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我国航空发动机经历了“维护使用-测绘仿制-型号研制-开展预研”的反过程，当前已建立起了相对完整的发动机研制生产体系，具备了涡喷、涡扇、涡轴、涡桨等类发动机的系列研制生产能力，国产发动机已装配歼击机、运输机、轰炸机等多种机型。当前我国军机发动机国产化比例已大大提高，但新型号发动机，尤其是四代发动机用的小涵道比涡扇发动机和大型运输机、轰炸机用的大涵道比涡扇发动机，技术较为落后，存在明显短板。随着军机换装列装提速，再叠加发动机国产化比例不断提高，我国军用发动机行业将迎来快速发展时期。
■航发集团成立带动产业发展，“两机”专项带来政策红利。航发集团成立，飞发分离体系正式确立，航空发动机国产化高度可期；两机专项的推出必定会给两机行业带来巨大的政策红利，将从根本上解决长期困扰我国航空发动机与燃气轮机产业的投入不足问题，在政策和资金的有利支持下，将推动我国航空发动机与燃气轮机技术赶超世界先进水平，实现历史性飞跃，我国航空发动机和燃气轮机产业将加速发展，并有望在未来打破巨头垄断进入国际市场。
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”。航空发动机不仅是飞机的动力，也是航空技术发展的动力，人类在航空领域的每一次重大突破，无不与航空动力技术的进步相关；飞机的需求和发展又促使发动机向更高水平迈进，二者相得益彰。航空发动机行业的发展水平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却只有美、俄、英、法、中等少数几个。
自1903年问世至今一百多年以来，航空发动机经历了两个主要发展时期，1903年至1945年为活塞式发动机统治时期，1945年至今是喷气式发动机时代。在喷气式发动机时代，航空上广泛应用的是有压气机空气喷气式发动机。在压气机空气喷气式发动机中，压气机是用燃烧室后的燃气涡轮来驱动，因此这类发动机又称为燃气涡轮发动机。按燃气发生器出口燃气可用能量利用方式的不同，燃气涡轮发动机分为涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴和螺旋桨风扇发动机。
活塞式航空发动机是一种往复式内燃机，通过带动螺旋桨高速转动而产生推力。为满足功率要求，活塞发动机一般由多气缸组合构成，多个缸体同时工作带动曲轴和螺旋桨转动以产生足够动力。1903-1945年，活塞式发动机作为飞机的动力装置，占据了统治地位。在两次世界大战的需求牵引下，活塞发动机不断改进完善，得到迅速发展，达到其技术的顶峰。战后随着涡轮喷气、涡轮螺桨和涡轮风扇发动机的发展，活塞发动机逐渐退出了大中型飞机领域，其被取代的主要原因：①飞行速度限制，活塞发动机外形阻力大，螺旋桨高速旋转时效率低；②工作原理限制，活塞式发动机中进气、加压、燃烧和排气四个工作阶段是通过活塞在一个气缸的往复运动分时依次进行的，每个汽缸能发出的功率受到工质温度的限制，随着功率增大，活塞发动机汽缸数增多，重量急剧增加，功重比严重降低。
涡喷发动机一般由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮以及喷管等部件组成，其中压气机、燃烧室、涡轮组成了发动机的核心机。涡喷发动机的主要流程都是在核心机中完成，包括空气的压缩、燃烧、涡轮做功等。空气经进气道进入发动机后，首先经过压气机，加压后进入燃烧室，与燃料掺混，点火燃烧，形成高温气体，高温气体膨胀驱动涡轮工作，经过涡轮后的燃气通过喷管排出而产生推力。现代战斗机需要短时间增加推力时，就在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油，让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧，可使发动机的推力增加至1.5倍左右。
