通用电气公司航空发动机发展史（航空发动机行业自豪普拉特惠特尼专题研究）

（报告出品方/作者：兴业证券，石康、李博彦、董昕瑞）

1、普惠公司：产品矩阵广泛覆盖，强强联合巩固军用领域核心地位

1.1、公司概况：产品创新敢为天下先，强强联合铸就军用发动机霸主 地位

普拉特·惠特尼公司（Pratt & Whitney Company，下文简称“普惠公司”）是全球 航空发动机核心制造商之一，为商用客机、军用飞机和公务机提供飞机发动机和 辅助动力系统的设计、制造和维护服务。据公司官网，公司目前在全球拥有约 13400 名客户，业务覆盖全球 200 多个国家和地区，拥有约 10000 名员工，其中 加拿大约 6000 名员工。 航空发动机业务起始： 公司历史可追溯到 1925 年，弗雷德里克·伦奇勒 （Frederick B. Rentschler）在从事机床业务的普惠机床公司（Pratt & Whitney Company）的资金与场地的支持下，利用“普惠”名称成立了普惠飞机公司（Pratt & Whitney Aircraft Company），在 1925 年 12 月，普惠飞机公司完成第一台活塞式 航空发动机 R-1340“黄蜂”，后开发了整个黄蜂系列，成为风冷径向发动机设计的 先驱，取代液冷发动机成为主流设计方案。

兼并重组，强强联合：1929 年，普惠飞机公司收购了直升机和固定翼设计能力 领先的西科斯基飞机公司。同年，弗雷德里克·伦奇勒结束了与普惠机床公司的 合作，并将普惠飞机公司与波音和其他公司合并，成立了联合航空运输公司 （United Aircraft and Transport Corporation）。1934 年，联合航空运输公司因涉嫌 违反《反垄断法》中关于飞机制造商整机、零件和航空公司必须独立的规定被美 国联邦政府拆分，普惠飞机与西科斯基公司（Sikorsky）、汉密尔顿标准公司 （Hamilton Standard）改组为联合飞机制造公司（United Aircraft Corporation），并 于 1975年更名为联合技术公司（United Technologies Corporation）。2019年 6月， 联合技术公司 UTC 与雷神公司（Raytheon)达成合并协议，并于 2020 年正式合并 成立雷神技术公司（Raytheon Technologies），普惠公司成为雷神技术公司的四家 主要子公司之一。

技术创新实现能力快速成长：1944 年，公司开始燃气轮机和喷气推进计划，在 二战期间，公司生产 30 多万台普惠发动机。1952 年，普惠 J57 发动机为 B-52“同 温层堡垒”的首次飞行提供动力。1954 年，普惠 JT3 发动机为波音 707 原型机提 供动力。1964 年，普惠 J58 发动机为 SR-71黑鸟侦察机提供动力。1964年，普惠 公司的 PT6 涡轮螺旋桨发动机投入使用，凭借其革命性的自由动力涡轮设计成为 同类中最受欢迎的燃气涡轮发动机。1969 年阿波罗 11 号登陆月球，普惠燃料电 池提供部分支持。 加强外部合作，竞合中实现突破：1983 年，普惠公司与英国罗罗、日本航空发 动机公司，以及德国 MTU 航空发动机在瑞士成立国际航空发动机公司（International Aero Engines，IAE），为空客 A320 和麦道 MD-90 研制发动机。 1996 年 8 月，普惠公司和通用电气公司各出资 50%合资成立发动机联盟（EA） 设计研发 G7000 发动机，为空客 A380 提供动力，与罗罗公司的遄达 900 发动机 进行竞争。

产品持续更新迭代，巩固发动机主流供应商地位： 2006 年，普惠公司的 F135 发 动机为 F-35 战斗机的首飞提供动力；2014 年 10 月，公司与美国国防部签订了一 份价值 5.92 亿美元的合同，为 F-35 战斗机提供 36 台 F135 发动机。2021 年公司 F135 持续性合同金额为 17 亿美元，公司为 F-35 战斗机的所有三种型号提供动力， 并利用位于荷兰和澳大利亚的 MRO（Maintenance Repair & Operations，维修、修 理和大修）基地为 F135 发动机提供维护和大修升级。同年，公司成为达索猎鹰 6X 和湾流 G400 的发动机供应商，加拿大民航运输部向为达索猎鹰 6X 公务机配 备的 PW812D 涡扇发动机颁发型号合格证。2021 年，普惠公司推出兼容可持续 燃油的 GTF Advantage 发动机新品，同年实现在空客 A320neo 的首飞。

1.2、股权结构： 雷神技术全资子公司，机构持股占比较高

普惠公司目前为雷神技术（Raytheon Technologies）全资子公司，根据雷神技术 公司 2022 年中报披露，机构投资者持股比例为 81.41%，前五大股东分别为美国 道富环球投资（State Street Global Advisors Inc.）、资本研究管理公司（Capital Research & Mgmt Co.）、美国先锋集团（Vanguard Group Inc.）、贝莱德集团 （BlackRock Inc.）和美国威灵顿资产管理集团（Wellington Management Group LLP），合计持股比例为 35.75%，公司无实际控制人。

