航空发动机是航空器的“心脏”,约占整机价值20%-30%。
先进航空发动机具有“高温、高压、高转速、高可靠性、长寿命、低油耗、低污染、低成本”的技术特点。
高温、高压、高转速的矛盾容易想象,而长寿命的要求更是和高性能有着天然的冲突。
据航空动力专家刘大响院士自传,“俄罗斯专家曾经对我讲过,积他们几十年之经验,涡轮前燃气温度每提高20-30℃,发动机的寿命就可能要缩短一半,可靠性也要大幅降低”。
而涡轮前燃气温度提升是提高推重比的重要手段。此间矛盾,可见一斑。
在这些相互矛盾的高要求推动下,航空发动机经过长时间的发展已经成为人类有史以来最复杂最精密的工业产品,上万个零件均对设计、材料、工艺有着严苛的要求。
其研制难度大、投资多、周期长,被誉为“制造业皇冠上的明珠”,是一个国家工业基础、综合国力和科技水平的集中体现。
发达国家长期以来把优先发展航空动力作为基本国策,逐步形成了对航空动力技术和全球市场的垄断,并将其发展成为高附加值的高技术产业,其核心技术即使花大钱也是买不来的。
图:航空发动机被誉为制造业皇冠上的明珠
目前世界范围内具备军用航空发动机研制能力并形成产业规模的国家仅有美、俄、英、法、中五大联合国常任理事国。
具备商用大涵道比涡轮风扇发动机研制能力并形成产业规模的则仅剩美、英两国三大巨头企业及其合资公司。
但能够独立研制飞机(包括战斗机和民用飞机)的国家却有很多,甚至包括一些发展中国家在内。
这也侧面反映了航空发动机技术的复杂性和艰巨性。
我国航发产业在新中国成立后从一片空白中发展起来,从最初的修理、仿制、改进改型到今天可以独立设计制造高性能航空发动机。
个中艰辛,不足与外人道。诸如《刘大响自传》等书籍,可让感兴趣的朋友有机会管中窥豹,体悟老一辈科学家的奋斗。
但经过几十年的发展和探索,我国的航空发动机产业也已经有了长足的进步。
尤其是2016年航发集团挂牌成立,标志着我国从管理体制上实现“飞发分离”,航空发动机不再是飞机的附属品,从体制上保证航空发动机进入发展的快车道。
2016年实施的两机专项,更是为我国航空发动机产业从百亿元年产值向千亿元产值迈进打下了坚实的成长基础。
重点投资方向
航发产业链条较长,包括研发设计、原材料制备、零部件制造、分系统制造、整机装配、整机试验和维修保障等环节。
图:航空发动机产业链
不同环节的产业特点、竞争壁垒和远景都是不同的,估值方法也自然有所差异。
具体来说可以有PE、PEG到Pipeline(管线估值,常见于医药)再到FMV(Final Market Value,最终市场价值)的演进。
PE、PEG大家都很熟悉,股价P/每股盈利EPS和PE/业绩增长率g。典型的是军工上游零部件企业,鸿远电子、火炬电子、新雷能等,股价跟着业绩预期稳步上行。
Pipeline怎么估呢?借鉴医药投资者的名言——Pipeline is Everything。
投资者通过对管线各环节成功概率的预估以及成功后市场价值的判断来计算各节点的期望值,折现为企业价值。
对应到军工领域,管线就是武器型号。
FMV怎么估呢?
举个例子,想10年后一家企业可以做到多大,值多少钱,然后按你要求的年化回报率(比如10%-20%)来折现到今天。
相比根据Pipeline的测算,这一方法显然忽视了成功概率的预判。
FMV适用于壁垒高、竞争地位突出、产业前景广的龙头标的。比如有些投资人拍宁德时代2万亿估值,就有这层意思。一种格局打开的任性。
理解了估值方法可能的演绎,我们再来细聊航发产业链部分重点标的。
01
整机:航发动力
绕不开的航空发动机龙头,正在从Pipeline估值向FMV进化。
航发动力2014年整合我国航发产业链四大主机厂,旗下产品囊括我国当前急需的几乎所有成熟或在研先进型号,是三代主战机型发动机国内唯一供应商,具有稀缺性。
虽然有部分卖方分析师想从业绩成长性的角度推荐航发动力,但君临认为这是一个难以兑现的愿望。
无论需求的故事多么美好,主机厂业绩兑现的节奏总是让人难以琢磨。
且发动机的高研发风险永远存在于供给侧。
如今享誉世界的罗罗,当年在进行其第一款三转子发动机RB211的研制时,因技术的复杂性,项目花费达原有计划2倍研制结果却不尽如人意。
严重超支导致资金链破裂、罗罗也到了破产的境地。
英国政府为保护本土航空发动机工业,将罗罗收归国有。
此后又经过多年政府支持下的发展,三转子发动机才最终研制成功、并继而助力罗罗成为当代大型航空发动机产业中的寡头之一。