涡喷发动机的发展经过20世纪40～50年代马赫数1一级的第一代单轴发动机，50～60年代的马赫数2~3一级的第二代双轴加力式涡喷发动机，到70年代初用于“协和”超声速客机的Olympus 593涡喷发动机，从此再没有重要的涡喷发动机问世。虽然涡喷发动机使航空飞行进入了超声速时代，但涡喷发动机产生推力时会高速喷出燃气，高速高温燃气喷出发动机后直接散溢造成巨大的能量损失，因此涡喷发动机的经济性差、油耗高。目前除了尚未退役的部分二代战斗机用涡喷发动机外，大多数已被涡轮风扇发动机所取代，当前小型涡喷发动机主要应用于中高空无人机、靶机和弹道导弹领域。
桨扇发动机既可看作带先进高速螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机，又可看作除去外涵道的超高涵道比涡轮风扇发动机，结合了涡轮螺旋桨发动机耗油率低和涡轮风扇发动机飞行速度高的优点，其有效涵道比为15~20。桨扇发动机克服了一般螺旋桨在飞行马赫数到达0.65后效率就急剧下降的缺点，而使推进效率较高的优越性保持到飞行马赫数0.8左右。但由于桨扇发动机噪声、振动及减速器性能差，特别是没有外涵机匣，使用安全性没有保证等问题未能得到很好的解决，桨扇发动机尚未被广泛采用，唯一投入生产的桨扇发动机是用于安-70运输机的D-27发动机。
国外的实践经验证明，走核心机及其派生发动机的发展道路，同时发展几型核心机，通过匹配不同的低压系统，形成一定范围的推力覆盖。GE公司在同一核心机的基础上，发展出轰炸机用的F101、F16战斗机用的F110和民用的CFM56系列发动机。前苏联的伊伏琴柯设计局于20世纪60年代中期，为了研制大推力、三转子高涵道比涡扇发动机，先进行了小尺寸的技术验证发动机D-36的研制工作，在D-36的核心机的基础上发展了D-18T三转子高涵道比涡扇发动机，D-136涡轴发动机，D-236桨扇发动机、D-336地面用燃气轮机以及D-436高涵道比涡轮风扇发动机、D-436T民用发动机。
西方发达国家积极推进和实施各种研究计划。美国空军航空推进实验室于1959年向国防部提出燃气发生器计划。1965年该计划正式命名为“先进涡轮发动机燃气发生器计划”（ATEGG），开启了“核心机衍生发展”之路，ATEGG计划自启动以来已经发展了9代核心机。同时展开的联合技术验证发动机（JTDE）计划将ATEGG计划获得的核心机与其它先进低压部件组合成技术验证发动机，在真实的发动机环境中评估核心机和低压部件技术。20世纪80年代到本世纪初，美国相继提出IHPTET（综合高性能涡轮发动机计划，1987~2005，原来的ATEGG、JTDE被并入该计划）、VAATE（先进涡轮发动机计划，2003~2017）等预研项目，分别投入50亿和42亿美元。以英国为主的西欧也有与美国IHPTET计划相类似的计划——军用发动机先进技术综合验证计划ACME（Advanced Core Military Engine）和英法合作军用发动机技术计划AMET（Advanced Military Engine Technology）；俄罗斯虽然经济条件有限，但其技术的发展仍可与美、英、法等国相匹敌。
如美国《国家关键技术计划》所描述：这是一个技术精深得使新手难以进入的领域，它需要国家充分保护并利用该领域的成果，需要长期数据和经验的积累以及国家大量的投资。航空发动机产业因为技术极其高端，处于寡头垄断的环境中，一款成熟产品能够销售30~50年，面临的竞争威胁很小，制造商可以安心享受技术和产业链升级带来的好处，几乎不必担心竞争和市场回报问题。据日本通产省统计，按照产品单位重量创造的价值来计算，如果船舶为1、则汽车为9、电视机为50、电子计算机为300、大型飞机为800、航空发动机为1400。