1.3、主营业务情况：三大板块共同发力，军民发动机双向布局

普惠公司主营业务分为三大板块，分别为商用发动机业务（Commercial Engine Business）、军用发动机业务（Military Engine business）、小型发动机业务（Small Engine business）。其中，商用发动机业务为商业航空客户提供宽体和窄体客机以 及大型支线飞机的飞机动力系统；军用发动机业务为全球政府及军队客户提供战 斗机、轰炸机、加油机和运输机等飞机动力系统。普惠公司旗下的普惠加拿大公 司（Pratt & Whitney Canada）主要开展小型发动机业务，供应通用、商务航空和 直升机发动机。同时公司还生产销售商用和军用飞机的辅助动力装置，并在全球 范围为旗下发动机提供售后维护、维修和大修服务。 按客户类型分类，公司销售对象主要分为对美国政府（美国国防部）、通过美国 政府对外军售、直接对外国政府商业性军售以及商业航空客户，2021 年的营业 收入分别为 51.40 亿美元、12.73 亿美元、5.41亿美元和 111.96 亿美元，分别同比 增长-1.02%、3.58%、-7.20%和 14.42%，来自商业航空客户的收入显著回暖；收 入占比分别为 28.32%、7.01%、2.98%和 61.69%。

按照军品和民品业务类型来看，公司民品业务受疫情影响较大，军品业务不受 疫情影响。2019年，公司民品业务收入为 147.15亿美元，同比增长 3.32%；2020 年，受到全球疫情影响，公司民品业务收入仅为 97.85 亿美元，同比大幅下滑 33.50%；2021 年公司民品营业收入为 111.96 亿美元，同比增长 14.42%，下游民 航领域需求开始回暖。不同于民品受到疫情大幅影响，公司军品业务 2020 年营 业收入为 70.05 亿美元，同比增长 13.17%，2021 年营业收入为 69.54 亿美元，同 比基本持平，2018-2021 年化复合增速为 10.44%。

2021年公司共交付发动机总数2666台，同比增长9.40%，其中大型商用发动机、 军用发动机、普惠加拿大分别交付 623 台、218 台和 1825 台，分别同比增长 14.10%、-9.54%和 10.61%，占比 23.37%、8.18%和 68.45%。相较于公司 2019 年 3316 台的总交付量，公司大型商用发动机和普惠加拿大受疫情冲击幅度较大， 2020 年交付量同比大幅下降 26.81%和 29.94%，从而导致发动机交付总数同比下 降 26.51%。2020 年军用发动机交付量并未受到冲击，同比增长 12.09%。

分业务模式来看，2021 年公司发动机设备销售收入为 111.89 亿美元，同比增长 9.85%，占比 61.65%；服务业务收入 69.61 亿美元，同比增长 5.41%，占比 38.35%。公司设备销售及服务业务 2020 年受疫情影响分别同比大幅下滑 21.51% 和 16.56%。

通过公司整体发动机交付数量以及产品销售收入可以推算得出，2019-2021 年公 司发动机产品（商用 军用 小型发动机）均价分别为 391.3 万美元、418 万美元 和 419.7 万美元。

1.3.1、商用发动机业务

普惠公司的商用发动机业务主要包括大型宽体客机及窄体客机、大型支线飞机、 民用直升机的发动机研发制造及维护服务。根据公司官网，普惠的商用发动机为 全球 25%以上的客机机队提供动力，为 160 个国家的 800 多家客户提供服务。在 疫情前的2019年，公司商用发动机业务收入为147.15亿美元，同比增长3.32%。 2020 年受到全球疫情影响，公司商用发动机业务收入同比大幅下滑 33.50%至 97.85 亿美元。2021 年，公司商业发动机业务在经历谷底后开始回暖，实现收入 111.96 亿美元，同比增长 14.42%。

分季度来看，疫情前，公司 2019Q4、2020Q1 商用航空发动机交付量分别为 219 台、211 台；受疫情影响，2020Q2 交付量大幅降至 92 台，随后交付量逐季环比 提升，2021Q4 恢复至 177 台，但仍低于疫情前的水平。2022Q1 和 Q2 公司共交 付商用航空发动机 119 台和 117 台，分别同比下降 13.14%和 18.75%。

