航發控制研究報告:航發控制系統龍頭,能力和平臺建設快速爬坡
(報告出品方/作者:廣發證券,孟祥杰、邱凈博、吳坤其)一、公司簡介:軍用航空發動機控制系統領軍企業(一)主營業務和歷史沿革:聚焦航空發動
(報告出品方/作者:廣發證券,孟祥杰、邱凈博、吳坤其)
一、公司簡介:軍用航空發動機控制系統領軍企業
(一)主營業務和歷史沿革:聚焦航空發動機控制系統,軍品 90%以上
我國軍用航空發動機控制系統行業領軍企業。公司以航空發動機控制系統研制與生 產為核心,全方位參與國內所有在研在役型號的研制生產。根據2022年8月25日-8月 26日公司投資者關系活動記錄,公司主要產品為軍品,占比90%以上,客戶主要為 航發集團系統內主機廠所,下游廣泛分布于軍隊、軍工集團和海外知名航空企業等, 覆蓋航空航天、地面裝備和汽車等領域。目前公司主要從事三大業務:
① 航空發動機及燃氣輪機控制系統產品:主要包括航空發動機及燃氣輪機控制系統 的研制、生產、修理、銷售與服務保障, 擁有支撐全譜系的航空發動機及燃氣輪機控 制系統產品設計、制造、試驗和服務保障的關鍵核心技術;
② 國際合作:為國外知名航空企業提供民用航空精密零部件轉包生產,如航空發動 機搖臂、飛控系統和燃油系統滑閥偶件、發動機泵殼體組件等精密零件制造, 與美國 GE、霍尼韋爾、英國羅羅、法國賽峰、美國柯林斯宇航等多家國際著名企業建立了 良好穩定的合作關系;
③ 控制系統技術衍生產品:主要包括地面戰車類高端電液作動裝置、彈用動力控制 系統關鍵零部件、汽車自動變速執行機構等產品的研制、生產、銷售與服務。其中占 比較大的是地面戰車、彈用動力控制系統及零配件業務。
航空發動機及燃氣輪機控制系統是主要營收和盈利產品。業務構成和毛利拆分方面, 2021年航空發動機及燃氣輪機控制系統產品營業收入占比85.17%,毛利占比 89.31%;國際合作業務營業收入占比5.73%,毛利占比2.89%;控制系統技術衍生 產品業務營業收入占比9.10%,毛利占比7.80%。

2010年注入航發控制系統優質資產,2016年航發集團成立以來邁入高速發展階段, 2021年完成42.98億元定增。公司歷史可分為三階段:(1)發展初期:公司前身是 成立于1997年的南方摩托,并于當年在深交所上市;(2)資產注入時期:2010年完 成重大資產重組,通過發行股份注入中航工業旗下與航空發動機控制系統相關的優 質資產,主營業務變更為航空發動機控制系統相關業務,并更名為“中航動控”;2014 年進一步加強產業調整,向軍品、衍生民用產品和國際合作轉包方向發展;2015年 正式形成航空發動機控制系統及衍生產品、國際合作業務、非航空產品及其他的三 大業務板塊;(3)快速發展時期:2016年中國航發集團成立,公司控制權隨之變更, 并于2017年更名為“航發控制”;2021年非公開發行股票募集資金33.70億元,實際 募資總額42.98億元,用于投資科研生產平臺能力建設和產能提升。
(二)股權和業務架構:實控人為中國航發,四大子公司形成產業布局
公司的實控人為中國航空發動機集團。中國航發于2016年8月28日正式掛牌成立, 肩負著加快實現航空發動機及燃氣輪機自主研發和制造生產、建設航空強國的重大 責任。截至目前,中國航發集團持有公司28.57%股權,通過旗下中國航發南方工業 持有13.90%,中國航發資產持有7.41%,合計49.88%。

四大子公司相互協作形成完整產業布局,營收利潤持續增長。公司旗下有四家全資 子公司,分別為西控科技、貴州紅林、北京航科、長春控制。各單位根據分工定位和 優勢能力開展型號研制工作,其中,西控科技是最大的子公司,與貴州紅林一起主 要承擔渦噴、渦扇等中、大推力發動機控制系統研制生產;北京航科以渦軸、渦槳控 制系統產品為主;長春控制聚焦發動機、飛機液壓控制技術,主要提供電磁閥、作動 筒等配套附件。2017年-2021年,四大子公司營收和凈利潤整體呈現持續增長趨勢。
生產、技術人員占比超八成。2021年公司員工構成統計中,總人數為7294人,其中 生產人員為3870人,占比53.06%,技術人員為2418人,占比33.15%。同時,2021 年公司進一步規范研發人員數量歸集口徑,剔除了研發人員中從事研發管理的人員 數量,相應調整2020年及2021年研發人員數量,由此可以解釋2020年及2021年公司 研發人員數量和占比略有下降的原因。
(三)經營情況:下游需求旺盛、公司提質增效,營收和盈利穩步提升
受益于下游需求旺盛和交付向好,公司營收規模穩步提升,近兩年歸母凈利潤提升 較為顯著。2017年-2021年公司營收從2017年的25.53億元增長至2021年的41.57億 元,年復合增長率12.96%;歸母凈利潤從2017年的2.18億元增長至2021年的4.88億 元,年復合增長率22.34%。可以看出,公司營收穩步提升,且近兩年歸母凈利潤提 升較為顯著。通過合同負債近兩年的增勢顯著,以及存貨的穩中有升可以看出,公 司整體經營情況的持續向好主要受益于型號需求旺盛,以及公司近年來科研任務及 重點型號生產交付有序推進。