大涵道比涡扇发动机的军民结合主要表现为军用运输机和大型客机发动机的相互借鉴和选用。早期的大涵道比涡扇发动机（如JT9D、CF6等）均源自美国空军的战略运输机计划。而随着民用航空的发展，大型军用运输机都不再专门研制发动机，而是直接选择成熟的民用发动机，在不经修改或稍作修改的情况下，便可用于装备加油机、运输机、预警机和其他大型军用飞机。如美国空军的C-17大型运输机配装的F117-PW-100发动机对应的民用型号就是用于波音757的PW2037发动机；美国空军的C-5“银河”运输机换发计划所采用的CF6-80C2发动机，亦是波音767、空客A300等民用客机的动力装置。
涡轴、涡桨发动机的军、民用界限则更为模糊，选装涡桨或涡轴发动机的军、民用飞机的飞行包线差别并不大，发动机的安装条件也没有实质性区别。配装涡桨发动机的运输机、初/中级教练机等机种都可以军民两用，除了专门的武装直升机外，绝大部分直升机也都是军民通用的。例如，普惠加拿大公司的PT6系列涡桨/涡轴发动机，累计产量已经超过4.4万台，其配装对象既有比奇1900、肖特330、EMB-312等支线N等军、民用直升机，已经很难严格区分其军、民属性了。
在打造行业巨头的同时，航空发动机行业逐步形成了主承包商-供应商发展模式。 以R&R公司为例，至少从2004年开始，就只生产其最终产品所有零部件中附加值最高的30%，而将余下的70%转包出去，从而在风险可控的前提下，尽可能地降低发动机全部零件的制造与采购成本。R&R公司认为具有竞争力的核心零部件必须自行生产；非核心零部件如果有足够的竞争力也会自行生产；竞争性不强的核心零部件生产必须受控，即在合作伙伴企业或合资企业中进行生产；不是核心零部件，竞争性又不高的零部件则完全可以进行外部采购。
美国是公认的当今航空发动机技术最为先进的国家，但美国的航空发动机也是以引进英国发动机技术起家的。美国通过政府主导的”调控”式竞争推动航空技术进步，从1984年到1989年，美国空军每年都要将F-16发动机的订单在普惠和通用之间进行分配，每年的份额都有所不同，这导致两家公司每年的激烈竞争。但如果把6年间的总份额累计来看，两家公司基本上是平分秋色。作为竞争的统筹规划者，美国军方在研发和采购过程中并未由于竞争的存在而节约多少资金，但通过对竞争的有效统筹，美国空军从更优秀的厂商那里获得了性能更优、更为可靠且维护性更好的喷气发动机。从上世纪八十年代至今，美国凭借其在发动机遥遥领先的技术和地位，成为全球航空大国和军事大国。
俄罗斯前苏联航空发动机产业也以仿制起步，二战后与欧美强国处于同一水平。前苏联鼎盛时期建立了强大的航空工业体系，形成了“设计单位百花齐放，生产单位三强并立”的格局。随着苏联的解体，由于缺乏资金，许多在研和预研项目被取消，一批国有航空发动机设计局和批量厂被民营资本和海外资本收购。这直接导致俄罗斯民用航空发动机产品几乎完全退出国际市场。为了扭转这一现状，一向以铁腕著称的普京总统上台后，对国内的航空发动机产业进行了铁腕改革。
经过60多年的发展，我国已建立了相对完整的发动机研制生产体系，具备了涡桨、涡喷、涡扇、涡轴等类发动机的系列研制生产能力。国产发动机主要装配在歼击机、强击机、轰炸机、歼击轰炸机等主战飞机上，只有少量三代战机装的是进口发动机。运输机方面，运-7、运-8等运输机使用的涡桨发动机全部国产化。直升机方面，随着直-9、直-8、直-10等整体技术的成熟，在引进的基础上实现涡轴-8、涡轴-6、涡轴-16发动机的系列化发展，为我国快速扩大的国产直升机群提供了可靠的动力来源。
航发集团的成立，将研制周期长于一般机体的发动机独立于整机制造之外，使之不受制于整体飞机制造的限制，从而具备了更大的灵活性。航发集团的成立标志着我国航空发动机产业将形成全新格局，对我国航空工业未来发展具有重要意义。航发集团将建立“小核心、大协作、专业化、开放式”的研发生产体系，真正走出一条从基础研究到关键技术突破，到战略性航空发动机产品研制的自主创新研制的发展道路，同时也带动我国科学技术和工业技术水平的提升。
