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万亿低空经济起飞前夜,国产航发仍在突围

06/23 13:20
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一架无人机在夜空中完成配送,缓缓降落在小区驿站。用户取走包裹,顺手合上了起降柜的门。这是低空经济照进现实的缩影。

在广州,外卖从天而降已不是新鲜事,全国首条无人机“聚合送”航线开通后,用户无需支付额外配送费,就能闪购无人机外卖;

在深圳、北京、上海、中国香港甚至迪拜等城市,美团无人机已累计完成74万单商业订单;

国内首条跨渤海无人机物流航线也已成功通航,大连至青岛的跨海运输从5-10小时压缩到2小时。

低空经济早已不是未来概念,它已经在头顶上,悄悄运转了很久。

万亿风口已至

低空经济,是指在3000米或1000米以下的空域中,以有人或无人驾驶飞行器为载体,通过载物、载人、作业等飞行活动,带动相关产业融合发展的综合性经济形态。无人机送外卖、直升机接驳、植保无人机喷洒农药,都是低空经济的典型代表。

当前,低空经济正在迎接一个发展的黄金时代。

从2024年的“新增长引擎”,到2025年的“重点新兴产业”,再到2026年“十五五”规划中明确的“新兴支柱产业”,低空经济已连续三年被写入政府工作报告,政策信号明确。

2025年,中国低空经济市场规模已经突破1.5万亿元。据中国民航局预测,2035年市场规模有望突破3.5万亿元。

全国31个省级行政区已出台低空经济相关配套政策,长三角、粤港澳大湾区、京津冀三大城市群正加速形成覆盖航材、零部件、整机制造到运营服务的全产业链条。

然而,与发达国家相比,我国低空经济仍有明显差距。我国整体空域利用率仅为美国的30%,低空通用飞行量只有美国的1.3%左右。从GDP贡献率来看,美国整个航空板块的贡献率可达6%,而我国仅为1.4%左右。

差距是现实,也是方向,而补上这些差距的第一步,就是正视当下的短板。

低空经济的短板

飞行器上天,牵涉四个核心系统。

航电与飞控:全球市场八成以上被柯林斯、霍尼韦尔等国外巨头把持,国内供应链尚不完整;

通信与感知网络:现有5G基站天线主要面向地面,无人机在低空只能收到微弱信号,低空气象探测也几乎是空白;

安全与飞行保障:截至 2025 年底,全国注册无人机已达328.7万架,年飞行时长突破4500万小时,航拍、货运、植保、测绘遍地开花。但随之而来的黑飞扰航、偷拍涉密、坠机伤人等乱象层出不穷,相关标准和管控系统仍在摸索。

这三个环节各有各的难处。但最棘手、也最基础的那个,还是动力系统

一方面动力系统是所有其他系统能够发挥作用的前提。没有动力,飞行器上不了天;动力系统一旦失效,再先进的飞控和通信系统都失去了意义。

另一方面,在低空经济产业链中,动力系统是价值量最大的环节之一。据行业测算,eVTOL的动力系统成本占比可达40%左右。

因此,动力系统既是技术链条的起点,也是决定飞行器能不能飞、能飞多远、能载多重的前提。

动力系统分两条腿走路。

电路线,命门在电池。

航空电池有个绕不开的“不可能三角”:能量密度、功率密度、安全性,三者很难兼得。目前航空级电池普遍在300到400Wh/kg之间,商业运营需要400到500Wh/kg甚至更高,还有不小距离。

燃油路线则卡在发动机上。

与低空经济直接对应的,主要是轻型航空动力这一细分领域,通常指推力在2000公斤力以下的涡喷、涡扇发动机,或功率在1500千瓦以下的涡桨、涡轴发动机。它是无人机、轻型通用飞机、直升机、eVTOL等低空飞行器的核心动力来源。

但这个领域目前的处境,可以用一句话概括:需求已经跑起来了,供给还没跟上。

中国航发预测,未来20年国内通用航空发动机需求量超1.16万台,市场价值超850亿元。

但与此同时,货架上的成熟产品少得可怜。全行业通过适航认证的中小型航空发动机不足3%,大部分型号仍停留在科研样机或小批量试制阶段,距离批量交付和商业运营还有相当距离。

为什么会这样?