期間費用率持續降低,盈利能力穩步增長。公司整體毛利率從2017年的27.33%增長 至2021年的28.24%,凈利率從2017年的8.50%增長至2021年的12.39%,加權凈資 產收益率由2017年的4.33%增長到2021年的6.46%,盈利能力穩步增長,主要得益 于期間費用率的持續降低,顯示公司狠抓科研生產和質量管控的同時注重提質增效。
分業務來看,受益于下游需求旺盛,航空發動機及燃氣輪機控制系統產品營收規模 和盈利能力穩步增長,國際合作業務近兩年受疫情影響。 ① 航空發動機及燃氣輪機控制系統產品:2017年-2021年營收穩步增長,年復合增 長率為14.70%,毛利率水平近兩年有所上升,主要受益于下游需求旺盛; ② 國際合作:2017年-2021年營收規模年復合增長率-1.42%,主要受疫情影響2020 年和2021年有所下降,同期毛利率也呈現下降趨勢。根據2022年10月27日公司投資 者關系活動記錄,2022年前三季度國際合作業務同比增長約3%,但預計規模恢復至 疫情前水平還需要一定時間; ③ 控制系統技術衍生產品:2017年-2021年營收年復合增長率為10.23%,2019年 公司進行產品結構優化調整,清除關聯弱和效能低的民品業務,同年營收規模減少 但產品利潤率得到提升,之后營收穩步增長,毛利率水平基本穩定,2021年為24.22%。
注重研發投入,提升核心競爭力。根據公司2022年8月30日投資者關系活動記錄,公 司的研發費用包括自籌和上級下達(含主機廠所委托)兩部分,合計占營業收入比 例約15%。2021年公司持續加大研發投入,其中自籌資金1.52億元,占當期營業收 入比例為3.65%。2021年公司共申報專利137項,其中發明專利135項;獲得專利授 權52項,其中發明專利51項,實用新型1項,部分成果達到了同類產品國內先進水平, 部分成果填補了國內空白,核心技術競爭力不斷增強。

二、行業:航空發動機核心組成部分,受益于軍用、民 用及維修三大增長點
(一)航空發動機控制系統:價值量占比約 18%,處于航發產業鏈中游
航空發動機控制系統是航空發動機的核心組成部分,價值量占比約18%。航空發動 機控制系統的目的是在給定的條件下讓發動機發揮出最大效能,通過對發動機轉速、 可調導葉角度、噴口面積、排氣溫度等變量的控制,以實現對發動機工作狀態及性能的調節,滿足飛行需求,對保證發動機性能和安全都起著關鍵性的作用。控制系 統又分為控制計算機子系統、燃油與作動子系統、傳感器子系統與電氣子系統等。 根據《航空發動機燃油和控制系統的研究與展望》(張紹基,2003)和中國航空新 聞網,目前,航空發動機控制系統約占航發產業鏈價值量的18%。航空發動機約占 整機價值量的20%-30%,控制系統約占發動機價值量18%左右,因此可以推斷出控 制系統約占整機價值量的3.6%-5.4%。根據中國航空新聞網,對于戰斗機,其發動機 外涵道很小,有加力燃燒室,加力燃燒室和控制系統占比較高;對于運輸機(客運、 貨運、軍用),其發動機外涵道大,無加力燃燒室,控制系統占比相對較低;直升機 發動機中,控制系統、減速機構的占比較高。
航空發動機控制系統歷經4個發展階段,從傳統液壓控制向數字控制轉變。隨著發動 機性能逐步提高、設計日益復雜,發動機控制系統控重要性持續提升,核心地位日 益凸顯。根據《航空發動機控制系統發展概述》(孫志巖,測控技術,2019),發 動機控制技術從20世紀50年代簡單的液壓機械控制,發展到現代的全權限數字電子控制技術,并向智能/分布式控制方向發展。
① 液壓機械控制:早期的航空發動機通過手動操作油門位置直接驅動燃油計量閥, 調節燃油流量。特點是系統結構簡單,較容易實現,缺點是控制精度不高,適用于中 低空使用的航空發動機控制; ② 液壓機械+電子控制:在原有基礎上增加電子控制裝置。隨著發動機性能不斷提 升及其控制系統不斷擴展,20世紀70年代推出的模擬或數字式電子控制裝置可用于 發動機飛行包線內轉速和溫度保護,并具有發動機狀態監視功能; ③ 全權限數字電子控制(FADEC):用數字電路和軟件實現液壓機械裝置的全功能 控制,于1983年安裝在F-15完成首飛。到了20世紀90年代,雙通道FADEC系統已經 成為航空發動機的標準控制系統; ④ 智能分布式系統:智能控制技術已在基于模型的直接力控制、自修復控制和損傷 自適應修復控制、延壽控制、自主推進控制等多方面開展研究;分布式相較集中式 具有可靠性、維修性,減輕系統重量,降低全壽命期內成本等優點。

FADEC系統具有結構和性能的雙重優勢。根據《航空發動機數字電子控制綜述》(姜 曉蓮,2007),結構上,FADEC系統在原有的液壓機械式控制器基礎上增加電子控 制器EEC(electronic engine controller)或者叫ECU(engine control unit), 通常 美國普惠,IAE,英國羅羅的發動機上叫EEC,CFM和美國GE發動機上叫ECU。兩 者共同工作實施對發動機的控制。EEC可以幫助飛行員進行狀態監控、推力管理、 安全參數限制、故障診斷等工作;性能上, ①高可靠性:FADEC使用雙通道控制、 自動故障檢測、故障自動補償、余度的輸入和輸出,減少了超溫、超轉、過應力的情 況;②高精度并能實現復雜控制律:FADEC的計算能力強,數值計算和邏輯判斷能 力可在更合理的范圍選擇控制律以獲得發動機整機的高性能;③易操作性:FADEC 設有發動機性能、自動超限保護處理邏輯,大大降低飛行員操作強度;④維護簡易 性:FADEC系統對發動機進行全面的狀態監控,并自動進行報警和故障處理。由于 可高精度調整相關部、附件與發動機本體的匹配關系,維護所需時間大幅度減少; 航 線可拆換部、附件的調試在慢車狀態線即可完成,減少地面調整發動機運行的時間。
液壓機械裝置是發動機控制任務對應的啟閉、調節動作的重要物理載體。如果電子 控制器類似于人的大腦,而液壓機械裝置就類似于人的手臂,幫助大腦完成相應指 令。其中,燃油計量裝置、燃油泵、油濾、液壓機械組件、各類傳感器、燃油分配器、 可調導葉作動機構及其他保護作動機構集成為一體成為液壓機械裝置。FADEC系統 具體運行中電子控制器(EEC)根據參數及外部條件和控制系統內部某些參數的變 化,通過控制律計算,產生控制信號,經過電子控制器輸出處理電路,輸出給液壓機 械裝置,將電信號轉換為液壓信號,驅動相應作動器,進而達到控制發動機的目的。

