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六代机来了中美军机差距还有多大?我国战斗机供应链剖析

作者:小编 点击: 发布时间:2025-02-27 19:21:24

  12月26日,我国在全球首飞两款第六代战斗机的视频和图片在网络上流传,在短时间内登上美国各大媒体与网络平台的热搜,在全球范围内引发广泛关注。根据海内外军事专家热议,中国在六代机研发取得的进展,动摇了美军在空中领域的既有优势,刷新了世界对中国军工力量的认知。

  战斗机之间的代际差异,无法靠数量弥补,高代战机对低代战机形成降维打击。美国空军五代机F-22在演习中对四代战机打出1:144的空战交换比,F-35也曾打出1:15的战绩。我国五代机歼-20在与国产四代机的两次模拟对抗中,分别取得0:108和0:17的零战损战绩。

  目前,全球仅有中美两国各拥有两款五代机,而六代机具备超高音速巡航、超常规机动、超远程打击、超隐身能力、超协同能力等先进特点,性能全面优于现有的五代机。谁能够率先研发列装六代机,谁就能在未来空战中占据绝对优势。因此,主要军事强国均在加紧研发六代机,但根据当前消息,仅有中国取得显著进展。

  美国的六代机项目包括美国空军的“下一代空中优势计划(NGAD)”、美国海军的“F/A-XX”,两者均经历成本和技术上的挑战。NGAD战斗机在2020年完成原型机试飞,原计划2026年量产、2030年左右服役,取代现役的F-22隐形战斗机。由于成本暴涨,据称军机单价达到3亿美元,成为史上最贵的战斗机,超出五角大楼的承受能力,NGAD项目已经暂时搁浅,等待特朗普上任后再做决策。美国海军F/A-XX战斗机的开发预算则已经被大幅削减,变相被叫停。

  从其他国家的研发进程看,日本、英国、意大利联合开发新一代战斗机“全球作战空中计划”(GCAP),近期刚确定外形设计,计划2025年三方成立合资公司,2035年以前实现部署。法国、德国、西班牙等联合研制的另一个欧洲六代机项目“未来空中作战系统(FCAS)”,初期进展缓慢,首次飞行演示可能推迟至2029年,原计划是2035年前完成开发,未来二十年投资或超过1000亿欧元。

  从现有空军战力、已部署高代战机数量来看,我国与美国还有较大差距。未来几年,随着歼-20、歼-31/35加速列装,我国将在五代机快速追赶美军;当六代机列装之时,我国最先进的战机将实现对美军的超越。

  根据Flight Global近日发布的《世界空军2025》报告,截至2024年底,全球在役军机合计52642架,其中美国在役军机13043架,排名第一,占全球比重达到25%;俄罗斯在役军机4292架,排名第二,占比8%;中国在役军机3309架,排名第三,占比6%。美国仍然拥有全球绝对领先的空军力量。

  截至2024年底,全球在役战斗机总数为14147架,占全球军机总数的27%;其中美国现役战斗机2679架,占全球在役战斗机总数的19%;我国为1583架,占全球比重为11%。相比于2022年底,美国在役战斗机数量减少了78架,而我国在役战斗机增加了13架,数量差距略有缩小。

  按照我国对战斗机的代际分类方法,根据Flight Global数据,截至2024年底,美国现役战斗机均为三代机、四代机和五代机,占比分别为48%、25%、27%;我国现役二代机占比高达到46%,三代机、四代机合计占比52%,五代机占比仅2%。美国五代机F-22、F-35合计在役数量达到587架,相比2022年底增加了94架,且F-35已订购的数量超过1700架,全球订单总量超过3500架。根据Flight Global数据,中国已知列装的五代机歼-20仅19架,仅相当于美国的3%。

  资料来源:Flight Global《世界空军2025》报告。中国四代机包括歼-10B、歼-10C、歼-15舰载机、歼-16、苏-30、苏-33、苏-35。由三代机改装而来的四代机(如F-15E、歼-10B、歼-10C),因缺少具体数据,本表不做区分。

  不过,Flight Global估算的中国五代机数量可能滞后。如果参照英国《简氏防务周刊》的预估数据,截至2024年5月,我国歼-20的服役总数达到195架,超过美军F-22的数量;按照土耳其“冲突报告”网站8月份的报道,我国空军已有14个航空旅装备了歼-20,目前该机服役总数达300多架。以此推算,我国五代机列装数量与美军之比,缩小为1:2,差距已大幅缩小。

