航空发动机叶片和燃气轮机叶片行业报告：国产化提速打开千亿市场（21页）

航空发动机是飞机的心脏，被誉为现代工业“皇冠上的明珠”和“工业之花”，具 有高技术壁垒。航空发动机产业链长、覆盖面广，对国民经济和科技发展有着很大带动 作用，是一个国家工业基础、科技水平和综合国力的集中体现，也是国家安全和大国地 位的重要战略保障。作为一种典型技术密集型产品，航空发动机需要在高温、高压、高 转速和高负载的特殊环境中长期反复工作，其对设计、加工及制造能力都有极高要求， 因此具有研制周期长，技术难度大，耗费资金多等特点。目前虽然许多国家都可以自主 研制生产飞机，但具备独立研制航空发动机能力并形成产业规模的国家只有美、俄、英、 法、中等少数几个。 航空发动机中的高温合金主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘四大热端部 件，此外也用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。导向器也可称为涡轮导向叶片，用来调整燃烧室出来的燃气流向，是涡轮发动机上承受温度最高、热冲击最大的零 部件，材料工作温度最高可达 1,100℃以上，但涡轮导向叶片承受的应力比较低，一般 低于 70MPa。涡轮叶片是涡轮发动机中工作条件最恶劣也是最关键的部件，由于其处于 温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件。涡轮叶片又称工作叶 片，涡轮叶片在承受高温的同时要承受很大的离心应力、振动应力、热应力等。其所承 受温度低于相应导向叶片 50-100℃，但在高速转动时，由于受到气动力和离心力的作用， 叶身部分所受应力高达 140MPa，叶根部分达 280-560MPa。涡轮叶片其结构与材料的不 断改进已成为航空发动机性能提升的关键因素之一。

涡扇发动机广泛应用于战斗机、运输机、客机、无人机，占比在 95%以上，是目 前最为核心的航空发动机。航空发动机一般分为涡扇发动机、涡喷发动机、涡轴发动机 和涡桨发动机。目前世界各国仍在发展的航空发动机主要包括涡扇、涡轴发动机，传统 的活塞和涡喷发动机已经退出主流研发市场，涡桨发动机除了一些运输机和教练机继续 使用以外基本没有其他用途。 涡扇发动机的叶片约占航空发动机成本的 30%，叶片包含风扇叶片、压气机叶片、 涡轮叶片。其中，涡轮叶片为热端部件，采用精铸工艺，占叶片总价值超过 60%。风 扇、压气机叶片属于冷端部件，采用精锻工艺，占叶片总价值为 30%-40%。 图 7：叶片约占航空发动机成本的 30%。