据公司官网，公司为全球数百家航空公司和运营商提供了超过 13000 台商用飞机 发动机，核心型号包括 GTF 系列发动机、V2500、GP7200、PW2000、PW4000、 PW6000、JT8D、JT9D等领军行业的商用发动机型号。GTF系列作为核心产品体 系，其中 PW1100G-JM 已于 2016 年 1 月投入使用，在能耗效率和降噪性能方面 取得突破，主要供应空客 A320neo 系列飞机，同时也为空客 A220 客机、巴西航 空工业公司的 E-Jet E2 系列飞机，以及伊尔库特 MC-21 客机提供动力。据公司公 告，2021 年公司所推出新的 GTF Advantage 发动机搭载于空客 A320neo 系列并实现首飞，成为目前全球唯一投入使用的齿轮转动涡扇发动机。

1.3.2、军用发动机业务

公司的军用发动机为全球 34 个国家及地区的军队提供动力系统支持，主要型号 包括搭载于 F-35 战机的 F135 涡扇发动机，搭载于 F-22“猛禽”的 F119 涡扇发动 机，搭载于 F-15 和 F-16 战机的 F100 系列发动机，搭载于 C-17 战略运输机的 F117 发动机，搭载于 EA-6B 电子干扰机的 J52 发动机，搭载于 E-3 预警机、E-8 预警机、B-52 轰炸机和 KC-135 空中加油机的 TF33 发动机，以及搭载于 F-111 战 斗轰炸机和 F-14A 舰载机的 TF30 发动机等。此外，公司还具备全球范围的维护、 维修和大修设施网络以及军用航空服务中心。

2021 年，公司军用发动机收入为 69.54 亿美元，同比略微下降 0.73%，占总营收 的 38.31%。公司军用发动机收入从 2018 年 51.62 亿美元上涨至 2021 年的 69.54 亿美元，2018-2021 年化复合增速达到 10.44%，军品业务整体并未像商业航空发 动机板块一样受到疫情的冲击。按照客户类型划分，公司军用发动机主要面向美 国政府及军队、通过美国政府进行对外军售，以及经美国政府批准后直接对外商 业性军售，2021 年公司对美国政府的销售金额为 51.40 亿美元，同比下降 1.02%， 通过美国政府对外军售销售金额为 12.73 亿美元，同比增长 3.58%；直接对外商 业性军售金额为 5.41亿美元，同比下降 7.20%。2021年公司对外军售的收入占整 体军品业务的 26.09%，收入占比近四年来持续提升。

2021 年，公司共交付军用航空发动机 218 台，同比下滑 9.54%，相较于 2019 年 基本持平。分季度来看，公司 2021Q1-Q4 军用航空发动机交付量分别为 44 台、 61 台、58 台和 55 台，季度间交付量较为均衡。2022Q1 和 Q2 公司共交付军用航 空发动机 60 台和 62 台，分别同比增长 36.36%和 1.64%。

1.3.3、小型航空发动机业务/普拉特·惠特尼加拿大公司(P&WC)

普拉特·惠特尼加拿大公司（下文简称“加拿大公司”）是普惠公司的分支机构， 总部位于加拿大的魁北克省，加拿大公司早在 1928 年即作为普惠公司的航空发 动机服务中心，1952年普惠公司将WASP黄蜂系列发动机的产线转移至加拿大公 司，加拿大公司开始承接小型发动机的研发制造任务。目前加拿大公司的核心业 务包括支线客机、通用飞机、商务客机和军用及民用直升机提供发动机产品，公 司还涉足于飞机辅助动力装置以及工业应用发动机的研发制造。2021 年，加拿 大公司共交付发动机 1825 台，同比增长 10.61%，同样受到疫情对于民航业务的 影响，加拿大公司 2020 及 2021 年发动机交付数量较 2019 年的 2355 台交付数量 分别下滑 29.94%和 22.51%。2022Q1 和 Q2 加拿大公司共交付航空发动机 455 台 和 459 台，分别同比增长 14.90%和-1.71%。

1.3.3.1 公务航空发动机

加拿大公司的公务航空发 动机的核心产品为 PW 系列，主要型号包括 PW300/500/600/800 系列，下游适配机型包括赛斯纳奖状、飞鸿 100/300、日食 500、湾流 G400/G500/G600 等系列。

1.3.3.2 通用航空发动机

加拿大公司的 PT6 涡轮螺旋桨发动机为约 180 个的国家或地区提供动力，已累计 飞行 4亿多小时。通用航空发动机的主要产品型号包括为达赫 TBM 960与皮拉图 斯 PC-12 NGX 飞机特供动力的 PT6E-66XT、PT6E-67XP 涡桨发动机，为 502XP/AT、赛斯纳 208/208B 等机型提供动力的 PT6A 系列发动机等。

1.3.3.3 直升机发动机

加拿大公司的直升机发动机主要型号包括 PT6T、PW210、PW200、PT6C 等，为 莱昂纳多 AW139/AW169/AB212/412、贝尔 427/429/UH-1、空客 H175 等系列的 直升机提供动力。