FADEC已被世界各國航空界所注目,但液壓機械裝置以其特定的功能仍是FADEC 系統中必不可少的部分。當前,航空發動機控制系統由傳統液壓機械式向數字電子 控制系統發展,以適應多變量、高可靠控制,也有利于減輕控制系統的重量。然而, 發動機燃油系統無論如何改進,其燃油量調節、執行機構作動仍利用液壓元件或電 液伺服控制系統,因此液壓伺服控制技術在航空發動機中有著不可替代的重要作用。 液壓機械裝置是實現自動精確供油的主要執行機構,發動機控制系統中,根據傳感 器檢測發動機當前的運行狀態,由控制器發送指令給液壓作動機構做相應的移動動 作,通斷或比例調節油路氣路、調節風扇進口可調葉片角,將控制器運算得到的代 表主燃油流量控制作用量變成供給發動機的實際燃油流量,進而實現發動機的運作。
我國航發空發動機控制系統高速發展,國家政策積極推動航空發動機發展與需求。 我國航空發動機數字電子控制的相關研究開始于20世紀70年代,幾乎與國外同時起 步,但進展一直相對緩慢。根據《航空動力控制系統研發管理變革》(姚華,2018), 20世紀80年代以來,我國開始研究航空發動機全權限數字式電子控制(FADEC)系 統;2002年完成首個航空發動機FADEC系統試飛演示驗證;2010年完成首套設計定 型。之后新研發動機大都采用FADEC系統。21世紀以來,我國國家工業和技術發展 規劃始終把航空發動機技術作為優先方向,“十一五”規劃提出要提升航空產業配 套能力,航空發動機是重點領域;“十二五”將航空裝備產業列為“高端裝備制造業”的 優先發展方向;《中國制造2025》將航空航天裝備列為中國轉型為“制造業超級大國” 的十大優先戰略領域之一; “十三五”將航空發動機和燃氣輪機列為到2030年實現重 大科技突破的重點領域之一;“十四五”指出為確保2027年實現建軍百年奮斗目標,需 要加快武器裝備現代化,聚力國防科技自主創新、原始創新,加速戰略性前沿性顛 覆性技術發展,加速武器裝備升級換代和智能化武器裝備發展。
航空發動機控制系統處于航空發動機產業鏈中游,其上游主要為原材料及零部件生 產,其中原材料主要以高溫合金、鈦合金、鋁合金以及陶瓷基復合材料為主,零部 件生產主要包括葉片、葉盤、葉輪、軸類以及機匣等部位的制備;下游為整機制造 及維修保障環節。公司處于產業鏈中游,屬于發動機子系統,負責承包控制技術的 研發和子系統的生產,是發動機產業鏈中關鍵的一環,通常與整機集成企業建立密 切合作關系。公司主要參與①航空發動機控制系統中液壓機械裝置的設計和研發; ②航發加工制造產業鏈的中游零部件和分系統部件的制造,如轉包業務中的航空發 動機搖臂、飛控系統和燃油系統滑閥偶件、發動機泵殼體組件及其他精密零件的制 造;③產業鏈下游中航空發動機的運營維修工作,以先進的動力控制技術為依托, 為軍用和民用航空市場提供發動機控制系統的維修和質量保障。

公司背靠中國航發集團,與614所價值量占比2:1。中國航發集團下轄27家直屬單 位,擁有3家主板上市公司,是國內具備完整軍民用航空發動機研發制造試驗保障能 力的企業,主要從事航空發動機、輔助動力、燃氣輪機、飛機和直升機傳動系統的研 制、生產、維修和服務,以及航空材料及其它先進材料的研發與制造。中國航發設計 生產的渦噴、渦扇、渦軸、渦槳、活塞發動機和燃氣輪機等產品,廣泛配裝于各類軍 民用飛機、直升機和大型艦艇、中小型發電機組,客戶涉及航空、航天、船舶、能源 等多個領域。代表型號包括軍用渦扇發動機“太行”、民用渦扇發動機CJ1000A和 CJ2000、渦噴發動機“昆侖”等。根據公司2022年4月19日投資者關系活動記錄, 公司與中國航發動控所(614所)都是中國航發集團直屬單位,614所是控制系統總 體所,主要從事發動機發動機控制系統中的軟件、電子控制器等產品研制生產工作, 與公司的關鍵機械液壓執行機構產品共同構成一個完整的控制系統。根據公司了解 進行估算,公司與中國航發動控所的產品在控制系統中的價值量占比大概是2:1。
(二)軍用市場:新型號陸續推出,公司首要任務保障軍品科研生產交付
全球軍用航空發動機需求旺盛。根據PRNewswire引用的ReportLinker的報告《The Global Military Aircraft Engines Market 2018-2028》,2018年-2028年,全球軍用飛 機發動機市場規模預計將以4.47%的年復合增長率增長。根據飛機類型來看,市場預 計將由戰斗機發動機部門主導,占市場份額的60.3%,其次是運輸機發動機和旋翼機 發動機部門,份額分別為17.4%和13.9%。考慮到我國規模列裝和國產替代需求旺盛, 我國軍用發動機市場的增速有望高于全球水平。

