飞机刹车副和航天用炭炭复合材料行业分析报告.docx

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飞机刹车副和航天用炭炭复合材料行业分析报告

飞机刹车副和航天用炭

炭复合材料行业分析报告

炭/炭复合材料也是以粉末冶金技术为基础，是结构－功能一体化的新型材料，具有密度低、比强度大、摩擦特性优良、耐高温、耐热冲击等一系列优异性能，广泛应用于航空、航天等领域。

飞机刹车副是炭/炭复合材料最主要的应用领域，目前，世界上有60余型飞机使用炭/炭复合材料飞机刹车副，其用量占炭/炭复合材料年消耗量的60%左右；航空发动机的喷嘴等热构件是其在航空领域的另一应用。

在航天领域，炭/炭复合材料广泛应用于航天飞机的机翼前缘、火箭发动机尾喷管等超高温部位。

此外，炭/炭复合材料在机械制造、交通运输和化工等领域也具有广阔的应用前景，如用作热压模具、真空炉和单（多）晶硅炉发热体、隔热体以及紧固件、汽车与火车刹车片、热交换器、人造骨等。

飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料材料广泛应用于飞机制动、制造行业。

从世界范围而言，高性能的飞机刹车副和汽车制动材料及高性能模具材料，长期被发达国家所控制，我国在大型民用飞机刹车副材料方面长期依赖进口，不仅在供应和价格方面受制于人，同时，由于进口产品的技术壁垒，阻碍了我国相应民族工业的发展。

就国内而言，作为代表国家科技水平和综合实力的航空业被国家列为重点发展的行业,近年来发展迅速，在未来可预期的相当长时期内仍将保持较高的增长速度；国防军工产品将重点向高技术、高性能方向发展，国家对该领域的投入逐年增加。

飞机刹车副分为粉末冶金飞机刹车副和炭/炭复合材料飞机刹车副两大类，安装在飞机机轮装置上，用于飞机起飞、着陆、滑行、转弯和停机，是与飞机发动机并列的飞机A类关键性部件。

飞机刹车副市场是主要由国外少数几家具有国际先进技术水平的企业参与竞争。

航天用炭/炭复合材料主要应用于航天火箭发动机关键部位，是直接影响火箭发动机主要性能指标的关键材料，公司的航天炭/炭复合材料产品已批产应用。

一、行业监管体制、行业主要法律法规及政策

1、国内行业监管体制、行业主要法律法规及政策

（1）行业监管体制

基于本行业产品极高的安全和性能要求及对航空航天、国防军工业的战略意义，本行业采用许可证制度。

本行业涉及到民用飞机刹车副产品中，需针对每种机型飞机刹车副产品，分别由民航总局适航部门组织对其进行工程技术资料和质量体系审查、地面模拟试验和飞行验证试验等一系列适航验证，合格后由民航总局颁发相应的《零部件制造人批准书》（PMA证书），才能合法生产和销售。

PMA证书的申请一般需要五个主要程序：

申请及受理（公司申请、适航司调查及受理、成立审查组）；编写相关适航文件（审定基础、工程资料、地面试验大纲等）；地面试验（试验件的制造、地面惯性台验证）；试飞；核准颁发批准书（审查报告、批准）。

整个程序通常需要2-3年。

本行业涉及到的军用飞机刹车副产品、航天军工领域的产品，生产企业必须取得国防科工委颁发的《武器装备科研生产许可证》，才有资格承担国防军工领域相关项目。

对每一项军工产品，均需经过一系列严格的地面试验和飞行验证试验考核，并进行技术鉴定和定型后，才能批量生产配套型号。

通常每一型号的关键部件最多配套定型两个生产企业。

（2）行业主要法律法规及政策

a．根据《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》（2007年度）规定，本行业产品涉及其第38、53子类，属于国家优先发展的高技术产业。

b．根据《产业结构调整指导目录（2005年本）》规定，本行业产品涉及其第15类1、5、7子类，属于国家鼓励发展的行业。

（3）本行业产品的质量标准

a．运输类飞机适航标准（CCAR-25）；b．航空器机轮和机轮刹车组件标准（CTSO-C26c）；c．民用航空材料、零部件、和机械设备技术标准规定（CCAR-37）；

d．运输类飞机机轮和机轮刹车装置标准（TSO-C135）；e．民用航空产品和零部件合格审定规定（CCAR-21）；f．民用航空器维修单位合格审定规定（CCAR-145）；g．军用飞机刹车盘通用规范（GJB4193）；h．军用飞机摩擦材料通用规范（GJB5038）；