过去，我国对于航空发动机研制工作的艰巨性、长期性和高投入认识不足，与发达国家在这两方面资金投入上差距巨大。为支持第四代发动机的研制和开展推重比 15~20 一级的先进军用发动机关键技术研究，美国的 IHPTET 计划在1988~2003 年的15 年中总计投资 50亿美元。而我国1980~2000 年实施的两项高性能发动机预研计划，20年的总投入只有美国一年经费的几分之一，专项资金匮乏是制约我国航空发动机发展的重要因素。
在这一背景下，从2011年开始，国家对航空发动机与燃气轮机启动调研与论证，突破瓶颈后逐渐被提上日程。2017年3月，航空发动机与燃气轮机两机专项启动，在两机专项资金与政策的支持下，航空发动机体系将有能力自主筹备研发方案，大规模开展预研项目，切实做到“动力先行”，将有望缩小我们与欧美国家的差距。根据人民网报道，大致测算到2020年我国航空发动机产业规模将达1000亿元，航空发动机与燃气轮机重大专项未来投资力度或在3000亿元以上。
军用发动机研制以航发集团主导，自研太行发动机已量产。军用发动机方面，太行发动机目前主要用于装备中国第三代战斗机，其性能指标与美军F-16战机F110发动机相当，这意味着未来太行发动机有可能逐步取代俄制AL-31F，装备歼-10、歼-11、歼-15、苏-27等战机。当前涡扇-10处于量产过程，且质量稳定性提升，适合我国四代、五代机的涡扇-15发动机仍在研制过程中，但距离正式配装还较为遥远。我国短期内很难摆脱依赖进口发动机局面，国产发动机竞争力不足的现象将长时间存在。
高温合金一般是指以铁、镍、钴为基体元素，能在应力及高温（600℃以上）同时作用下，依然具备良好工作性能的金属材料。航空发动机的技术进步与高温合金的发展密切相关，高温合金是推动航空发动机发展的最为关键的结构材料。军用航空发动机通常可以用其推重比来综合地评定发动机的水平。提高推重比最直接和最有效的技术措施是提高涡轮前的燃气温度，因此高温合金材料的性能和选择是决定航空发动机性能的关键因素。随着航空装备的不断升级，对航空发动机推重比的要求不断提高，发动机对高性能高温合金材料的依赖越来越大。
美国在高温合金研发以及应用方面一直处于世界领先地位，年产量约为50000吨，其中近50%用于民用工业。欧盟国家中英、德、法是世界上主要的高温合金生产和研发代表，英国是世界上最早研究和开发高温合金的国家之一。日本则在镍基单晶高温合金、镍基超塑性高温合金和氧化物晶粒弥散强化高温合金领域取得较大的突破，近年来，日本一直致力于研发新型的耐高温合金，并成功开发出了在1200℃高温下依然能保持足够强度的新合金。
钛合金是以钛为基体加入其他元素组成的合金，根据所掺杂的元素（铝、钼、钒、锆等金属）不同，钛合金可以拥有不同的特性。由于钛合金具备优良的力学性质和化学性质，可以满足先进飞机发动机高可靠性和长寿命的要求，同时能在500℃高温下长期工作，在发动机的中等温度部位（如压气机）可取代高温合金和不锈钢，主要应用于压气盘、静叶片、动叶片、机壳、燃烧室外壳、排气机构外壳、中心体、喷气管、压气机叶片、轮盘和机匣等零件部位。
国际领域主要的钛合金生产商有美国钛金属公司（Titanium Metals Corporation）、俄罗斯（VSMPO-AVISMA）、日本东邦钛公司(Toho Titanium)、住友公司尼崎分公司等，在技术上拥有较大优势。在军用领域，由于准入条件限制，这些企业与国内企业并无竞争关系；国内市场集中度很高，2014年我国生产航空航天领域用钛销售量合计4861吨，其中宝钛股份、西部超导和西部材料三家企业继续稳居行业前三甲，占比合计81%。