1.3.3.4 飞机辅助动力装置

普拉特·惠特尼加拿大公司是飞机辅助动力装置（APU）设计制造的引领者，公 司核心产品中 PW980 双轴燃气涡轮发动机专为空客 A380 宽体喷气式客机设计， 是商业航空服务中最大的 APU； APS5000 是行业内首款用于大型商用飞机的全 电动单轴变速燃气轮机 APU，单独为波音 787 客机设计；APS3200 是空客 A320 系列飞机的主要 APU 型号；PW901C 双轴燃气涡轮发动机为波音 747-8 和 747- 400 提供辅助动力；APS2300 是公司专为巴西航空工业 170/195 系列飞机设计的 燃气轮机发动机；APS2600作为 APS2300的升级型号，已被选为中国商飞ARJ21、 日本三菱飞机公司MRJ和巴西航空工业公司 E-Jet E2的最新一代的支线飞机 APU系统主要型号。

1.4、财务分析：营收规模长期向上，营业利润率处于下行区间

公司营业收入长期稳健向上。公司营业收入从 2000年的 73.66亿美元增长至 2019 年的 208.92 亿美元，2000-2019 年化复合增速达到 5.64%，二十年期间营业收入 呈现出持续向上趋势，反映出航空发动机行业需求整体向好；2020 年公司民航 业务受疫情影响较大，导致营业收入下滑至 167.99 亿美元，同比下降 19.59%， 其中商业航空后市场由于发动机返修和零件销售需求下滑导致收入同比下降 38 亿美元，发动机设备销售由于发动机交付量减少导致收入同比下降 11 亿美元； 2021 年，营业收入恢复至 181.50 亿美元，同比增长 8.04%。

公司营业利润从 2000 年的 12.00 亿美元增长至 2019 年的 16.68 亿美元，2000- 2019 年化复合增速为 1.75%；2020 年，受疫情影响，公司营业利润为-5.64 亿 美元，是公司近二十年来营业利润首次为负数；2021 年公司营业利润为 4.54 亿美元，重新转正。

2000-2019 年公司营业利润率从 16.29%下降至 7.98%整体呈现下降趋势，二十年 营业利润率的均值和中位值分别为 13.34%和 14.74%。2000-2021年，公司累计营 业利润为 314.36 亿美元，累计营业利润率（区间各年度累计营业利润/累计营业 收入）为 10.98%。疫情前，2000-2019 年公司累计营业利润率为 12.55%。

2021 年公司资产总额为 334.14 亿美元，同比增长 1.93%，2000-2021 年化复合增 速为 8.56%；2021 年公司资本性开支为 7 亿美元，同比增长 23.89%，受疫情影 响，公司 2020-2021 年资本性开支金额显著下滑，疫情前，公司 2000-2019 年资 本性开支年化复合增速为 4.31%。

2010-2019年公司营业收入占母公司联合技术营业收入比重从 2010年 23.33%增至 2019 年 27.12%，平均占比 25.38%。2020-2021 年公司营业收入占母公司雷神技 术营业收入平均比重为 29.16%。

2、竞争格局：普拉特·惠特尼航空发动机市占率领先，合资公司 IAE 空客份额占比较高

目前全球仅有少数国家具有独立设计制造航空发动机的能力，代表性厂商有美国 通用电气、美国普拉特·惠特尼、英国罗尔斯·罗伊斯公司、俄罗斯联合发动机制 造公司，以及CFMI（美国通用电气和法国赛峰各持股 50%）、国际航空发动机公司（IAE，由美国普拉特·惠特尼、英国罗尔斯·罗伊斯、日本航空发动机、德国 MTU 航空发动机公司合资成立）、中国航发集团等。

商用航空发动机市场呈现 CFM国际、普拉特·惠特尼、罗尔斯·罗伊斯、通用电气 四大巨头寡头垄断的竞争格局，根据《Commercial Engine 2022》数据显示， 2021 年四家公司交付发动机的市占率分别为 59%、26%、8%和 7%。普拉特·惠 特尼公司商业航空发动机市占率仅次于 CFM 国际，位居全球第二。

国际航空发动机公司（International Aero Engines，IAE）是由美国普拉特·惠特尼 公司、英国罗尔斯·罗伊斯、日本航空发动机公司和德国 MTU 航空发动机公司与 1983 年在瑞士合资成立的飞机发动机公司。其中普拉特·惠特尼公司负责燃烧室 及高压涡轮部分、罗尔斯·罗伊斯公司负责高压压气机部分、日本航空发动机公 司负责风扇及低压压气机部分，德国 MTU 航空发动机公司负责低压涡轮部分。 2012 年，罗尔斯·罗伊斯公司将其持有的 IAE 公司全部股份以 15 亿美元作价转让 给普拉特·惠特尼公司，IAE 公司时任 CEO Ian Aitken 认为普惠的收购能够为 IAE 向 A320 系列飞机和 A320neo 飞机销售发动机提供了更统一的市场途径。普拉 特·惠特尼公司母公司联合技术设立普拉特·惠特尼国际航空发动机有限公司 （Pratt & Whitney Aero Engines International GmbH）作为持股平台承接罗尔斯·罗 伊斯公司所出售的 IAE 公司股权。