根本原因在于长期走“跟随型”路线,靠测绘仿制起步。后遗症很明显:设计原理吃不透,材料工艺积累不足,适航标准缺乏自主话语权。

一台发动机涉及十几个学科,任何环节没有自己的数据积累,就只能依赖国外供应商。而国内科研院所的技术成果转化周期动辄十年,厂所之间信息不通、标准不统一,大量技术躺在抽屉里,没能变成可批量交付的产品。

而轻型航发还面临另一道更难翻的墙——适航认证。

适航标准是具有法律效力的安全准入门槛。目前全球适航体系由美国FAA和欧洲EASA主导,标准制定权掌握在别人手里,国产发动机即便性能达标,也要按别人预设的规则走完认证流程。

最麻烦的是证明工具本身也是被封锁的。整机包容性试验是适航取证中风险最高的一项,它要求在发动机最高转速运行时,人为切断传动轴,让高速旋转的涡轮叶片整圈断裂飞脱,机匣要在15秒内牢牢“兜住”高能碎片且不引发火情。这项试验从操作规范到判定标准,国外全面封锁,没有任何经验可借鉴,中国企业要从零摸索。

所以,前面的技术欠账还没还完,后面的适航门槛又必须跨越。这导致一款新发动机从启动到完成取证,通常需要5-10年、投入数亿美元。低空市场已经等不及了,国产替代才刚刚进入爬坡期。

但这个局面,近几年正在松动。

轻型航空动力的技术路线

轻型航空动力按技术路线主要分为涡喷、涡扇、涡桨和涡轴,各领域在企业格局和发展现状上差异显著。

1、涡喷发动机:门槛相对最低,民营企业参与广泛

涡喷结构简单、推重比高,适配高速无人机、巡飞弹、靶机等场景。

国内的国企和民企已形成错位竞争格局,其中中科航星涡喷覆盖5到600kgf级,500kgf级已超音速试飞并批量交付;中发天信XX850已配装多款中大型无人机。

涡喷是成熟度最高的轻型涡轮动力,已批量列装,但油耗偏高,寿命仅数百小时级,远低于民用数千小时要求,目前主要面向军用和特种场景。

2、涡扇发动机:海外垄断严重,国产份额极低

涡扇燃油效率高、噪音低,是长航时无人机和公务机核心动力。2000kgf以下级别,威廉姆斯国际、普惠加拿大、霍尼韦尔三家占有率超九成,国产市场份额不足2%。主要瓶颈在技术成熟度、适航认证和全球服务网络。

但国内并非毫无进展。天府轻动F406(600kgf级)2026年5月完成首飞,F918(2000kgf级)也已成功点火;中科航星涡扇覆盖60~1000kgf,技术性能与性价比国内领先,且已具备规模化产能。

3、涡桨发动机:普惠PT6全球主导,国产即将破局

涡桨兼顾燃油经济性与短距起降,适配支线运输机和长航时无人机。普惠加拿大PT6迄今已生产超过64,000台发动机,是当之无愧的全球龙头。

国内还处于军转民过渡阶段。中国航发AEP100(900千瓦级)由AES100民用涡轴衍生而来,规划2026年完成适航取证;中科航星500马力级涡桨发动机已成功完成桨发匹配试验。

4、涡轴发动机:直升机核心动力,四大巨头垄断民用市场

GE航空、罗罗、赛峰直升机、PWC和俄罗斯Klimov五家公司主导全球市场,中国航发垄断国内军用市场,其WZ16发动机是中法联合研制的1300kW级涡轴发动机,已随AC352直升机批量交付,是国内该功率段少数实现批量装机的国产型号。

目前,军用涡轴已基本实现全国产自主可控,但民用型号适航取证、全产业链配套替代难度较大。

在以上技术路线之外,还有涡电/混合动力路线,这属于新型复合动力系统,依托涡轮发动机+电机+电池组合实现增程,与其他四类在技术原理上存在显著差异。

5、涡电/混合动力:弯道超车核心路线

涡电以涡喷、涡轴、涡桨等涡轮发动机驱动发电机,搭配电池实现功率互补,解决纯电航程短板,主要为eVTOL、大型无人物流飞机提供增程动力方案。

此路线尚处于产业发展早期,但国内多家机构与企业正在加速布局。

上海尚实GTG800(600kW)已公开展出;汉发长空规划以400千瓦级涡轴配套发电机,据企业测算,目标可实现千公里级航程与吨级载重,较纯电提升3~5倍,但仍处研发阶段,暂无整机实测数据支撑。