陶瓷基复合材料（CMC）是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料，具有密度低、耐高温、高温抗氧化性能优异的显著优势。对于航空发动机来说，提高涡轮前燃气温度是提高发动机推力的主要技术途径，但是目前的涡轮前燃气温度已经逐步接近高温合金自身的熔点，温度上升空间很小，因此需要有替代材料。陶瓷基复合材料具有耐高温特性，可用于热端构件。研究表明陶瓷基复合材料可将涡轮前燃气温度在现有的基础上提高300K以上。同时陶瓷基复合材料密度小，有利于发动机减重。
①对于军用发动机：提高推重比、降低服役成本是研制焦点。现有推重比10一级的发动机涡轮进口温度达到1500℃，如F119涡轮进口温度达到1700℃左右；正在研制的推重比12~15的发动机涡轮进口平均温度超过1800℃。然而，目前耐热性能最好的镍基高温合金材料工作温度在1100℃左右，且必须采用隔热涂层以及设计最先进的冷却结构。因此，现有的高温合金材料体系（镍基等）已接近其使用温度的极限，难以满足先进航发的热结构用材需求；CMC工作温度高达1650℃，将成为替代航发高温合金最具应用潜力的材料。
国外CMC在航空发动机的应用层面已逐渐打开，呈现出从低温向高温、从冷端向热端部件、从静子向转子的发展趋势。短期应用目标为：尾喷管、火焰稳定器、涡轮罩环等；中期应用目标为：低压涡轮叶片、燃烧室、内锥体等；远期应用目标为：高压涡轮叶片、高压压气机和导向叶片等。CMC在国外已成功应用于多款发动机型号并实现工程化生产，将成为航空发动机制造的主流趋势，市场空间巨大。国内CMC增强纤维材料研制单位有：厦门大学、国防科技大学；并且均通过产-学-研形成以下纤维供应商：火炬电子、苏州赛菲及宁波众兴新材。国防科大是国内最早研制SiC纤维的单位，已形成SiC纤维体系化的发展格局，综合性能达到或接近国外同类产品水平；厦门大学特种陶瓷先进材料实验室从2002年底开始研发SiC纤维，目前已经制得连续SiC纤维。
国内CMC材料制备商：西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司、西安超码科技有限公司、中航复合材料有限责任公司等多家公司公司均有CMC相关业务。根据张立同院士2006年在第十四届全国复合材料学术会议上的论文中的表述“我国已经打破国际封锁，自主攻克了碳化硅陶瓷基复合材料构件批量制造技术，但是由于缺少高性能SiC纤维，目前只能用碳纤维代替”判断，碳化硅纤维的量产将直接推动相关CMC材料的量产，进而推动我国碳化硅陶瓷基复合材料的大量应用。
铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，获得零件或毛坯的方法。航空发动机涡轮叶片和部分机匣采用铸造工艺，其中以涡轮铸造技术最为先进。早期涡轮叶片采用变形高温合金锻造实心叶片，随着发动机涡轮前温度的提高，叶片冷却结构越来越复杂，精密铸造高温合金涡轮叶片替代了锻造涡轮叶片。涡轮叶片铸造工艺经历了等轴晶、定向晶到单晶的发展历程。晶粒在各方向上尺寸相差较小的晶粒为等轴晶，平行排列的柱状晶组织称为定向晶，单个晶体为单晶，单晶可以通过选用不同的材料和控制结晶过程获得。
目前在航空发动机锻件领域，英国、美国、德国和日本走在世界前列，技术实力雄厚，依托高端的生产设备及先进的加工工艺，能够生产出大尺寸、高精度、高性能的产品，占据着高端市场。主要厂商有DONCASTERS、FIRTHRIXSON、FRISA和SCOTFORGE等公司。国内企业目前技术实力有所欠缺，主要生产厂商是中航重机，其占据国内航空锻造市场60%的份额，另外还有贵州航宇科技等厂商也从事锻件生产，钢研高纳也从事一部分难变形高温合金和粉末冶金盘等高端锻件生产。
