍用發(fā)動機553臺。

GE航空發(fā)動機交付量

在GE公司群星璀璨的發(fā)動機家族里，GEnx發(fā)動機是公司歷史上銷售最快的大推力渦扇發(fā)動機，10年已銷售2700多臺。2021年10月，該發(fā)動機取得了出色的耐久性試驗結果，在模擬的惡劣環(huán)境中完成了3000多循環(huán)的吸塵測試。2021年11月，GE9X發(fā)動機也成功完成了吸塵測試。

GE公司和賽峰集團于2021年6月公布了可持續(xù)發(fā)動機革新技術（RISE）計劃。作為RISE計劃的一部分，新開發(fā)的技術包括混合電推進系統(tǒng)、可持續(xù)航空燃料（SAF）和氫燃料，將在2030年代中期正式投入使用。而在超聲速市場方面，由于Aerion公司缺乏資金停止運營AS2超聲速飛機項目，GE公司停止雙軸中等涵道比“親和力”（Affinity）發(fā)動機的研發(fā)工作。

渦槳發(fā)動機方面，2021年9月，GE公司研制的“催化劑”（Catalyst）渦槳發(fā)動機安裝在一架比奇“空中國王”350飛機上在德國柏林成功進行了首次飛行測試。該發(fā)動機主要用于公務/通用航空市場，競爭對手是普惠加拿大公司著名的PT6A系列發(fā)動機。Catalyst發(fā)動機可以說是一臺“歐洲”發(fā)動機，它的設計和制造完全是在歐洲進行的，總裝在GE公司的捷克布拉格工廠進行。

作為美國空軍自適應發(fā)動機過渡項目（AETP）的一部分，2021年5月，GE公司完成首臺XA100自適應循環(huán)發(fā)動機的測試，2021年12月完成第2臺XA100發(fā)動機的測試，展示了GE公司為第六代戰(zhàn)斗機提供變循環(huán)推進系統(tǒng)的能力。XA100自適應發(fā)動機有3項關鍵技術：一是自適應循環(huán)技術，可以根據戰(zhàn)斗機狀態(tài)切換大推力模式和長續(xù)航模式，有效平衡推力和耗油率之間的關系；二是三涵道設計，可以提高戰(zhàn)斗機作戰(zhàn)能力與熱管理能力；三是廣泛應用陶瓷基復合材料、聚合物基復合材料和增材制造技術。這些革命性的創(chuàng)新將發(fā)動機推力和燃油效率分別提高了10%和25%，顯著減少了碳排放。

雷神技術公司——扭虧為盈

聯(lián)合技術公司和雷神公司在2020年正式合并成立雷神技術公司，當年因新冠肺炎疫情導致虧損嚴重。雷神技術公司在2021年實現(xiàn)扭虧，全年銷售收入為643.88億美元，經營利潤49.58億美元。其中涉及發(fā)動機業(yè)務的主要是普惠公司，實現(xiàn)銷售收入181.5億美元，同比增長8%，經營利潤4.54億美元，同樣實現(xiàn)扭虧，利潤率為2.5%，低于雷神技術公司的其他所有部門。

美國政府是普惠公司的重要客戶，2021年銷售給美國政府共計51.4億美元的產品，占比28%，比2020年的比例（31%）有所下降，軍貿方面通過對外軍事銷售（FMS）收入為12.73億美元，比2020年有所上升，直接商業(yè)銷售（DCS）收入為5.41億美元，比2020年有所下降。民用航空及其他產品銷售收入為111.96億美元，同比增長14%。普惠公司最大的商業(yè)客戶是空客公司，其銷售額在2021年占普惠公司總銷售額的31%。

普惠公司2021年客戶結構

2021年12月，普惠公司推出新一代齒輪傳動渦扇（GTF）“優(yōu)勢”發(fā)動機，自2024年1月起可配裝于A320neo系列飛機。該發(fā)動機起飛推力為151kN，是自A320neo交付以來推力最大的GTF系列發(fā)動機。與上一代發(fā)動機相比，其燃油消耗和二氧化碳排放量降低了17%，可使用100% SAF，幫助航空業(yè)實現(xiàn)2050年凈零排放的承諾。自2016年年初投入使用以來，PW1000G發(fā)動機已配裝超過1100架飛機，累計節(jié)省超過20億L的燃料，減少超過600萬t的碳排放。