i．航空机轮和刹车装置通用规范（GJB1184A）。

2、国际市场相关准入条件

涉及到出口的飞机刹车副产品，需取得出口国相关主管部门的一系列验证，合格后并取得出口国颁发的相应许可证，与之相关的产品才能进入国际市场。

本公司已获得俄罗斯图波列夫设计局颁发的图－154飞机刹车副生产许可证，使公司成为国内唯一的国外授权的飞机刹车副出口单位。

二、行业市场状况

1、行业发展背景

飞机刹车副分为粉末冶金飞机刹车副和炭/炭复合材料飞机刹车副。

（1）上世纪50年代，随着喷气式飞机的出现，飞机的重量和速度迅速增加1倍以上，其制动时的动能转换产生的热能使刹车副工作温度达到1000℃以上。

为此人们开发了能够承受较高温度而且具有合适刹车性能的粉末冶金飞机刹车材料，并立即将其装配在当时最先进的喷气式飞机上使用。

我国粉末冶金飞机刹车材料的研究起步于20世纪60年代，经过几十年的发展，先后装配在多种军用、民用飞机上。

目前波音－737系列、图－154和部分军机均采用粉末冶金刹车副。

（2）20世纪80年代，随着航空科学技术的发展和现代大型高速、高负荷的军用飞机和大型民航客机的出现，飞机的先进性使作用于刹车装置上的热载荷剧烈增加，迫切要求开发高性能刹车装置以满足现代飞机在重载及超重载条件下工作的需要。

炭/炭刹车材料的研究成功，是飞机制动技术上的重大突破。

国外炭/炭复合材料的研究始于1958年，最初技术发展较为缓慢，直到上世纪60年代末才应用于宇航和军事部门。

1974年，英国Dunlop公司首次成功将炭/炭复合材料刹车副用于协和飞机，使得每架飞机的重量减轻544千克，刹车副使用寿命提高了5~6倍。

目前国际上多数大型民用飞机（空客300/310/319/320/321/330/340/380、波音747/757/767/777/787、MD11/90系列等）和军用飞机均采用炭/炭复合材料飞机刹车副。

我国炭/炭复合材料飞机刹车副核心技术“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”由中国工程院院士、公司创始人黄伯云教授带领的科研团队于2003年研制成功，打破了美、英、法三国在该技术上对我国的封锁，为实现我国数百架进口大型干线飞机炭/炭复合材料飞机刹车副国产化奠定了基础，不仅保障了国家航空战略安全，而且在国防上也具有重要意义。

该技术的研发成功不仅开辟了我国高性能炭/炭飞机刹车副制造新型产业，而且对我国的航空航天、交通运输、化学化工等行业的技术进步具有重要推动作用。

（3）目前，粉末冶金飞机刹车副和炭/炭复合材料飞机刹车副产品市场呈现并存格局。

根据中国民用航空总局航空器适航审定司统计数据，我国使用粉末冶金飞机刹车副的飞机和炭/炭复合材料飞机刹车副的飞机数量如下：

（4）喷管是火箭发动机的关键部件，它直接影响到发动机的主要性能指标。

航天用炭/炭复合材料自1972年首次作为火箭发动机喷管应用飞行成功以来，极大地推动了火箭发动机喷管材料的更新换代。

目前，我国航天领域火箭发动机喷管均采用炭/炭复合材料，公司已有多个型号产品定型批产。

2、飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料市场需求状况

（1）飞机刹车副作为飞机重要（A类）的消耗性部件，具有可观的市场容量

a．国内进口飞机刹车副市场

目前，国内飞机刹车副市场分为民用和军用两部分。

民用运输类飞机主要为进口飞机，根据中国民用航空总局航空器适航审定司统计数据，2006年、2007年、2008年我国在册民用运输类飞机数量分别为1,047架、1,167架、1,308架，其中使用粉末冶金刹车副的飞机数量分别为503架、552架、610架，使用炭/炭复合材料飞机刹车副的飞机数量分别为544架、615架、698架。

目前我国航空运输业采用粉末冶金飞机刹车副的主要机型是波音737型系列飞机。

每架波音737型飞机按每年消耗12套粉末冶金飞机刹车副保守估算，包括其他使用粉末冶金飞机刹车副的飞机在内，2006年、2007年、2008年我国民用航空每年消耗的粉末冶金飞机刹车副分别约为6,036套、6,624套、7,320套。

此外，国内进口军用飞机粉末冶金刹车副的需求量每年持续增长。

目前我国民用航空运输业采用炭/炭复合材料飞机刹车副的主要机型是空客319/320/321系列和波音747/757/767/777系列飞机。

按每架飞机每年消耗4套炭/炭复合材料飞机刹车副保守计算，2006年、2007年、2008年我国消耗炭/炭复合材料飞机刹车副分别为2,176套、2,460套、2,792套；按每套9盘计算，2006年、2007年、2008年分别消耗刹车盘片19,584盘、22,140盘、25,128盘。