  2024年11月珠海航展期间,我国中型隐身多用途战斗机歼-35A首次展出,其装备单价相对较低,预计批量生产的速度更快,有助于我国隐形战斗机规模更快追赶美国。

  先进战斗机产业链主要包含机体制造、分系统和整机部装总装三大主要环节,如下图所示。

  从整机价值量分布来看,机载系统、发动机价值量合计占比可达65%,金属材料、碳纤维复合材料、锻造、机加钣金系统件等、部装(部件装配)、总装的价值量占比分别约为8%、2%、4%、10%、5%、6%,如下图所示。

  中航沈飞(A股)研制型号包括歼-7、歼-8、歼-11、歼-15、歼-16、歼-31、歼-35等。民机产品主要包括民机零部件和维修业务。2023年营收462.5亿元、净利润30亿元。

  航空工业成飞研制型号包括歼-7、枭龙、歼-10、歼-20等。民机产品方面,成飞与成飞民机公司共同承担了大型客机C919、新支线、大型水陆两栖飞机AG600机头等产品的研制生产。2023年成飞营收749.7亿元、净利润24.6亿元。2024年7月,中航电测拟以174亿元重组收购成飞集团100%股权。

  机载系统包括机电系统和航电系统两类。国内战斗机的机电系统和航电系统市场参与者主要为中航工业旗下企业。

  航电系统是飞行器中价值最高的部分,占军机整机成本的30-40%左右。战斗机的航电系统是战斗机上负责导航、通信、目标探测、攻击和防御等功能的电子设备的总称,主要子系统包括导航系统、通信系统、目标探测系统(雷达系统)、武器与火力控制系统、信息处理系统、电子战系统、自动飞行控制系统等。根据《中国航空报》,航电系统性能每提高一倍,作战飞机能力将提高七倍。国内主要企业为中航机载(A股,原中航电子)。

  机电系统价值量占军机整机成本的15%左右。航空机电系统是执行飞行保障功能的所有飞机系统的总称。机电系统作为飞机最复杂和庞大的系统之一,主要包括液压系统、起降制动系统、机电综合与管理系统、辅助动力系统、燃油系统、悬挂与发射系统、防火系统、防/除冰系统、航空电力系统、防护救生系统、空气管理系统、货运系统等12个主专业系统,为飞机提供电源、液压动力、设备冷却、发动机供油、飞机重心控制、应急启动发动机、防火、飞行员生命保障等功能。国内参与者主要为中航机电(被中航机载整合)和江航装备(A股)。该系统还包括刹车系统、制冷系统等,九游体育官网像北摩高科(A股)提供起落架机轮及刹车盘等。

  我国军用航空发动机生产由航发集团主导,下属航发动力是我国军用发动机几乎所有型号的主机厂。发动机零部件企业主要有航发科技(A股)、中航重机(A股)、三角防务(A股)、华秦科技(A股)、应流股份(A股)等。发动机控制系统方面,航发动力下属的航发控制是国内军用航空发动机控制系统龙头。

  军机机体由机头、机身、舱门、尾翼、吊挂和雷达罩等结构部件所构成,主要保证飞机的气动外形,并将飞机各个部分连接成一个整体。先进战机的机体结构使用的材料主要包括碳纤维复合材料、钛合金材料、铝合金材料、高强度钢和结构钢等。

  碳纤维复合材料在国内外先进战机的用量逐步增加。碳纤维复合材料不仅能减轻战机结构重量,还可以叠加吸波赋予战机隐身性能,叠加透波增强战机电战能力,因此可带来战机性能全方位提升。以美军F-35机体结构为例,复合材料用量占比达到31%,相比F-22的24%用量占比有明显提升。

  碳纤维复合材料由基体材料和碳纤维增强材料复合而成,以其卓越的力学性能和轻质特性而著称。碳纤维的比重仅为钢的四分之一,其复合材料的抗拉强度超过3500MPa,是钢的7至9倍,是所有大规模生产的高性能纤维中比强度和比模量最高的。碳纤维复合材料在国防和军事领域占据重要地位,并已广泛应用于飞机、无人机、导弹、运载火箭和卫星等装备中。从市场规模看,2023年,全球树脂基碳纤维复材市场规模229.6亿美元,其中,航空航天军工领域市场规模146.2亿美元,占比64%。