从业绩稳步增长的期望出发去研究航发动力,恐怕终会失望。
正解在于把格局打开,从商业模式和竞争壁垒的角度理解航发动力的核心资产价值,有机会类比台积电。
第一,晶圆代工和航空发动机都具有重资产、高壁垒、广空间的特点。
全球635亿美元的晶圆代工VS全球701亿美元的航空发动机市场;台积电占全球59%市场份额VS美国GE占全球商业航空喷气发动机59%的市场份额。
产业特征相似。
第二,摩尔定律持续进行和航发核心机型谱化发展,都能带来边际成本的持续降低和研发收益的不断放大。
解释下航发核心机谱化发展。
举个例子,美国GE就基于F101核心机衍生发展出一系列、满足不同场景使用要求的发动机产品。
其中CFM56型号更是成为了民用航空发动机界的传奇,迄今为止持续运营近40年,助力CFM国际公司成为了国际窄体客机发动机市场的绝对老大。
图:美国GE基于F101核心机衍生发展
如此一来,航空发动机高技术、寡头垄断下的衍生化发展模式,确保了一旦以一款成熟的系列产品进入市场,接下来就有望享受30-50年的持续稳定盈利,其间面临的竞争威胁小,制造商可以安心收获技术和产业带来的收益。
这是罗罗研发失败案例带给整个行业的反思。
这种衍生化发展一是可以继承原始机型的优点,二是降低新技术台阶的跨度,从而节省经费、缩短周期、降低风险。
第三,供给端的寡头公司可享受更大的盈利弹性。
台积电通过先进制程持续绑定大客户并享受头部客户的发展红利,航发动力是国内主导的航空发动机供应商,学习曲线与规模经济作用下不断降低成本并提高利润率。
且很容易理解,下游客户对二者的粘性极强。
这种赛道上,业绩即使短期不及预期也只能带来调整,不能决定走势的大方向。流动性和市场关注度更为重要,格局能否打开也很重要。
02
原材料:高温合金、钛合金、复材
PEG估值为主,坡长雪厚。
君临在此前的文章《军工三大王牌赛道!》中对材料领域有过深度解读,高温合金是最值得关注的方向。
涡轮理论效率仅与温度相关,高温合金材料是提升航空发动机工作温度的关键,进而也成为了推重比的重要决定因素。
在其它条件不变的前提下,涡轮进口温度每提高100℃,航空发动机的推重比能够提高10%左右,性能提高了整整一代。
从需求角度看,需求增速“高温合金>航空发动机>军机”。
军机放量是一次性增量。发动机却需要定期检查修理,属于耗材。实战化训练大趋势加速发动机折旧。而高温合金制成的高温件维修更换频率更高。
钢研高纳、抚顺特钢、西部超导等标的都值得投资者持续跟踪。这里不再赘言。
03
锻件:中航重机、三角防务
航空发动机零部件加工主要包括锻造、铸造两大类。
锻件性能优异,广泛应用于航空发动机的重要结构件,主要包括发动机环形锻件、盘类锻件和压气机叶片等,约占发动机结构重量的40%以上。
环形锻件主要用于制造发动机机匣、涡轮导向环、整流环等构件,当前市场主要参与者有中航重机、派克新材和航宇科技;
盘类锻件主要包括压气机盘、涡轮盘等构件,核心供应商有中航重机、钢研高纳、万泽股份、三角防务等企业;
叶片锻件根据有无余量可分为精锻与模锻,精锻叶片余量小、精度高,模锻叶片一般用于大批量生产,当前国产航空发动机叶片锻造以航发集团为主,此外还有航亚科技,无锡透平等。
其中中航重机是国内航空零件锻造龙头,系中国航空工业集团下属唯一锻造平台,客户覆盖航空装备和发动机。
2016年以来公司陆续剥离燃机及新能源业务,今年剥离力源液压,高度聚焦航空锻造主业,“瘦身健体”,提质增效。
三角防务是国产航空锻造行业的新生力量,主要供应我国军用航空机体超大尺寸锻件,积极布局“航发盘类件+民用大飞机结构件。
公司的400MN模锻机是目前世界上最大的单缸精密模锻液压机。凭借过去经验和技术,公司快速建设3万吨等温模锻设备,切入航发盘轴类锻件这一更坡长雪厚的赛道。
铸件主要应用于叶片、机匣、尾喷口等部位,以航发集团为主导,优质标的多为材料类企业,不再详述。
04
控制系统
中游航空发动机控制分系统市场由航发控制与614所共同垄断。
控制系统根据飞行器的飞行状态对发动机进行推力控制、过渡控制及安全限制等操作,以保障飞机稳定安全飞行。
控制系统主要分为机械液压、电子硬件、软件三部分:在机械液压方面,呈现航发控制独家垄断的市场格局;电子硬件和软件主要由中国航发控制系统研究院(614所)研制,其为中国航空发动机行业唯一的控制系统研究所。