据各航空公司航材消耗统计，我国2006年、2007年、2008年的飞机刹车副市场需求分别约为11亿元、13亿元、15亿元。

随着我国工业化进程的不断加快，我国民用航空业将得到持续、快速增长。

中国民航总局2006年在新闻发布会上预测，“十一五”期间，我国民航将每年新增100多架飞机。

根据中国航空工业第一集团公司预测，到2024年，我国航空运输飞机拥有量将达到3,165架，其中大型客机将达1,896架。

波音公司的2006年中国地区“当前市场展望报告”表明，预计到2025年中国运输飞机数量达到3,900架（为现有飞机数量的3倍），将成为仅次于美国的全球第二大航空市场。

根据以上数据可以测算，到2025年，我国飞机刹车副的市场容量将超过45亿元，具有广阔的发展前景。

此外，目前国内进口军用飞机刹车副市场约为2亿元。

b．国产飞机刹车副市场

我国自行制造的新舟-60飞机和多种军用飞机的刹车装置已采用炭/炭复合材料飞机刹车副；当前正在研制开发的ARJ21-700支线飞机和多种军用飞机，其刹车装置设计均采用炭/炭复合材料飞机刹车副；2007年3月18日温家宝总理主持召开国务院常务委员会批准立项的“大飞机工程”也将采用炭/炭复合材料飞机刹车副。

2007年12月21日，我国首架具有完全自主知识产权的新支线飞机ARJ21-700在上海飞机制造厂总装下线，这标志着中国重大自主创新工程ARJ21飞机的研制工作全面完成。

目前ARJ21已获得173架订单，新舟-60飞机已获118架订单。

可以预计，未来几年中国的军、民用飞机制造业将得到空前的快速发展，其对炭/炭飞机刹车副的市场需求巨大。

c．国际民用飞机刹车副市场

飞机刹车副面临着巨大的国际市场需求。

根据波音公司《2007当前市场展望》，到2026年全球将新增28,600架民用飞机,使民用飞机总数达到36,400架以上，估计全球民用飞机刹车副市场将超过60亿美元。

（2）航天用炭/炭复合材料市场

航天用炭/炭复合材料的制备技术是火箭发动机的关键技术之一，发达国家都对其进行严密的技术封锁。

我国在“十一五”和2020年前火箭发动机的规划中，都将采用炭/炭复合材料提高发动机性能作为技术支撑点之一。

国务院在2007年5月审议我国航天发展“十一五”规划的会议中明确提出，“十一五”期间是我国航天产业发展的关键时期，要努力把航天产业做强做大。

航天用炭/炭复合材料的年市场需求将超过10亿元，公司作为主要生产企业，必将是最大的受益者之一。

3、竞争格局和市场化程度

（1）在国际、国内民用飞机刹车副市场，市场的主导者是美国的Honeywell、B.F.Goodrich、ABS（AircraftBrakingSystem），法国的Messier-Bugatti、英国的Dunlop五家企业，本公司的产品在技术上不断取得突破的同时，凭借高质量、相对优惠的价格正在逐渐替代国外同类产品。

在民用飞机刹车副市场上，目前参与粉末冶金飞机刹车副竞争的企业主要有美国的Honeywell、B.F.Goodrich、ABS（AircraftBrakingSystem）三家企业；国内除发行人外，有北京百慕航材高科技股份有限公司和北京摩擦材料厂两家企业。

目前参与炭/炭复合材料飞机刹车副竞争的企业主要有法国的Messier-Bugatti公司、美国的Honeywell公司、B.F.Goodrich公司和英国的Dunlop公司，国内主要有湖南博云新材料股份有限公司、西安超码科技有限公司和北京百慕航材高科技股份有限公司两家企业。

（2）目前参与我国航天用炭/炭复合材料竞争的企业有航天科技集团703所、航天科技集团43所湖南博云新材料股份有限公司、和上海大学复合材料研究所。

4、主要企业市场份额情况

（1）参与国内飞机刹车副市场竞争的企业市场份额情况

目前我国使用粉末冶金飞机刹车副的主要型机群中，飞机刹车副主要由Honeywell公司、B.F.Goodrich公司等国外供应商所提供；使用炭/炭复合材料飞机刹车副的机型中，除波音－757部分刹车副国产外，其他机型的刹车副全部由美国的B.F.Goodrich和法国的Messier-Bugatti公司等国外供应商提供。

（2）参与我国军用飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料市场竞争的企业市场份额情况

在军用飞机刹车副市场和航天用炭/炭复合材料市场，由国防科工委等相关部门根据我国国防和航天业发展的需要，在湖南博云新材料股份有限公司、北京北摩高科摩擦材料有限公司、航空一集团514厂、西安超码科技有限公司、航天科技集团703所、航天科技集团43所等单位进行定点采购。