  聚丙烯腈(PAN)基碳纤维是碳纤维的主流,占市场份额的90%以上。聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料产业链包括丙烯腈、原丝、碳纤维、预浸料、复合材料结构件等。

  国内代表性企业为光威复材(A股)、中简科技(A股),两家企业分别率先突破了T300级、T700级碳纤维工程化应用,保障重点装备应用。航空航天军工应用主要企业包括光威复材、中简科技、太钢钢科,其他企业还有恒神股份、吉林化纤、上海石化等。

  军机用预浸料方面,中航高科协同航空制造院复材中心具有卡位性优势,参与目前绝大多数航空装备配套。其他预浸料企业包括恒神股份、光威复材等。

  航空飞机复合材料零部件定制化程度较高,如机体制造涉及机翼、机身、尾翼等多个部件,不同型号飞机的不同部件在选材、技术等方面要求各不相同。目前,军机复合材料零部件制造企业较少,主要参与者包括军用飞机主机厂内部配套企业、航空航天科研机构和具备相应资质的民营企业,国内主要民营企业包括佳力奇(A股)、航天环宇(A股)、广联航空(A股)、四川新万兴、成都泰格尔、江西九由航空、浙江西子航空等。

  钛合金是飞机的主要结构材料之一,先进战机单机用量高达20%。钛合金在飞机上主要应用于飞机结构件、飞机紧固件和发动机转动件。美国F-22战斗机量产型号用钛量达到41%,国内歼-20用量占20%左右。

  国内高端钛合金市场呈现寡头格局,主要参与者有西部超导(A股)、宝钛股份(A股)、西部材料(A股),其他企业还有金天钛业(A股)、航材股份(A股)、宝武特冶和天成航材等,前3企业市场占比在60%以上。

  根据中航重机公告,在飞机结构中85%结构件为锻件。机身的肋筋板、轮支架、起落架等锻件多用高强度耐磨、耐蚀的铝合金、钛合金、镍基合金等贵重材料锻造。目前航空锻件市场的主要企业除了主机厂、发动机厂下属公司外,主要有中航重机(A股)、三角防务(A股)、万航模锻、派克新材(A股)、航宇科技(A股)、航亚科技(A股)、四川新航钛(新研股份)等。铸件企业主要有航材股份(A股)、安吉精铸、宝钛股份、中船725所下属双瑞精铸、中科院金属所和沈阳铸造等。

  钣金零件是飞机机体的主要部分,一般占飞机零件总数的一半以上。钣金以覆盖件和连接件为主,典型的飞机钣金零件有蒙皮、隔框、壁板、翼肋、导管等,用量较多的材料包括硬铝、超硬铝和防锈铝合金,钛合金因比强度高、耐热和耐腐蚀性好的特点,用量占比不断提高。除主机厂下属公司外,国内主要企业包括德坤航空(利君股份子公司)、昊轶强(豪能股份子公司)等。

  机加工件主要是使用数控机床对零部件进行机加工,包括机身结构件(梁、筋、肋板、框、壁板、接头、滑轨等类零件)、发动机关键零件(机匣、各类叶片和整体叶盘等)、发动机叶片、整体叶盘、起落架和标准件等。军机加工件比一般机械零件相比加工难度大,制造水平要求高,形位精度要求高。机加件主要依托数控机床且主机厂外协比例较大,市场参与者众多,国内主要企业有爱乐达(A股)、通达股份(下属子公司成都航飞)、西菱动力(A股),其中爱乐达最早进入,为机加领域龙头。

  飞机制造过程中的部装(部件装配)是指将飞机的各个分散的零件和子组件进一步组装成较大的、功能较为完整的部分或分段的过程。这一步骤是在零件加工和组件装配之后进行的,部装完成后的部件通常被称为飞机的“大部件”或“分段”。

  飞机部装是我国飞机制造领域的薄弱环节,由于装配工艺复杂,对装配精度要求高,目前严重依赖人力尤其是核心熟练工,主要集中在主机厂内。目前已有部分民营企业开始参与部装,主要有德坤航空(A股利君股份旗下)、立航科技(A股)、爱乐达(A股)等。


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