2021年，普惠公司的V2500發(fā)動機實現(xiàn)了累計飛行2.5億h；由PW812D渦扇發(fā)動機提供動力的達索“獵鷹”6X公務機實現(xiàn)首飛；PW812GA發(fā)動機為灣流公司新的G400公務機提供動力；普惠公司獲得了大量的F135發(fā)動機合同，里程碑包括交付了第800臺生產發(fā)動機；重要的開發(fā)項目仍在繼續(xù)，包括開展自適應循環(huán)發(fā)動機XA101驗證機測試。

普惠公司發(fā)動機交付量

PW1000G發(fā)動機維修（MRO）網絡是普惠公司EngineWise服務解決方案的一部分，向發(fā)動機運營商提供多種售后服務，為其帶來長期、可持續(xù)的價值。2021年7月，普惠公司西棕櫚灘發(fā)動機中心完成改造，成為其PW1000G發(fā)動機MRO網絡的一員。

2021年10月，普惠公司和GE公司贏得美國國家航空航天局（NASA）的合同，旨在開發(fā)提高未來民用渦扇發(fā)動機核心機熱效率技術。該合同是NASA混合熱效率核心機項目（HYTEC）的一部分，致力于開發(fā)出一種“高功率密度”核心機，其燃料效率比當前高出5%～10%。普惠公司將在其位于加利福尼亞州卡爾斯巴德新開設的陶瓷基復合材料（CMC）卓越中心開展這項工作，負責發(fā)展先進的高壓渦輪技術，以減少下一代單通道飛機的燃料消耗和降低排放。

羅羅公司——多點開花

普惠公司2021年業(yè)務結構

羅羅公司2021年業(yè)務結構

羅羅公司民用航空2021年業(yè)務結構

2020年受新冠肺炎疫情沖擊，羅羅公司遭遇了前所未有的困境，一度陷入財政危機，生產延誤、飛機停飛、訂單銳減等一系列問題集中爆發(fā)。自2021年以來，羅羅公司通過改革重組，一舉扭虧為盈。羅羅公司出售了兩家子公司來減輕財政負擔、換取研發(fā)經費。一家是位于西班牙的ITP公司，最終以17億歐元的價格出售給貝恩資本公司。另一家是位于挪威的卑爾根公司，最終以6300萬歐元的價格出售給英國蘭利集團。羅羅公司2021年實現(xiàn)銷售收入109.47億英鎊，經營利潤4.14億英鎊。

由于重組計劃的成功實施以及市場的逐步復蘇，羅羅公司民用航空業(yè)務實現(xiàn)收入45.36億英鎊，同比下降10%，經營利潤虧損1.72億英鎊，而其他所有部門均有盈利。與2020年相比，大型發(fā)動機長期服務合同（LTSA）飛行時數(shù)增長了12%?！俺取卑l(fā)動機是羅羅公司遄達系列發(fā)動機的繼任者，2021年3月羅羅公司在英國德比工廠開始正式組裝首個“超扇”發(fā)動機驗證機（UF001）。2021年8月，“超扇”發(fā)動機的動力齒輪箱創(chuàng)造了新的動力傳輸記錄，該齒輪箱是羅羅公司與利勃海爾公司合作開發(fā)的。2021年空客推出A350貨機成為公司遄達XWB發(fā)動機重要的新機會，目前遄達XWB已經獲得58臺訂單助力A350F。公務機方面，達索公司“獵鷹”10X選裝“珍珠”10X發(fā)動機，灣流公司G800選裝“珍珠”700發(fā)動機。