我國軍用航空發動機市場景氣度主要源自軍機需求牽引、國產替代和新型號陸續推 出。根據2022年4月12日公司投資者關系活動記錄,中國航發成立以來,我國的航空 發動機事業堅持自主創新、堅持聚焦主業、成績顯著,研制步伐不斷加快、生產交付 更加及時、產品可靠性明顯提高,實現了三代機動力的自主保障和性能穩步提升, 四代機動力研制步入新階段,五代機控制系統關鍵技術攻關持續深入。2022年第十 四屆中國航展上,空軍殲-20飛行員李偉鵬少校表示,此次參加航展的殲-20已全部換 裝國產發動機。預計隨著需求增加,批產和科研交付持續增加,在軍機需求牽引和 新型號陸續推出的雙輪驅動下,軍用航空發動機市場景氣度有望持續提升。與此同 時,隨著我國航空裝備技術水平和研制能力的不斷提高,軍貿有望成為新增量。根 據中國航空新聞網,2022年3月11日完成的首批6架殲10CE接裝儀式意味著中國新 一代航空主戰裝備正式列裝巴基斯坦空軍,實現了中國新一代航空主戰裝備成體系、 成建制出口;2023年2月第16屆阿布扎比國際防務展覽會中,我國9家軍貿企業以“中 國軍工”國家展團形式參展,集中展示了近500款涵蓋傳統安全領域和新興領域的各 類裝備,規模層次與展品數量等均為歷史之最。
下游需求旺盛,公司首要任務是保障軍品科研生產交付。航發控制系統作為航空發 動機的核心系統,與航空發動機的生產與發展密不可分,航空發動機市場需求增長 有望推動航發控制系統的需求。根據2022年4月12日公司投資者關系活動記錄,目 前,公司的首要任務是保障軍品科研生產交付。當前需求增長方面主要包括: ① 部分二代機升級,三代機性能提升和國產化動力換裝,以及現役發動機換裝; ② 三代半、四代機的產量需要適當提升; ③ 新研型號如運輸機、轟炸機、新型艦載機等需求迫切,科研經費持續投入; ④ 隨著作訓實戰化要求對裝備使用頻次、消耗的增加以及新機維保等合力推動維修 業務增加。
(三)民用市場:國產替代勢在必行,通航建設加速,公司研制進展順利
全球航發民用占主導且需求持續增長,我國民用航空發展有望駛入快車道。根據 Mordor Intelligence統計,目前全球航空發動機市場中,民用航空占據主導,同時預 計在未來將繼續保持主導地位。根據波音公司發布的《Commercial Market Outlook 2022-2041》預測,到2041年航空機隊將增加近一倍。2022-2041年期間將有41170 架飛機實現交付,其中,單通道交付量超過30880架,占總交付量的75%;寬體飛機 的交付量將達到7230架,占總數的18%。

我國快速增長的航空業有望推動國產民用FADEC市場空間。根據《Commercial Aircraft FADEC Market - Growth, Trends, COVID-19 Impact, and Forecasts (2022- 2027)》,預計亞太地區民用FADEC系統增長較快,主要由中國和印度快速增長的 航空業推動。參考航空工業發展中心發布的《民用飛機中國市場預測年報(2021- 2040)》,預計2022-2041年我國需要補充民用客機7035架,其中寬體客機1396架、 窄體客機5130架、支線客機509架。到2041年,中國的客機機隊規模達到8322架, 民航貨機機隊規模達到685架。近年來,隨著C919、ARJ21、AG600等民用機型陸 續推出,我國民航領域景氣度持續增長。據新華社,中國上海市科學技術委員會10 日發布的《2022上海科技進步報告》顯示,截至2022年底,C919大型客機累計獲得 32家客戶1035架訂單。
民用航發國產替代勢在必行,通航有望加速發展,控制系統市場有望隨之擴張。根 據2022年4月19日公司投資者關系活動記錄,目前我國的民航客運動力系統主要依 賴進口。航空發動機在中美貿易、科技博弈中屬于“卡脖子”的瓶頸或短板。國家 “十四五”民用航空發展規劃提出要聚焦行業重大需求、發展瓶頸和科技前沿,建 成支撐民航高質量發展的科技引領體系,加強關鍵技術攻關和自主創新產品應用; 根據中國航發微信公眾號,2022年2月中國航發召開2022年質量工作會,強調高質 量加快航空發動機自主研制。與此同時,我國通用航空建設有望加速發展。根據中 國民用航空局于2022年6月13日印發的《“十四五”通用航空發展專項規劃》,“十 四五”期間民航局將繼續支持國家低空空域改革,推動以通航飛行活動和無人機運 行為主體的娛樂新生態,加快壯大航空人口規模,促進航空新興消費品質升級需求。 根據2022年8月25-8月26日公司投資者關系活動記錄,在通航動力方面,中國航發直 -15已經取得設計、生產許可證,即將進入市場,AES100民用1000kW級別直升機動 力也將在“十四五”期間逐步正式走向民用市場。
民用航空方面,公司是發動機控制系統唯一機械液壓關鍵執行機構供應商。根據公 司2022年8月30日投資者關系活動記錄,通常按照國際慣例,航空發動機控制系統的 研發投入約占發動機研發投入的15%左右。根據2022年4月12日公司投資者關系活 動記錄,目前公司民用航空動力研制主要包括兩方面,一是計劃配裝于國產大飛機 C919/CR929的長江系列發動機,對標國際第五代民用航空發動機水平研制;二是積 極參與通航動力方面涉及的渦軸、渦槳、小渦噴渦扇發動機動力控制裝置。民用發 動機國產替代的持續推進及通航需求的新增量有望對航空發動機控制系統產品發展 產生積極影響。
(四)維修市場:裝備存量增加疊加實戰化訓練消耗,維修增長空間較大
航空發動機后續維修業務規模廣闊,液壓機械裝置維修需求頻次較多。根據《Engine Maintenance Concepts for Financiers》(Shannon Ackert,2011年),航空發動機 占據運營維修費用的35%-40%。參考英國RR2014年6月19日公布的投資者簡報,對 于一個典型的航空發動機項目,維修服務產生的收入規模至少是新機OE銷售收入的 4倍以上。其中,液壓機械裝置在發動機運營過程中維修需求頻次較多。以民航常用 的CFM56發動機為例,駕駛艙完成一系列發動機啟動操作流程后,指令傳送至發動 機控制組件ECU(電子控制器),它會通過HMU(液壓機械裝置)控制燃油系統打 開供油通道。與此同時,高壓引氣由引氣管路傳到起動機,帶動起動機轉動。這個過 程中ECU會監控所有的參數,如果發現不正常的地方例如渦輪排氣總溫EGT超溫等 現象,ECU會自動做出選擇,中斷發動機起動。在以上運行過程中,液壓機械裝置 作為發動機的執行機構,零部件損耗的幾率相對較大。