5、进入飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料行业的主要障碍

（1）技术壁垒

飞机刹车副产品为飞机的A类关键性部件，其技术含量高，仅由具有国际先进技术水平的少数几家企业参与行业竞争。

航天用炭/炭复合材料为火箭发动机等航天产品的关键性零部件材料，其制备技术是火箭发动机的关键技术之一，发达国家都对其进行严密的技术封锁。

（2）人才壁垒

参与本行业竞争的企业均具有国际先进技术水平，支持国际先进技术水平需要一批高层次、多学科（材料、物理、化学、机械、航空、航天等）人才组成的研发团队，因此，人才是制约其他企业进入该行业的关键性因素之一。

（3）严格的认证壁垒

飞机刹车副产品为飞机的A类关键性部件，航天用炭/炭复合材料为火箭发动机等航天产品的关键性零部件材料，均有严格的认证制度。

6、行业利润水平的变动趋势及原因

因为本行业的进入壁垒高，目前主要由美、英、法三国的五家企业主导，呈现少数几家企业竞争的格局，因此本行业的利润水平较高。

三、影响行业发展的有利和不利因素

1、有利因素

（1）政策扶持

本行业的产品主要为我国的战略性先导产业（航空航天业、国防军工业）提供关键性配套零部件。

航空航天业、国防军工业均为我国重点发展的行业，对我国综合竞争国力的提升具有重要战略意义。

因此在飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料行业的发展过程中，国家给予了大量的支持。

（2）市场需求旺盛

随着我国航空、航天和民用工业的持续快速发展，对军用、民用飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料的需求将保持快速增长，发行人作为国内该行业的主要企业，将是最大的受益者。

同时，随着发行人技术和工艺的不断完善、生产规模的扩大以及产品凸现的价格优势，公司产品将不断替代国外竞争对手的同类产品。

（3）行业进入壁垒高、竞争对手数量有限

因为本行业产品的性能要求高、生产工艺复杂、技术壁垒高，一旦通过相关认证，相关产品将逐步替代进口，在该领域保持稳定的市场份额。

同时，缺乏国际一流技术优势和一流人才优势的企业很难涉足该行业，这有利于现有企业规模的扩张和利润的增长。

2、不利因素

（1）研发投入大

本行业的飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料产品的技术含量高，且需经过严格的地面和飞行验证试验后，才能取证定型批量生产和销售。

开发过程中需要投入大量的人力、物力和财力，该等投入是未来盈利增长的源泉，也是公司发展壮大的必要条件。

（2）产品市场开拓周期长

飞机刹车副对飞机的起飞、降落、制动起着至关重要的作用，产品经适航取证后，航空公司依据民航适航管理有关规定，还需对刹车副PMA件监控使用一段时间才会放开使用。

四、行业特点

1、行业技术水平及技术特点

我国飞机刹车副和航天用炭/炭复合材料的技术水平目前已经达到国际先进水平，由于其产品性能要求高，且生产工艺极其复杂，目前包括发行人在内国内仅有少数几家企业能生产该行业的产品。

飞机刹车副为结构-功能一体化部件，必须具备三种功能:

一是作为摩擦元件产生刹车力矩制动飞机（要求具有优良的摩擦特性），二是作为结构元件传递刹车力矩控制飞机的地面运动状态（要求具有高的力学性能特别是高温力学性能），三是作为热库吸收、耗散飞机的巨大动能转换成的热能，温度最高可达1600℃。

经受的应力复杂、苛刻，对其综合性能要求高，特别是对摩擦磨损性能要求高。

航天用炭/炭复合材料部件也系结构-功能一体化部件，要求其材料既具有优良的高温力学性能（使用最高温度高达3500℃）以保持部件的结构稳定,又具有优良的抗烧蚀性能以确保火箭发动机的优良特性，要求在高温（大于3000℃）、高压（4～20Mpa）、音速或超音速二相流（气、固相）燃气的机械冲刷、化学浸蚀和热冲击等十分恶劣的工作环境下，具有较低的烧蚀率。

2、行业区域性、季节性、周期性分析

本行业主要是为航空工业和航天工业提供配套零部件产品，对于飞机刹车副下游的航空业，其主要是跨区经营，区域性不明显，季节性也不明显，其周期性与宏观经济相似，随宏观经济的波动而波动。

国防军工业不存在区域性、季节性和周期性的情况，但随国际政治形势的变化而有所波动。

五、本行业与上、下游行业关系

本行业的主要原材料包括钢材（钢骨架、钢背）、炭纤维预制体、铜粉、丙烯、树脂等，上游行业涉及的行业较多，原材料供应充足；另外本行业作为技术含量高的先进深加工行业，原材料成本占营业成本的比例较小，因此上游行业产品价格的波动对本行业的利润影响较小。

本行业主要为下游航空、航天、军工行业提供关键性配套零部件产品或材料，下游行业的持续、快速增长对本行业的持续发展起积极性的作用。