经过数十年技术积累的GE和Snecma公司，已经基本完成了在复材风扇方面的专利布局。英国罗-罗公司目前正将目光从其涡扇发动机上长期应用的钛合金空心风扇叶片移开，转而研制碳纤维增强复合材料风扇叶片。该公司与吉凯恩集团(GKN)一起碳纤维风扇叶片试验件，有望在2020年前应用于TRENT-XWB之后的下一型新发动机。我国对3D编织结构/RTM工艺成型的大量研究始于20世纪90年代初，在航空发动机叶片上的应用更是最近几年才开始。
航空发动机制造商根据部件分配任务，因此有必要对部件价值进行拆分。一般而言，无论战斗机、或运输机用发动机，高、低压涡轮的价值占比都最高。对于战斗机发动机，其外涵道很小，有加力燃烧室，因此，风扇、外机匣的价值占比较低，但加力燃烧室、控制系统占比高；对于运输机发动机（客运、货运、军用），外涵道大，无加力燃烧室，因此，风扇、外机匣的价值占比高，控制系统占比较低；直升机发动机中，控制系统、减速机构的占比较高。根据兰德公司统计，三代战斗机发动机F110全寿命周期部件维护费用分析，包括涡轮工作叶片、涡轮导向叶片和核心机在内的热端部件占发动机整机维护费用的41%
我国空军起步晚、底子薄，老旧机型比例高，代际差距严重，运输机、轰炸机、直升机等短板明显。2015年首次将空军定位为战略军种，空军建设由“国土防御”向“空天一体、攻防兼备”的战略转变，成为了新装备加速发展和列装的主要驱动力。2018年11月11日，我国空军公布了建设强大的现代化空军路线年基本跨入战略空军门槛，初步搭建起“空天一体、攻防兼备”战略空军架构，构建以四代装备为骨干、三代装备为主体的武器装备体系，不断增强基于信息系统的体系作战能力；到2035年初步建成现代化战略空军，具备更高层次的战略能力。在新时期战略空军建设目标下，由“防”转“攻”，将信息化作为发展方向和战略重点，大力发展先进战斗机、战略运输机/轰炸机，提高纵深攻击能力、远程投送/打击能力和立体攻防能力，弥补代际差，尽快实现代际换装，提高信息化、自动化程度。
从军用飞机总量和代次比例看，我国军用飞机在总量以及先进飞机数量上与美国相比均存在较大差距，仍有很大上升空间。根据《World Air Forces 2020》数据，美国军用飞机有13266架，而我国仅3210架，数量是我国的4.1倍；从战斗机总量看我国仅为美国的60.33%；另外，我国三代半及四代战机占总量比例极低，与以四代装备为骨干、三代装备为主体的武器装备体系还有很大差距，与美国相比存在结构劣势,难以达到覆盖我国领土巡航的要求，距离战略空军目标尚远。
运输机：运-20列装，战略运输机取得长足进步。大型运输机、加油机、预警机和战略轰炸机等大飞机是战略空军的基石，相比美俄等军事强国，我国大型运输机/加油机/预警机列装极为有限，远程隐形轰炸机更是空白，打造战略空军任重而道远。运-20是中国自主研发的新一代重型军用运输机，已列装部队，将成为我军重要的一款运输机型，根据world Air forces 数据，美国运输机数量最多达945架，俄罗斯居第二为424架，印度第三为250架，中国为224架，位于第四。大型运输机方面，我国伊尔-76和运20分别为22和7架，共计29架。美军C17为222架，俄罗斯伊尔76和伊尔78共计110架。我军同美军有200余架的差距，我们预计，运-20将迎来快速列装部署，基于运-20平台的预警机、加油机项目也将不断推进。
结合以上分析，参考目前中美军机的数量和结构差距，考虑到更新换代和新增需求，我们认为战斗机、运输机、直升机、特种飞机、教练机未来十年的增量分别为961架、236架、897架、89架和334架。我们按照存量和增量两部分，对未来十年我国军用航空发动机市场进行测算，为了简化计算，我们将存量飞机分为换发1次和2次两部分，增量飞机分为不换发和换发1次两部分，发动机单价取可参考型号价格。经测算，未来十年，我国军用发动机购置经费共2799亿，维修经费1400亿，合计4199亿；平均每年购置经费280亿，维修费140亿，合计420亿。按各部分拆分费用，平均每年叶片161亿、零部件182亿、动力控制系统49亿。