V2500 双轴高涵道比涡扇发动机是 IAE 公司的核心产品，根据下游商用客机、运 输机和军用特种机不同领域需求，V2500 发动机延伸出多款型号，适配机型包括 空客 A320ceo、A321ceo、A319ceo 系列，波音 MD-90、巴航 C-390 等。

2021 年，IAE 公司交付空客和波音的发动机数量分别为 2989 台和 4 台，其中空 客市场份额达到 25%，公司在空客和波音两大航空巨头中的表现差异巨大。同样 作为合资公司的 CFMI 公司，2021 年在空客和波音两大巨头中的市场份额占比分 别达到 45%和 60%，CFMI 公司在商业航空动力系统领域相较 IAE 公司具有更高 的市场份额。

3、公司核心竞争力分析

3.1、产品创新：从双转子发动机到 GTF 齿轮转动涡轮风扇发动机

1947 年普惠公司首次将双转子结构用于涡浆发动机的设计中并推出 PT-4 发动机， 在联合飞机公司（United Aircraft Corporation）的资助下公司建立了以首席专家安 德鲁•范迪安的名字命名的安德鲁•范迪安实验室并开始 JT3 涡喷双转子发动机的 研制。JT3-8 是第一款进行试验的 JT3 型发动机，1949 年 6 月 27 日完成了首次试 验，但由于封严泄漏、压气机的缺陷以及错误的设计方法，造成发动机过于笨重， 其产生的推力仅为 6500 磅力。公司 1950 年 1 月 21 日开始新发动机 JT3-10B （JT3A）的试验，1951 年完成首飞并配装 B-52“同温层堡垒”战略轰炸机，后 续公司推出 JT8 涡喷发动机用于配装格鲁门（Grumman）公司 A-6 重型舰载攻击 机。除了配套军用飞机外，公司 1960 年根据民航市场需求开始研制 JT8D 双转子 涡扇发动机并应用于波音 727 客机。

在公司双转子结构发动机取得商业及军事广泛认可后，公司 1988 年开始研究基 于双转子结构的改型创新性齿轮传动涡扇发动机（GTF）技术。齿轮传动涡扇发 动机（GTF）是在风扇和低压压气机中间引入减速齿轮箱，使风扇在较低的转速 下工作的同时，可以提高低压压气机和低压涡轮转速，风扇和涡轮机能够以最佳 速度旋转，在降低噪声和负荷的同时减少了级数和叶片数量，提高涵道比。

早在 1970 年，霍尼韦尔公司就已将 GTF 的结构应用于 TFE731 发动机上。1992 年普惠公司首次将齿轮箱装到引擎上进行测试，2001 年公司在加拿大进行全尺 寸测试。2008 年范堡罗航展期间公司正式将 GTF 发动机命名为—洁静动力 PW1000G 型（PurePower PW1000G）发动机，并分别在波音 747 和空客 A380 上 进行测试。PW1100G-JM 在公司与 MTU 和 JAEC 的合作下生产，在 2016 年 1 月 正式服役，为空客 A320neo 提供服务。2021 年，A320neo 系列搭载 GTF Advantage 发动机成功进行首飞，进一步扩大了现有 GTF 发动机的行业影响力。

齿轮传动风扇发动机在设计的先进性以及实际性能方面更具优势。 1）高涵道比，低油耗：GTF 发动机的涵道比达到 10~12，为空客 A320 和波音 737 飞机所使用的 CFM56 和 V2500 发动机的 2 倍左右，涵道比的增大使得 GTF 发动机的油耗相较其他涡扇发动机下降 12%。2）低噪声：GTF 发动机风扇由减速器驱动，从而使得风扇和低压涡轮及低压压 气机均可在适合的转速下工作，发动机的风扇采用了更低的叶尖切线速度以降低 噪声，对比 PW4084 发动机 413.3m/s、遄达 800 发动机 478.4m/s、GE90 发动机 376.3m/s，公司 GTF 发动机叶尖切线速度仅为 324m/s。 3）质量轻、气动性强：标准型非齿轮传动发动机有 22~24 片风扇叶片，而 GTF 发动机仅有 18 片后掠式风扇叶片，GTF 具有更轻的风扇系统；标准型发动机具 有 3500 片低压压气机和低压涡轮叶片，而 GTF 发动机仅有约 2000 片，与增加的 减速器质量相互抵消，GTF 发动机风扇叶片的双弧形、无中间凸肩且空心的结构 使得其质量更轻、气动性能更强。 4）经济性：与 V2500 等前代发动机相比，GTF 发动机燃油消耗率降低高达 17%， 同时在高海拔地区及低温环境下具备更大的推力；与非齿轮传动发动机相比， GTF 发动机的维护成本预计可节省 40%。 5）可持续性：理论上，GTF发动机每飞行 1 小时能够节省 100 加仑燃油，减少 1 吨二氧化碳排放。