降低維修成本的需求提高航空發動機健康管理(PHM)系統重要性,有望進一步擴 大國內航發控制系統,尤其是FADEC系統的市場發展空間。隨著經濟可承受性成為 航空動力裝備發展中不可忽視的重要因素和未來先進航空動力裝置重要評價指標之 一,及時預判與檢測發動機故障、減少維修次數及時間進而減少維修費用是減少發 動機全壽命周期的保障費用的重要方式。健康管理(PHM)系統是航空發動機全權 限數字式電子控制(FADEC)系統的重要組成部分,其將原始傳感信息轉化為機載 診斷、壽命使用信息,為維修和保障提供決策參考,已成為評價當前國外現役和新 研軍、民用發動機使用可靠性和安全性的重要技術手段。據《航空發動機健康管理 系統架構研究》(尉詢楷等,2012年),應用PHM系統后,美國海軍A-7E飛機C類 事故率從每十萬飛行小時14.61次顯著降低至每十萬飛行小時4.27次,大大提高了裝 備使用的安全性和完好率。國內根據外場維護的需要,對現役的發動機和新研制的 發動機都配置了不同的狀態監視系統,對維修成本減小的需求有望進一步擴大國內 航發控制系統尤其是FADEC系統的市場發展空間。
目前公司維修占比8%-10%,增長空間較大。根據公司投資者關系活動記錄,目前 公司航空發動機控制系統維修業務約占公司營業收入的8%-10%左右,維修費用由 用戶定價,毛利率與航空發動機控制系統產品大致相當。隨著航空裝備規模列裝累 計的存量持續增加,以及近年來我軍聚焦備戰打仗推進實戰化訓練加速消耗,公司 的維修業務規模有望持續增長。
三、格局:國內龍頭地位穩固,對標國外技術快速發展
(一)國際格局:FADEC 為主業的供應商多依托航發主機發展
全球航空發動機制造呈現典型的寡頭壟斷格局。據《世界航空發動機發展趨勢及經 驗》(金偉,2016),全球范圍內航空發動機經過多年的發展,已呈現出典型、明 顯的寡頭壟斷格局。軍用發動機主要集中在美、英、法、俄等國,民用航空發動機則 呈現金字塔式發展格局,處在塔尖的有美國GE,美國普惠,英國羅羅以及美國GE和 法國賽峰合資成立的CFM國際,英國羅羅和美國普惠等合資成立的IAE公司,以上公 司共占據民用發動機97%的市場份額。

以FADEC為主業的供應商大多依托航發巨頭。由于控制系統與航空發動機密不可分 的聯系,全球以FADEC為主營業務的供應商大多依托以上航發巨頭。根據《Global Aircraft Full Authority Digital Electronic Control (FADEC) Market 2021-2025》, 目前全球FADEC市場中有7個能夠影響市場指數的重要供應商。其中,法國賽峰和 英國BAE系統公司合資創辦的FADEC國際公司占據主導,公司將FADEC作為其單 一主營業務,目前有FADEC1、2、3以及FADEC GE90四款產品系列,為A320、A330、 A380 737 Max、COMAC C919和777X飛機提供FADEC系統。同時公司最近擴大了 與美國GE航空的協議,為未來GE航空發動機開發、生產和支持FADEC系統,包括 LEAP、Passport、GE9X和ATP發動機。疊加與MRO服務的合作,FADEC國際公司 有望繼續在市場上占據主導地位。其他重要供應商還包括:大陸航空航天技術公司、 勝利集團聚焦FADEC行業,同時也涉及其他領域業務的經營;英國BAE系統公司、 大陸航空航天技術公司、電子概念與工程公司、霍尼韋爾國際公司、雷神技術公司 經營多樣化,其FADEC業務對公司總體業務收入有一定貢獻。
研發新一代技術為核心競爭力。根據《Global Aircraft Full Authority Digital Electronic Control (FADEC) Market 2021-2025》,隨著燃料成本上升、二氧化碳排放量增 加以及原材料價格的上漲,國外航空航天業面臨著日益激烈的競爭和成本壓力以及 更嚴格的合規要求。FADEC供應商需要根據市場區域或細分市場不斷變化的動態進 行調整和適應以增加其市場份額,從成本、可靠性和質量三方面進行競爭,而研發 新一代技術進而提高FADEC產品成本效益以及質量是FADEC供應商的核心競爭力。

(二)國內格局:市場進入壁壘較高,公司龍頭地位穩固
國內航發控制系統呈現寡頭壟斷格局,公司龍頭地位穩固。航空發動機控制系統于 航空發動機就像大腦于人,要保證發動機高性能穩定工作,航空發動機控制系統設計必須兼顧性能、可靠性等多種要求,技術門檻高,研發投入大,研制周期長,因此 存在較高的市場進入壁壘。公司和中國航發控制系統研究所作為國內主要航空發動 機控制系統研制單位,在航空發動機控制系統細分領域處于行業領先。二者產品相 互支持、緊密聯系,共同構成一個完整的控制系統,不構成直接競爭關系。
① 控制系統方面,國內上市公司方面,海特高新、晨曦航空等民營企業也具備一定 的技術實力。據海特高新2021年年報,公司擁有4個型號航空發動機電子控制器產品 列裝客戶,參與3個型號在研。據晨曦航空2021年年報,公司自主研制出的發動機電 子控制系統已完成預研階段的項目驗收,并實現專業技術服務收入,但尚未實現產 品銷售收入。但目前二者與公司業務體量差異較大,從航空發動機業務營收占比來 看,2021年公司占比高達90.90%,海特高新為48.52%,晨曦航空僅為15.50%;從 航空發動機業務營收規模來看,2021年公司航發業務營收分別是海特高新、晨曦相 關業務的9.26倍和108.00倍。
② 配套方面,控制系統其他部件如電纜、傳感器、電機、元器件等方面,上市公司 有中航機電、中航光電、航天電器、火炬電子、湘電股份等擁有相關能力。以中航機 電為例,由于機電系統與發動機系統關系較為密切,如液壓控制、燃油控制等領域 產品下游客戶與公司重疊,根據《中國航發動力股份有限公司2022年第3季度外購供 應商績效評價結果》,中航機電子公司慶安公司、新航集團、陜航電氣、泛華儀表、 楓陽液壓在供應商名錄之中。
(三)對標國外:軍用突破技術封鎖,民用技術迅速發展
我國航空發動機電子控制系統技術起步較晚,處于奮起直追階段。目前國內外航空 發動機控制系統都發展到了FADEC階段,但國外FADEC系統發展更早,技術更成熟, 參考《民用航空發動機控制技術研究與探索》(蒲雪萍等,2007),美國20世紀70 年代開始FADEC研制,20世紀80年代中期第一代FADEC系統開始服役部隊,隨后 在軍、民用發動機上得到廣泛應用。隨著電子技術不斷發展,表面封裝等電子元件 的出現以及對各種先進控制模式的深入研究,目前美國已發展到了第三代FADEC系 統。英、法等國家也都發展了自己的FADEC系統用于各種軍、民飛機上。我國20世 紀80年代中期才開始軍用發動機FADEC系統的研制,2002年試飛驗證后各型在研發 動機開始大量使用,2010年才形成我國第一個設計定型的FADEC系統,采用第二代 技術,目前第三代FADEC正在研制中。