从以上的盘点中,其实可以发现一个有意思的现象。目前跑在前面的企业,很多都跟航发体系沾亲带故,要么是航发体系内直接孵化,要么是航发核心团队走出来创业。

比如天府轻动,是由中国航发成发、中国航发涡轮院和天投集团共同组建的全国资企业;还有汉发长空,核心团队源自中国航发集团主机所。

他们多少都继承了来自航发的技术基因。

但也有不一样的。

中科航星同时出现在多条路线的国产突破名单中,实现了罕见的全谱系覆盖。

这是一家成立于2016年的公司,是由中国科学院工程热物理研究所发起创立,总部位于青岛,现在是中国北方工业有限公司控股的企业,也是中国科学院工程热物理所涡轮动力科技成果转化的唯一平台。

目前,公司已完成多轮战略融资,投资方包括中国北方工业、中科育成投资、北京中科众能、湖南航空航天产业投资基金、西安航空产业投资等国家级和国资背景机构。

中科航星是国内少数实现涡喷、涡扇、涡桨、涡轴、涡电全谱系覆盖的企业之一。涡喷覆盖5~600kgf,涡扇覆盖60~1000kgf。在小型涡喷发动机细分领域,其市占率甚至能达到80%,是绝对的赛道龙头。

日前,在中科航星成立十周年之际,其官方宣布涡喷系列TWP500第4600台、涡扇系列TWS800F第130台相继下线,千公斤级TWS800J同步进入批量交付阶段。

公司已形成年产涡喷2000台、涡扇100台的批产能力,累计获得81项技术专利,并建有省级重点实验室。

具体了解下上述产品,TWP500涡喷发动机已完成多轮极端环境测试与实飞验证,可适配超音速无人机、巡飞弹等装备,市场口碑出众;涡扇产品线则形成了梯度化矩阵,TWS800F推力423daN、最大工作高度15000米,主打中高空无人装备配套,TWS800J推力1031daN、飞行升限18公里、额定使用寿命超3000小时,专门适配高空长航时大型无人机。

这套产品成果背后的支撑,是它独特的“一所一厂”模式。依托中国科学院工程热物理研究所的技术源头,从研发、生产到保障、维修全链条自主可控,避免了“只会研发、不会落地”的科创通病。

在布局上,研发总装中心放在青岛古镇口军民融合创新示范区,加工中心放在西安阎良,也就是中国航空城,依托当地航空产业集群和配套能力,配备高精度五轴数控加工中心、德国申克动平衡机等设备,从设计到试车全流程自主完成。

2024年,中科航星入选国家级专精特新“小巨人”,同时获评制造业单项冠军、瞪羚企业。

纵观以上,国产轻型航发呈现“局部突破、整体追赶、新兴蓄力”的鲜明格局。涡喷已实现规模化量产,是唯一能比肩国际水平的领域;涡扇、涡桨、涡轴仍深陷海外巨头垄断,受制于适航壁垒和产业链短板,民用替代进度缓慢;涡电混动作为新兴赛道,虽未成熟,却承载着弯道超车的可能。

当前低空商业场景加速落地,但国产航发的高端化、民用化仍处艰难爬坡期。挑战不小,但产业向上的势能已然形成,依托庞大的市场、政策加持和中科航星等头部企业的持续攻坚,国产航发正从单点突破走向全域进阶。

结语

“轻型航空动力发动机的差距,表面上是技术的差距,本质上是一个国家基础工业体系的差距。”正如中科育成投资董事长陈静鹤所说,动力系统的自主可控,不仅涉及发动机本身,更涉及材料、加工、适航等一整套工业体系的同步跟进。

这些体系性短板,无法靠一两家企业、一两款型号的突破来瓦解。但当顶层政策有了更多制度支撑,社会资本开始耐心地投向这个长周期、高门槛的赛道,更多像中科航星这样的企业站上牌桌,产业生态的缺口就会被一点一点填上,低空经济的自主权总会回到我们的手里。

那一天不会来得很快,但改变已经开始了。

 

中科育成投资作为一家专注于投资中国尖端科技的私募股权基金公司,以投龙头、投精品、投卓越为核心理念,以中国科学院所尖端科技项目为核心标的,以极致的 “项目退出率” 与 “投资回报率” 为核心追求,致力于成为尖端科技投资领域的标杆机构,与卓越科学家、企业家、投资者共创价值。

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