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2021-2025年我国钛材航空航天领域市场需求量增长预测分析

发布时间:2021-07-28  来源:立鼎产业研究网  点击量: 737 

一、军用

——考虑到经济性原因,目前中国军品钛材主要应用在军事战机、导弹、无人机等武器装备上,海洋舰船上量较少。军用战机中钛合金主要应用于两个部位:

1航空发动机:作为飞机的心脏,发动机不仅要承受极大的应力和高温,同时还要保证高推重比(推力/质量)。发动机压气机盘、叶片、高压压气机转子、压气机机匣等部件均采用钛合金材料。

2飞机机体及紧固件:钛在中等温度下高强度、耐腐蚀、质量轻等特性完美满足机身用料的要求,起落架部件、大型锻造机翼结构件、机身蒙皮、隔热罩等均采用钛合金制造。同时飞机上采用许多碳纤维复合材料,钛合金与碳纤维增强的复合材料弹性模量匹配、热膨胀系数相近;并具有很好的化学相容性,不易发生电位腐蚀。

美国 F-22 战斗机机体钛材应用部位


资料来源:CNKI

飞机机体用钛及钛合金


资料来源:CNKI

军用战机为追求更高的机动性、抗攻击性,钛合金结构占比显著高于民用飞机。美国第四代战机“猛禽”F-22 的机舱整体隔框、机身侧壁板、操纵支架、平尾后梁和液压管路系统等结构部件均采用钛合金材料,整体钛合金结构比重高达 41%,高于机身其他材料占比:复合材料(24%)、铝合金(20%和钢(5%)。中国第四代战机歼-20 的机体钛合金占比为 20%,处于世界一流水平。

全球军用航空机体钛合金结构重量占比


资料来源:Roskill

——我国军机上量叠加先进战机含钛量提升,刺激高端钛合金需求量。1)我国军机数量存在较大增长潜力,军机上量将直接带动军用高端钛合金材料需求增加。尽管和平与发展是当今世界的主题,但是我国周边安全形势仍然严峻,积极推进国防和军队的现代化建设意义重大。一方面,近年来中国军费支出持续增长,2015 年中国军费预算支出为 8869 亿元,2021 年增至 13553 亿元,年均复合增长率为 7.32%,高于同期 GDP 的增长速度。另外一方面,根据 Flight global 发布的《World airforces 2021》,截至 2020 年末,全球现役军用飞机总计 53563 架,其中,美国拥有军用飞机13232 架,我国拥有的各类军用飞机 3260 架,排在俄罗斯之后,位居世界第三。目前中美空军战机数量差距较大,综合考虑多方面因素,未来几年中国军用飞机服役数目有望增加,进而直接带动钛合金需求增加。

2021年中国国防预算为1.35万亿元


资料来源:国防部

全球军机数量对比(2020


来源:World Air Forces 2021

先进战机含钛量提升:伴随着飞机的更新换代,钛合金在军用飞机上的用量有望增加。钛合金的应用水平是衡量飞机结构选材先进程度的重要指标,对战机的超音速巡航、隐身、非常规机动等先进战技性能有较大影响。自20世纪60年代末以来,军用飞机的用钛量逐年增长,当前欧美设计的各种先进战斗机和轰炸机中钛合金用量已经稳定在20%以上。根据 Flight global 发布的《World airforces 2021》,截至 2020 年末我国现役四代机仅 19 架(占比 1.58%),而美国有374 架(占比 17.38%),我国四代战机数量显著低于美国。此外,根据 Flight global发布的《World airforces 2021》,美国目前又预定了超 2000 F-35A 型战机。展望未来,伴随着我国先进战机列装数量的增加、单机含钛量的提高,钛合金整体的需求量有望上升。

对标美国,我国先进战机数量少、占比低


资料来源: World air forces 2021

注:战机仅统计 F/J 系列机型,美国各机型占比是其当前占比

二、民用

——随着各式飞机的更新换代,钛合金在飞机机体的结构占比(钛合金重量/飞机结构重量)愈来愈高,钛合金用量一定程度上反映飞机的先进程度。根据 Roskill 数据,近五年民航飞机中无论是波音的 737MAX(约 12%)、空客的 A350( 14%),还是国产新秀 C919(约 10%)钛合金结构占比均接近或超过 10%,俄罗斯最新研制的中短程干线飞机MC-21,机体含钛量已达到 25%,是目前世界上钛合金含量最高的民用机型。

全球民用航空机体钛合金结构重量占比


资料来源:Roskill

——民用飞机关键材料国产化,国内高端钛材有望受益。我国国产客机市场潜力大,关键材料国产化为国内高端钛材生产企业发展提供机遇。根据《中国商飞市场预测年报2020-2039》预测:未来二十年,预计将有8725架飞机交付中国市场,其中单通道喷气客机近6000架,双通道喷气客机1868架,其余为喷气支线客机,二十年时间里将交付近千架,总交付价值达13249亿美元,市场前景广阔。在中国民航市场不断发展的同时,我国国产大客机项目也在不断推进中:C919大型客机已于2015112日完成总装下线,在201755日成功首飞,累计收获28家客户、815架订单,在2016111日,中国东方航空签署合作框架协议,成为C919全球首家用户,2021年,中国东方航空与中国商飞正式签署购机合同,首批引进 5 架,预计将在今年交付。CR929项目目前已经完成供应商的初选,若一切顺利,将在今年年底前开建,2023 年首飞,2026年量产。仅考虑目前 C919 的订单数,结合商飞网披露 C919 钛合金用量为 9.3%,空机重量为 42.1 吨,假设损耗率为 80%,则对应约 1.6 万吨的钛合金需求(不含发动机)。

未来20年,中国民航客机交付量预计达到8725


资料来源:中国商飞

三、航空航天领域需求预测

十四五期间,我国航空航天用钛材有望迎来高速发展,到预计到2025年其单年消耗量将超四万吨。主要有两点逻辑:其一,从中国钛材消耗量的结构来看,化工类的销量占据主导地位。与全球相比,用钛量最主要的差别在于航空领域,全球范围内航空用钛材始终占据钛材总消耗量的50%左右,而国内航空用钛材的比例在2020年仅为18.41%,航空用钛材市场依然存在较大潜力。其二,2016-2020年的国内航空航天用钛材消耗量的年复合增长率为19.25%。展望十四五,受益于下游军用和民用航空航天领域的旺盛需求,预计未来5年的复合增长率有望维持在十三五的水平,则到2025年我国航空航天用钛材的单年消耗量将超四万吨。

中国航空航天用钛材需求量预测


资料来源:立鼎产业研究中心

 

 


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