軍用方面突破技術封鎖,民用方面技術迅速發展。軍用方面,航空發動機控制系統 作為發動機行業的核心技術,國外嚴密封鎖,根據公司投資者關系活動記錄,目前 國內列裝的控制系統突破技術封鎖,從架構和功能上與國外基本上不存在明顯代差, 能夠滿足三、四代機控制要求。民用方面,目前我國民用航空動力系統暫時依賴于 進口,計劃配裝于國產大飛機C919/CR929的長江系列發動機,是對標國際第五代民 用航空發動機水平研制的,代表了民用航空發動機國際先進水平。在FADEC系統研 制方面,我國主要需解決4個方面的問題:提高系統可靠性;改善系統性能;減輕系 統質量;降低系統成本,其中最薄弱的環節在FADEC系統的可靠性方面。
四、競爭優勢:四大優勢領跑賽道,稀缺龍頭地位顯著
(一)地位優勢:背靠中國航發集團,先發優勢明顯,配套關系穩固
公司先發優勢明顯,且是國產大飛機發動機控制系統唯一的機械液壓關鍵執行機構 供應商。公司作為中央直屬軍工企業中國航發的核心業務板塊之一,是國內主要航 空發動機控制系統研制生產企業,在航空發動機控制系統細分領域處于行業領先地 位。公司全方位參與了航空發動機控制系統“探索一代、預研一代、研制一代、生產 一代、保障一代”工作。根據公司投資者關系活動記錄,我國對標國際第五代民用航 空發動機水平正在研制長江系列發動機,計劃配裝于國產大飛機C919/CR929,而公 司是發動機控制系統唯一的機械液壓關鍵執行機構供應商。公司率先通過現有研發 成果獲取市場份額,構建高技術壁壘鞏固市場地位,經過多年積累競爭優勢顯著, 不可替代性強。
背靠航發集團,配套地位明確,客戶關系穩定。公司依靠航發集團特有的央企戰略 地位和品牌優勢,不僅享有政策支持及資源保障,且配套地位明確,客戶關系穩定。 從公司下游客戶和關聯交易可以看出,明確的配套地位和穩定的客戶關系為公司帶 來穩定的訂單和可預期的業績增長。 ①下游客戶:2017-2021年,中國航發系統內及航空工業系統內單位一直是公司前兩 大銷售客戶,二者合計連續五年銷售總額占比接近80%。2021年公司與中國航發系 統內、航空工業系統內銷售產品33.07億元,占比79.56%。

②關聯交易:公司關聯交易對象為公司及子公司實際控制人和控股股東中國航發集 團及其所屬單位,主要包括銷售商品、采購物資、提供或接受勞務等各類日常關聯 交易。2023年,公司預計發生關聯交易總金額45.55億元,較2022年實際發生同比增 長16.93%。其中,預計向關聯人銷售產品44.00億元,較2022年實際發生(未經審 計)同比增長15.69%,2022年實際發生38.03億元(未經審計),較2021年實際發 生同比增長25.51%)。
(二)技術優勢:掌握并緊跟關鍵核心技術,優化科研生產體系建設
發動機模塊供應商受先進發動機技術影響較大,公司掌握并緊跟關鍵核心技術。根 據《從達索終止“獵鷹”5X看航空供應鏈風險》(范靈,航空動力期刊,2018年), 在全球航空產業鏈的發展趨勢中,除了垂直整合、選擇性離岸外包、原始設備制造 商(OEM)縮減成本,積極采用先進的發動機技術也是重要發展趨勢,而這些趨勢 對航空供應鏈不同層級的供應商有著不同程度的影響。公司屬于發動機模塊供應商, 受先進的發動機技術的影響程度較大。技術水平方面,公司擁有支撐全譜系的航空 發動機及燃氣輪機控制系統的關鍵核心技術,不僅是國家航空發動機及燃氣輪機控 制系統產品的研制生產基地,還擁有國家級重點實驗室等多個國內一流實驗室,有 效保障核心產品的研制生產能力,緊跟航空發動機最新技術。
公司專注技術創新,優化人才體系。2021年公司擁有有效專利數442項,其中發明專 利385項,發明專利占比91.23%,2020年為85.79%,2019年為82.80%,2018年僅為69.64%,占比不斷提升。同年還有13項科技成果通過中國航發組織的技術鑒定, 不僅部分成果達到了同類產品國內先進水平,還有部分成果填補了國內空白,核心 技術競爭力不斷增強。同時,公司堅持“小核心、大協作、專業化、開放型”的科研 生產體系,持續落實“控總量、調結構”的用工管理要求,加大非核心業務、部件的 外包外協,減少管理人員、生產輔助人員,增加技術、研發等優秀人才的引進,加大 青年后備人才和關鍵崗位人才儲備,人才隊伍結構明顯優化,專業技術人員占比提 升至33%。