公司在 GTF 发动机的与研发方面采取分工合作模式以降低项目研发的风险和成 本。GTF 核心机采用 PW6000 涡扇发动机，意大利 Avio 公司负责风扇驱动齿轮 系统的研制，德国 MTU 公司负责高速低压涡轮的研制，沃尔沃航空公司负责涡 轮排气机匣的研制，古德里奇公司（Goodrich）负责细长型引擎舱的研制等。

2022 年 7 月 18 日，普惠公司在范保罗航展上宣布，已经开始对 GTF Advantage 发动机开展取证试验。在超过 1500 万小时的运行经验基础上，普惠公司将继续 进行广泛的耐久性测试以确保产品投入运营时的成熟度。GTF Advantage 发动机 将燃油消耗和二氢化碳排放量进一步降低 1%，比上一代发动机效率提升了 17%。 凭借高达 151 千牛的起飞推力，GTF Advantage 发动机还将增加飞机的有效载荷 和航程，为下游航司带来更高的经济性，GTF Advantage 发动机预计于 2024 年开 始交付。

3.2、模式创新：EngineWise 全生命周期服务

2017 年 4 月，公司宣布推出全新的 MRO（Maintenance Repair & Operations，维 修、修理和大修）服务品牌 EngineWise，为客户提供更多的航空发动机维护维修 预测和响应解决方案，帮助航空公司与租赁公司更有效率地开展业务。据公司副 总裁伊娃-阿祖雷（Eva Azoulay）接受采访时表示，公司希望通过新服务品牌 EngineWise 快速发展数字化服务功能，将实现对全球 400 多家运营商共 10500 台 普惠发动机的个性化 MRO 服务支持。 EngineWise 服务主要包括：1）发动机维护及大修（EngineWise Maintenance）： 根据客户需求提供定制维护或维修服务，按照发动机使用小时数来付费，帮助客 户优化发动机在全寿命周期内的使用成本；2）航材解决方案（EngineWise Materials）：提供经过公司认证的发动机可用零部件及材料，延长发动机零件寿 命并提升剩余价值；3）智能数字化服务（EngineWise Intelligence）：智能监测发 动机运行状况，并根据数据提供发动机健康管理服务。

除此之外，公司还提供现场可移动式的发动机维修服务（On-Wing & Near-Wing）， 大幅节省运输的时间和成本；发动机资产管理（Commercial Serviceable Assets）， 通过收购或出售发动机及模块帮助客户进行库存资产的管理；发动机租赁服务（Lease Support），通过全球范围得客服网点提供全天 24 小时的支持。通过 EngineWise 的数据分析，普惠公司能够根据飞机运营商发动机类型、飞机机型、 地理航线、运营需求及环境状况的不同，对飞机的飞行状况进行监测。 普惠公司通过对其商用发动机客户网站的更名改造与EngineWise售后支持服务组 合保持一致，使客户可以通过网站线上与公司客服团队保持紧密沟通。除了网站 界面的优化外，公司根据其 V2500 发动机和 GTF 发动机的使用情况，不断完善 线下 MRO 网络，2020 年，北京飞机维修工程有限公司(Ameco)、珠海摩天宇航 空发动机维修有限公司(MTU) 、台湾中华航空 MRO 部门和葡萄牙里斯本 OGMA 加入 GTF MRO 网络；2021年至今，大韩航空和瑞士航空技术也先后加入 GTF的 MRO 全球网络。据普惠公司中国区总裁范佑勋与中国民用航空网专访，目前 GTF MRO 网络则在全球设有十个活跃站点，包括 3 个普惠工厂和 7 个合作伙伴 的设施，其中 3个设在美洲、4个在欧洲、3个在亚洲。在中国，公司拥有 7个指 定服务设施和 2 个指定培训设施，通过 35 名现场代表和客户服务专家在 13 个城 市提供 7 天、24 小时全天候响应。

EngineWise 还利用了联合技术数字公司的相关大数据分析技术，早在 PW4000 发 动机项目中，普惠就曾利用大数据分析进行航空发动机监测，制定出相应的维修 方案。通过对海量数据进行分析，普惠公司能够建立相关数学模型预测空停事故。 EngineWise 服务将为下游航空公司等客户带来诸多优势，主要包括通过尖端的数 据分析与实时信息以实现对于发动机可能发生故障的模拟预测，以及公司加大投 资后服务响应速度的大幅提升，为持续增加的服务产品组合带来更智能、更直接 的解决方案，推动公司与客户之间更为透明、紧密的沟通交流。