羅羅公司正積極通過電氣化、混合動力、SAF等方式通往凈零碳排放之路。2021年5月底，羅羅公司宣布正式啟用全球最大、最智能的室內航空發(fā)動機試車臺，用來測試“超扇”發(fā)動機、未來混合動力和全電動飛行系統(tǒng)以及SAF。2021年9月，羅羅公司“創(chuàng)新精神號”全電動飛機成功首飛，以480km/h的飛行速度，創(chuàng)造了電動飛機飛行新紀錄。此外，羅羅公司與意大利飛機制造商泰克南公司合作為維德勒航空公司開發(fā)面向通勤市場的全電動客機，計劃于2026年投入商業(yè)運營。2021年11月，“1號發(fā)電系統(tǒng)”（PGS1）混合動力驗證機在地面試車中產生了超過1MW的功率，為未來可能出現(xiàn)的兆瓦級混合動力飛機做好準備。羅羅公司2021年已在遄達1000、遄達XWB、“珍珠”700上進行了100%SAF的測試，驗證了該燃料可在大型民用和公務機的現(xiàn)役發(fā)動機上使用，并推出了SAFinity服務，為業(yè)內首創(chuàng)。

羅羅公司民用航空運營情況

與GE公司終止“親和力”發(fā)動機開發(fā)不同，羅羅公司正拓展未來的超聲速市場，2020年就已經與博姆（Boom）公司就“序曲”（Overture）客機達成合作協(xié)議。2021年8月，羅羅公司成為普渡大學高超聲速地面測試中心（HGTC）的創(chuàng)始成員，該測試中心將支持美國國防戰(zhàn)略，并匯集眾多航空航天公司，以提升測試能力。

賽峰集團——低碳轉型

2021年賽峰集團實現(xiàn)銷售收入152.57億歐元，同比下降7.5%。經營利潤18.05億歐元，同比增長7.1%。其中航空航天推進板塊實現(xiàn)銷售收入74.39億歐元，同比下降2.9%，經營利潤13.42億歐元，利潤率18%，超過了賽峰集團的其他所有部門。賽峰發(fā)動機業(yè)務的發(fā)展得益于CFM系列發(fā)動機，包括LEAP發(fā)動機和CFM56發(fā)動機。受疫情影響，2021年LEAP發(fā)動機交付845臺，雖然比2020年增加了30臺，但仍然大幅低于2019年的1736臺。CFM56交付量按計劃逐步減少，2021年交付107臺。

CFM56和LEAP發(fā)動機是賽峰集團民用售后市場的核心業(yè)務，未來10年這些發(fā)動機的備件市場依舊強勁。售后市場業(yè)務模式將從基于使用CFM56發(fā)動機的在役機隊的飛行時間和材料模式逐漸轉變?yōu)榛诿匡w行小時費率（RPFH）的模式。

賽峰直升機發(fā)動機公司的阿拉諾1A（Arrano 1A）渦軸發(fā)動機于2021年6月獲得美國聯(lián)邦航空局（FAA）認證，將為新型空客H160中型雙發(fā)直升機提供動力。2021年10月，賽峰集團在美國得克薩斯州開設第二條生產線組裝阿赫耶2E（Arriel 2E）發(fā)動機，該發(fā)動機為美國陸軍的UH-72B拉科塔直升機提供動力，同時也安裝在空客公司H145直升機上。2021年10月，賽峰集團增材制造區(qū)投入使用，約10個增材制造部件通過適航認證和投入使用。

賽峰集團致力于推動SAF，實現(xiàn)低碳燃料轉型。2021年4月，空客A319neo的LEAP-1A發(fā)動機進行了100%SAF飛 行 測 試；2021年11月，空客H225完成直升機史上首次使用100%SAF的飛行測試，該機選裝賽峰集團馬基拉2（Makila 2）發(fā)動機；2021年12月，美聯(lián)航首次使用100%SAF進行航班載客飛行，采用的是由LEAP-1B提供動力的737MAX飛機。

在下一代歐洲戰(zhàn)斗機發(fā)動機方面，2021年4月，賽峰集團和德國MTU公司就建立一家平股的合資公司達成協(xié)議，合資公司命名為歐洲軍用發(fā)動機團隊（EUMET），西班牙ITP公司是該合資公司的主要合作伙伴。賽峰集團負責發(fā)動機的總體設計和集成。