建立并持續完善經營管理體系,進一步聚焦科研生產,提質增效。公司堅持“兩頭在 內、中間在外、關鍵在手”,建立了“小核心、大協作、專業化、開放型”的科研生產體 系,持續完善專業化布局,對內實施核心能力體系完備、關鍵環節可控,促進資源向 核心環節聚焦;對外積極引入社會資源,建立社會化專業配套體系,保障科研生產 任務的實施。擁有較為完善、適用于航空制造企業AEOS生產運營管理體;建立健全 了滿足GJB9001、GB/T9001、AS9100等標準的質量管理體系,進一步優化公司科 研、生產、銷售、管理、保障結構。公司綜合管理水平逐年提升,聚焦科研生產,提 質增效效果顯著。
(三)增量優勢:布局國際業務和非航產品,多元化發展增長可持續
公司擁有支撐全譜系的航空發動機及燃氣輪機控制系統產品設計、制造、試驗和服 務保障的關鍵核心技術。除了聚焦航空發動機控制系統主業之外,基于技術通用性, 公司還布局航空發動機國際轉包業務、與主業相關的傳感器等高附加值產品。雖然目前相關業務占比較小,但多元化的業務布局在有望培育新增量的同時也可降低單 一業務的風險,增強業績增長的可持續性。與此同時,對標海外航發龍頭的技術衍 生和業務發展模式,航改燃機等方向的業務拓展有望在未來形成新增量。
(1)通過轉包與國際龍頭建立穩固關系,形成業務增量的同時緊跟國際最新發展態 勢,為未來進一步開拓海外市場積累經驗。根據2022年4月28日公司投資者關系活 動記錄,公司國際業務產品屬于高端機械產品,與國際知名航空客戶長期合作密切, 擁有同類供應商相對難以替代的優勢。公司依靠集團特有的央企戰略地位和品牌優 勢,通過轉包生產等國際合作與美國GE、霍尼韋爾、英國羅羅、法國賽峰、柯林斯 宇航等多家國際著名企業建立良好穩定的合作關系,在形成業務增量的同時,有利 于公司緊跟國際航空發動機的最新發展態勢,同時也可為公司未來進一步開拓海外 市場積累經驗。目前,公司國際業務占整體業務比例較小,國際航空運輸業受疫情 影響較大,訂單放量需要時間,隨著疫情形勢好轉,國際合作業務有望恢復增長。

(2)推動無級驅動、傳感器等高質量非航產品系列化發展,有望形成新的增長點。 2019-2021年公司持續優化產品結構,積極開發與主業相關的傳感器等高附加值產 品,其中電液控制產品實現系列化發展,無級驅動市場得到有效拓展。根據公司投 資者關系活動記錄,2019年公司清除關聯弱、效能低、附加值不高的民品業務,同 年非航空民品及衍生業務同比減少29.71%,但產品利潤率得到提升,產品結構得到 改善。目前公司電液伺服閥應用研究加快,完成多型線位移傳感器、節流閥產品開 發和技術突破;無極驅動產品2021年實現收入約1.2億元,首次突破億元大關,同比 增長40%。公司2021年定增其中一個項目“航空發動機控制技術衍生新產業生產能 力建設項目” 就是為了補充控制技術衍生品的生產能力缺口,開拓公司新產品市場 增長點。隨著公司非航能力建設進一步強化,該部分業務預計將持續增長。
(3)以燃氣輪機為首的業務拓展有望在未來形成新增量。根據《航空發動機改燃氣 輪機成套關鍵技術》(張瀟 張世福,航空動力,2019),隨著航空發動機的不斷發 展,由技術成熟、性能優良的航空發動機改型的燃氣輪機(航改燃機),廣泛應用于 地面發電、船艦和機車動力、管道增壓等能源、國防和交通領域,具有研制周期短, 研發費用低,單機功率大,尺寸小,質量輕,起動快等特點。其中,控制系統是燃氣 輪機機組最重要的組成部分。與航空發動機控制系統的工作原理類似,燃氣輪機控 制系統主要采集燃氣輪機、發電機、高壓保護電器、減速齒輪箱、燃氣輪機箱裝體、 滑油系統、壓縮機和鍋爐等系統的運行狀態信號,同時接受來自控制面板發出的各 種控制指令。美國GE和英國羅羅等世界航發龍頭均有相關經驗,例如,英國羅羅典 型機組控制系統是由電子-液壓式、電子式控制系統逐步發展為全權限數字式電子控 制(FADEC)系統。工業RB211燃氣輪機采用了電子-液壓式控制系統,斯貝SM1A 燃氣輪機采用了電子式控制系統,后續開發的工業遄達、WR-21、MT30則采用了更 為先進的FADEC系統。隨著我國“兩機專項”(航空發動機與燃氣輪機)的持續推 進,以燃氣輪機為首的業務拓展有望在未來形成公司業績的新增量。
(四)產能優勢:專注核心能力和平臺建設,募集資金助進一步提速
公司產能建設正處于快速爬坡期,2023-2024年或將成為公司新增產能達產的年份。 受益于成熟型號的放量和新型號陸續進入批產節點,公司基于下游旺盛需求持續進 行產能建設,以滿足交付需求。可觀察到公司于2018年以前已經完成了一輪產能建 設,并且2021年繼續進行擴展,非公開發行股票募集資金總額42.98億元,用于投資 科研生產平臺能力建設和產能提升。根據公司投資者關系活動記錄,2022年單三季 度募投項目投入額約為上半年累計額的126%,投入呈現加快趨勢。2022年上半年, 為進一步加強募投項目投資聚焦主業和核心能力提升,提高投資回報率,公司對軍 工固定資產投資方案進行了再細化完善,按照軍工固定資產投資監管要求與上級主 管部門進行了多次溝通。此外設備采購涉及招投標及合同簽訂等工作,啟動實施周 期較長,同時長春、西安、貴陽等地疫情多點突發,一定程度上影響了相關工作開 展,但是下半年公司加大了推進力度,目前按照年度投資計劃進行。綜合企業在年 報等披露的擴產節奏信息,建設周期普遍為2-3年,2023 -2024年或將成為公司新增 產能達產的年份。