3.3、深度绑定先进战机，迭代升级增强产品竞争力

从 F-22 到 F-35，公司通过自身强大的产品研发实力牢牢掌控美国第四代战机的 动力系统供应。1982 年，美国空军提出“先进战术战斗机（ATF）”计划，由洛克 希德、波音和通用动力三家公司联合提出的 YF-22 方案，以及由诺斯洛普公司和 麦道公司联合提出的 YF-23 方案参与投标竞争。对用于先进战术战斗机的发动机， 为满足计划的超音速巡航与超机动要求，美国军方提出推重比达到 10、推力达 到 133.6kN，采用矢量喷嘴等指标要求，普拉特·惠特尼公司与通用电气公司一同 参与先进战机发动机竞标，两家公司分别推出 PW5000（XF119）和 GE37 （XF120）发动机。

1991 年 4 月，经过激烈的竞争后，装配普拉特·惠特尼公司 XF119 发动机的洛克 希德 YF-22原型机获得胜出，1991年 8月 YF-22进入“工程制造和发展（EMD）” 阶段，YF-22 被命名为 F-22，XF119 发动机被命名为 F119，普拉特·惠特尼公司 成为全球首款第四代战机的唯一发动机供应商。随着美国军方因 F-22 战机高昂 的制造和维护成本而逐渐减少订单，公司在 F119 发动机的基础上研发了最大推 力可达到 18.6 吨的 F135 涡扇发动机。F135 发动机使用了 F119 的核心机，配合 高效的 6 级高压压气机，1 级高压涡轮和高效的风扇（由一个 2 级的低压涡轮驱 动），采用了 BAE 系统公司的全权数字式发动机控制系统（FADEC）以提升发动 机的可靠性和可保障性。F135 大量采用外场可替换部件（LRC），其零部件数量 比 F119 减少了大约 40%。对应 F-35A/B/C 三款型号，F135 根据应用场景进行适 配调整，其中 F135-PW-100 作为空军型 F-35A 的动力系统，F135-PW-400 作为海 军舰载型 F-35C 的动力系统，F135-PW-600 作为海军陆战队短距起飞/垂直降落型 F-35B 的动力系统，通过加上向下弯折的三轴承旋转喷管以实现垂直起降功能。

F-35 战机在全球范围的供不应求为公司 F135 发动机的提供了大量的订单需求， 根据美国政府问责办公室（GAO）2022 年度报告数据显示，2021 年公司对于 F35 战机项目共交付 F135 发动机 152 台，其中 6 台为按照合同计划按时交付，146 台为前期合同延迟交付，均价 1248.8 万美元/台。

F-35 未来订单充足，公司 F135 发动机仍有较大的增量空间。根据 F-35 整机制造 商洛克希德·马丁 2021 年报预测，随着 2022 年公司产能利用率恢复，预计 F-35 交付量为 148-153 架，2023 年达到 156 架。同时公司有 230 架在手订单交付日期 从 2021 年延期至 2023 年，未来两年 F-35 订单量充足。

2022 年较 2009 年 F135 发动机成本降低 17.63%。据 2009 至 2022 财年美国国防 部《President's Budget Submission Air Force Justification Book Volume 1》，2022 财 年空军 F-35 战机配套的 F135 发动机预算成本为 1277.6 万美元/台，较 2009 财年 减少 17.63%。

F135 发动机交付量的提升带动每台发动机生产工时的下降，根据美国国防部和 普惠公司数据显示，2012 年 48 台 F135 发动机交付量对应每台平均工时为 1555 小时，报废、返工、维修所需工时占比 2.4%；2017 年随着发动机交付量提升至 73台，对应每台平均工时下降至1272小时，同比下降18.2%，其中报废、返工、 维修所需工时占比下降至 2.0%。

欲戴王冠，必承其重，公司作为 F-35 战机的唯一发动机供应商，面临来自美国 政府以及竞争对手的挑战驱使公司需要对产品以及交付能力不断进行优化升级。 2022 年 4 月 28 日，美国政府问责办公室（GAO）发布标题为《F-35 的可持续性： 美国国防部面临诸多不确定性且没有达到关键目标》（F35 SUSTAINMENT—— DOD Faces Several Uncertainties and Has Not Met Key Objectives）的报告，报告中 表示 2019-2021 年间 F-35A/B/C 三款型号均未达到任务执行率目标（可实现任务 目标的时长占比）。

美国政府问责办公室认为导致 F-35 无法实现执行目标的主要原因是发动机的交 付稳定性问题，根据测算，2022 年 2 月因缺少发动机而无法正常服役的 F-35 战 机达到 36 架，占到现役 F-35 总数的 8%。根据美国政府问责办公室的分析，造 成 F-35 发动机短缺的核心原因主要包括发动机维修产能不足，尤其是发动机电 源模块部分，以及部分供替换的零部件短缺。