MTU公司——售后擴張

2021年MTU公司實現(xiàn)銷售收入41.88億歐元、同比增長5%，營業(yè)利潤4.68億歐元、同比增長13%，凈利潤3.42億歐元、同比增長16%。軍民用發(fā)動機收入和2020年基本持平，其中民用發(fā)動機收入10.66億歐元，同比增長1%。A320neo飛機的PW1100G-JM發(fā)動機是MTU公司民用發(fā)動機業(yè)務的主要收入來源。軍用發(fā)動機業(yè)務收入4.82億歐元。發(fā)動機原始設備制造商（OEM）業(yè)務利潤為3.2億歐元，利潤率20.7%。維修業(yè)務27.41億歐元，同比增長9%，其中60%來自于MTU公司的核心MRO業(yè)務，40%來自于PW1000G發(fā)動機的維護工作。民用維修業(yè)務的主要收入來源是V2500發(fā)動機和PW1100G-JM發(fā)動機。2021年，公司獲得了價值46億美元的MRO新訂單，民用維修業(yè)務利潤1.49億歐元，同比增長9%，利潤率5.4%。

賽峰集團航空航天推進板塊2021年業(yè)務結構

賽峰集團2021年發(fā)動機交付量

MTU公司2021年業(yè)務結構

UEC發(fā)動機項目

MTU公司與幾家主要發(fā)動機制造商都有合作，與普惠公司合作的主要是干線飛機和支線飛機發(fā)動機，MTU公司的市場份額約為15%～18%。2021年，MTU公司獲得新一代PW300發(fā)動機（PW307）的MRO許可證，該發(fā)動機為達索“獵鷹”8X提供動力。MTU公司認為氫燃料是未來航空發(fā)動機的極好選擇，2021年11月與歐洲航空安全局（EASA）建立伙伴關系，共同研究氫燃料電池的認證，包括新標準、法規(guī)和驗證程序。

UEC——進口替代

UEC成立于2007年12月，整合了俄羅斯全部的航空發(fā)動機及燃氣輪機資產，包括土星科研生產聯(lián)合體、彼爾姆發(fā)動機公司等原俄羅斯航空發(fā)動機行業(yè)研制生產巨頭，員工總數(shù)近8萬人。UEC正在研發(fā)用于MC-21干線客機的PD-14發(fā)動機、下一代軍用發(fā)動機以及直升機發(fā)動機等。

由于現(xiàn)實原因，俄羅斯無法使用部分國外發(fā)動機。PD-14已于2021年2月獲得俄羅斯航空運輸局的量產批準，公司計劃在2024年將產能提升至每年50臺。

基于PD-14發(fā)動機的制造經驗，UEC正在開發(fā)PD-8和PD-35發(fā)動機。PD-8發(fā)動機計劃安裝在SSJ100飛機上，2021年10月第二臺PD-8發(fā)動機完成核心機測試，第一臺PD-8原型機正在制造。PD-35則是超高推力發(fā)動機，為遠程客機開發(fā)，其核心機已經開始測試。

UEC在2021年莫斯科航展上展示了VK-650V和VK-1600V兩種渦軸發(fā)動機，分別為阿赫尤（Arrius）和阿蒂丹（Ardiden）的可選替代產品。目前，VK-650V發(fā)動機已完成首輪地面測試，開始進行原型機的工程評估，發(fā)動機認證計劃于2023年進行。VK-1600V發(fā)動機大約70%組件采用3D打印技術制造，計劃于2023年獲得認證，2024年批產。

結束語—— 一起向未來

工業(yè)偶像GE公司一分為三，雷神技術公司實現(xiàn)扭虧，羅羅公司多點開花，賽峰集團積極推動SAF，MTU公司售后市場強勁，UEC發(fā)動機進口替代計劃穩(wěn)步發(fā)展，這一年航空發(fā)動機制造商們一起發(fā)掘新機會，開創(chuàng)新可能，2021年碳減排已經深入人心，奔向零碳的賽道已鋪好，發(fā)動機制造商在新發(fā)動機項目、全電和混合電推進、可持續(xù)航空燃油/氫能等新技術領域積極布局，共同構建可持續(xù)發(fā)展的未來。