募集資金從三方面牽引航發控制核心競爭力增強。2021年公司非公開發行股份1.70 億股,發行價格25.35元/股,募集資金總額為42.98億元,發行對象包括中國航發集 團、國家軍民融合產業投資基金有限責任公司、國新投資有限公司在內的10家機構。 其中,中國航發以其所持航空苑100%股權、北京航科8.36%股權、貴州紅林11.85% 股權合計作價約9.28億元認購公司本次非公開發行的股份。此次定增項目的實施將 從三方面牽引公司發展,一是促進公司主業發展,提升核心研發能力,包括設計平 臺建設與開發工具,如設計軟件、仿真軟件與設備等。二是充足的資金解決生產能 力中的瓶頸和短板,重點圍繞關鍵工藝、測試與試驗驗證、國產化替代等,確保均衡 生產與按時、足額交付。三是按技術同源、產品同根的原則,支持控制技術衍生產業 發展,開拓新的經濟增長點,進一步提升公司發展的質量和效益。
募投項目助力提升整體科研生產和創新能力,助力子公司相關業務深度發展,有效 響應下游需求。①航空發動機控制系統科研生產平臺能力建設項目,該項目建設完 成后,將解決現有航空產品中部分產品研制轉小批生產、部分產品擴大批生產和部 分產品修理等方面增量需求帶來的生產能力缺口,建立國內一流動力控制系統與高 端液壓裝置動力控制與高端液壓裝置研發中心。②中國航發北京航科發動機控制系 統科技有限公司軸槳發動機控制系統能力保障項目,該項目建成后補充北京航科承 擔的多種產品的軸槳發動機控制系統未來生產能力缺口,提升北京航科精密加工能 力和現場計量檢測能力及填補部分民用適航關鍵試驗項目能力的空白,有效保障市 場競爭力。③中國航發紅林航空動力控制產品產能提升項目,本項目將新建裝配試 驗廠房及配套設施,新增多種設備及軟件,進行流程再造,實現高新穩定生產,提升 制造水平,完善質量體系,保障產品質量。④中國航發長春控制科技有限公司四個 專業核心產品能力提升建設項目,本項目完成后,將有效補充解決批生產及核心能 力瓶頸所涉及的關鍵設備,優化配比現有生產制造能力,改善改造配套生產場所, 保證公司產品高質量按期交付。⑤航空發動機控制技術衍生新產業生產能力建設項 目,項目建成后,西控科技可有效補充各類衍生新產業增量需求生產能力。⑥現金 收購中國航發西控機器設備等資產有利于其提升資產的獨立性及完整性,降低關聯 租金約5,500萬元,符合其生產經營需要及全體股東利益。⑦補充流動資金,公司將 本次非公開發行募集資金80,000萬元用于補充流動資金,滿足公司未來幾年內的擴 張需求,降低經營風險。
五、盈利預測
公司是我國航發控制系統領軍企業,背靠中國航發集團,四大子公司形成產業布局, 全方位參與國內所有在研在役型號的研制生產,軍品占比90%以上,下游廣泛分布 于軍隊、軍工集團和海外知名航空企業等,覆蓋航空航天、地面裝備和汽車等領域。 控制系統是航空發動機核心組成部分,目前航發控制系統向數字控制轉變,FADEC 為主流,重要性日益提升,我國相關技術起步較晚,處于奮起直追和快速發展階段。
核心投資邏輯:(1)航發控制系統龍頭地位顯著:背靠中國航發集團,擁有全譜系 航空發動機控制系統關鍵核心技術,先發優勢明顯,配套地位明確;(2)四大增長 點支撐業績可持續性:軍用受益于新機列裝疊加換發需求;民用受益于國產替代加 速;維修受益于保有量上升和實戰化訓練消耗。同時進行多元化業務布局,業績增 長可持續;(3)核心能力和產能建設處于快速爬坡期:2021年42.98億元募投助力 平臺建設進一步提速,2023-2024年有望成為公司新增產能達產年份。 我們預計2022-24年公司合并口徑營業收入分別為52.55/66.67/83.06億元,分別同比 增長26.4%/26.9%/24.6%,歸母凈利潤分別為6.70/9.28/11.82億元,分別同比增長 37.3%/38.6%/27.4%,預計未來三年整體毛利率分別為28.8%/28.9%/29.0%。
具體來看:
(1)航空發動機及燃氣輪機控制系統業務方面,公司背靠中國航發集團,配套地位 明確,有望受益于軍機需求旺盛,新型號陸續推出,公司保障軍品科研生產交付;民 用航發國產替代勢在必行,公司作為唯一機械液壓關鍵執行機構供應商,研制進展 順利;裝備存量增加疊加實戰化訓練消耗,公司維修增長空間較大,我們預計2022- 24年該業務營收分別同比增長28%/28%/25%,預計2022-24年該業務隨相關業務成 熟毛利率維穩,分別為30%/30%/30%。
(2)國際合作業務方面,根據公司投資者關系活動記錄,2022年前三季度國際合作 業務同比增長約3%,但預計規模恢復至疫情前水平還需要一定時間。預計隨著疫情 影響逐步消除,以及公司產品質量的持續提升,國際合作業務有望逐步恢復,預計 2022-24年該業務營收分別同比增長5%/10%/15%,預計2022-24年該業務毛利率分 別為14%/15%/15%。
(3)控制系統技術衍生產品業務方面,公司擁有支撐全譜系的航空發動機及燃氣輪 機控制系統的關鍵核心技術,近年來積極開發與主業相關的傳感器等高附加值產品, 有望形成新增長點,預計2022-24年該業務營收分別同比增長25%/25%/25%,預計 2022-24年該業務毛利率分別為25%/25%/25%。
(4)費用率方面,銷售費用方面,近年來銷售費用率呈下降趨勢,但考慮疫情影響 消除后銷售規模有望擴大,預計2022-2024年銷售費用率分別為0.7%/0.7%/0.7%; 管理費用方面,預計隨著公司管理體系的不斷完善和提質增效的不斷推進,預計2022-2024年管理費用率分別為8.1%/8.0%/7.8%;研發費用方面,研發費用包括自 籌和上級下達兩部分,近年來自籌部分占營收比逐年下降,考慮公司對技術研發的 投入需求,預計2022-2024年研發費用率分別為3.5%/3.5%/3.5%。 綜上所述,預計2022-2024年公司歸母凈利潤6.70/9.28/11.82億元,同比增長 37.3%/38.6%/27.4%;2022-2024年EPS分別為0.51元/股、0.71元/股、0.90元/股。
(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)
精選報告來源:【未來智庫】。