F-35 发动机可持续性保障区别于其他战斗机在于其基层级和基地级的两级维修方 法，F135 发动机除最基本的维修外，所有的维修必须在维修站点进行，因此会 导致维修站点产品的积压。虽然两级维修方法的成本低于三级，但是与基层级别 相比，中级维修能够执行更密集的维修任务，例如诊断测试和维修或更换损坏或 无法使用的部件。以 F-22 发动机为例，其采用三级维修方式，中继级维修可以 对发动机进行小修，减少了发动机被送往机库的数量。

美国国防部针对 F-35 战机发动机稳定性问题，通过改善发动机维修基地设备、 人员配置从而增加产能，提升零部件的可靠性和易维护性，以及增加零部件的使 用时长等方式提升发动机稳定性，美国国防部预测到 2022 年底缺少发动机的 F35 战机数量占比将由年中的 10%下降至 3%。

2021 年，公司针对 F-35 战机所遇到的问题推出 F135 加强版解决方案（Enhanced Engine Package，EEP），升级后的 F135 发动机适配于 F-35 Block 4 的升级版本， 增加超过 10%的航程和推力、超过 50%的热管理能力以及 5%的 F-35B 短距起降 型升力的同时具有更好的成本效益，可在前期已经将 F135 单位成本降低 50% 的 基础上，再降低 36% 的首次翻修成本，并在 2028 年无缝接入现有的生产线。 F135 EEP 解决方案是公司未来能否保持 F-35 战机独家供应商地位的关键。相较 于美国国防部考虑作为 F135 替代方案的自适应通用发动机计划（AETP），AETP 计划需要超过 400亿美元的资金投入，将极大的增加F-35战机的平均成本，F135 EEP 方案更具性价比优势。AEPT 计划在适配机型方面同样受限，据公司负责 F135 发动机项目的副总裁詹妮弗·拉特卡 (Jennifer Latka) 接受美国《空军杂志》 采访时表示，AETP 技术仅适用于空军 F-35A 和海军 F-35C 型号，无法适用于海 军陆战队的 F-35B 型号。总体来说，随着公司面临挑战后的产品迭代升级，F135 发动机在未来一段时间内仍将保持 F-35 战机唯一发动机平台的地位。

据公司 2021 年报披露，2021 全年公司获得了来自于美国军方 17 亿美元的 F135 发动机持续性订单，4.35 亿美元 F119 发动机持续性订单，以及来自于海外客户 价值 2.25 亿美元的 F135 发动机和价值 2.12 亿美元的 F100 发动机订单。

4、布局自适应发动机技术项目（AETP）和下一代自适应推进项目（NGAP），抢占未来先机

自适应发动机技术项目（AETP）作为美国第六代战机的动力系统方案，已成为 包括以通用电气和普拉特·惠特尼公司为主的美国航空发动机龙头争夺六代战机 发动机供应资质的主战场。目前通用电气和普拉特·惠特尼公司分别推出自适应 发动机验证机 XA100 和 XA101，并已于 2021 年完成地面测试，均达到原定燃油 效率提升 25%、推力增加 10%的目标。随着 2022 年美国空军阿诺德工程发展中 心（AEDC）开展后续测试并于年底结束，美国自适应发动机转化项目（AETP） 将进入收尾阶段。

同时，美国空军正式启动了面向第六代战机的下一代自适应推进（NGAP）项目， 开展原型发动机的设计、制造和评估，新增加的 NGAP项目是为了美国军队获得 下一代空中优势（NGAD）能力的自适应发动机原型设计和部件风险降低工作。 2016 年，通用电气和普拉特·惠特尼公司被授予的 AETP 合同中都包含了 NGAP 任务的选项，在六代机需求确定后开始激活。美国在发动机供应商的选取方式从早期的多家供应商产品竞争，发展成为实施 先进战术战斗机（AFT）项目。20 世纪 80 年代，普拉特·惠特尼和通用动力公司 围绕 F-15和 F-16战机的发动机选型进行激烈竞争，分别推出 F100和 F110机型， 美国国防部支付 3.76 亿美元以支持 F110 的开发来与 F100 竞争，同时出资 6 亿美 元以提高 F100 的耐久性和可靠性。采购期，美国空军将合同总额按照百分比分 配给两家竞争公司，以防止形成垄断。

1981 年，普拉特·惠特尼和通用动力公司针对 F-22 的发动机选型展开竞争，分别 推出 YF119 和 YF120 发动机。与之前竞争方式不同，美国军方通过先进战术战 斗机（ATF）项目对于发动机选型“先飞后买”，在发动机开展验证机研制并完成 试飞试验后，由美国军方根据最终竞争结果确定选型。尽管 YF120在性能表现更 优，但因为其复杂的结构设计，最终由普拉特·惠特尼公司的 YF119 取得胜利。 同样，在1997年联合攻击战斗机（JSF）项目的选型中，普拉特·惠特尼和通用动 力公司分别推出F135和F136发动机，其中F135成为F-35战机的主力供应机型， 而 F136 落败成为备选机型，并最终因为资金投入的争议其备选资质于 2011 年被 美国国防部所中止。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。系统发生错误

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