航空发动机是陶瓷基复合材料最具确定性的应用场景。CMC的耐高温和轻量化特性使其成为航发热端部件升级换代的关键材料。申万宏源研究报告对国内航发CMC市场进行了系统性量化测算——未来十年军用+民用新增航发超12000台，仅5%的替代比例即可创造近350亿元市场。在军机升级换代与C919量产的双重驱动下，航发CMC市场正迎来从0到1的爆发拐点。
航发推重比提升驱动CMC刚性需求
航空发动机追求高推重比（战机）、高涵道比（商用）和高功重比（涡轴），依据布雷顿循环原理，提高涡轮前温度是提升燃气涡轮效率的核心路径。CMC的使用温度可达1450-1650℃，而镍基高温合金的极限温度仅约1100℃。
数据对比清晰展示了CMC的优势：第三代航发涡轮进口温度已超1400K达到镍基高温合金极限；第四代战机F119（推重比10）涡轮进口温度达1900K；面向推重比12-15的发动机涡轮进口温度超2000K，推重比15-20以上的发动机可达2200-2450K——远超高温合金耐温极限。CMC成为唯一可行的材料解决方案。
CMC已广泛应用于航发热端部件：中温（700-1000℃）中等载荷静子件如喷管调节片（已全寿命验证、批生产）；高温（1000-1300℃）中等载荷静子件如燃烧室火焰筒、涡轮外环（正全寿命验证）；高温高载荷转子件如涡轮叶片（已进入发动机测试）。CMC的应用正从静子件向转子件延伸，价值量持续提升。
军机换代缺口与CMC渗透率提升
我国军用飞机数量及代次与美国差距显著，构成CMC最确定的需求来源。根据《世界空军2024》，2023年底美国军机保有量12603架，中国仅3294架。战斗机方面美国2750架（以三代与四代为主），中国1578架（以二代与三代为主），整体落后一代。我国国防预算2024年达16655.4亿元（同比+7.2%），装备费占比持续提升，军机换代正进入加速期。
申万宏源假设：单台军用发动机质量1700kg、高温合金占比55%；单台民用发动机质量3000kg、高温合金占比50%。CMC密度约为高温合金的1/4，替代后可实现显著减重。未来十年预计新增军用航发7163台、民用航发4952台，合计12115台。
CMC市场对替代比例高度敏感：在军用CMC单价6万元/kg、民用4万元/kg的假设下，替代5%高温合金即对应349亿元市场；替代20%对应1398亿元；替代40%对应2796亿元。考虑技术成熟和规模效应带来价格下降——若CMC单价下降30%、替代比例仍为20%，市场空间约979亿元，已接近千亿级别。
民用大飞机与航发国产化的增量空间
C919采用的Leap-1C发动机已使用CMC涡轮外环（每台18个外环），标志着CMC在民用航发的商业化应用已落地。预计到2042年，中国民航客机机队规模将从4013架增至9171架，中国航空旅客周转量年均增速5.4%（全球平均3.8%）。民用航发新增需求叠加存量换发需求，将为CMC提供长期稳定的市场增量。
国产航发的批产是CMC放量的另一关键变量。涡扇-10（太行）已大批量列装，涡扇-15（峨眉）进入批产阶段，CJ-1000等民用航发加速推进。每一款新型号的批产都意味着CMC部件的验证和采购窗口。国内CMC在中温中等载荷静子件领域已具备批产能力，高温高载荷部件正在加速验证。
投资节奏与关键验证节点
航发CMC投资的关键在于验证节点和渗透率拐点。当前CMC部件已从实验室走向实际应用——美国F119发动机喷管调节片使用SiC/SiC、F414燃烧室采用SiC/SiC减少冷却空气需求、GE的LEAP和GE9X发动机已批产CMC涡轮外环。国内西北工业大学、国防科技大学、北航、中国航发商发等正积极开展航发热端部件的设计、制造、测试和考核。
参考海外经验，CMC从部件验证到批产通常需5-10年。国内CMC目前在调节片、密封片等静子件领域已进入批产阶段；涡轮外环、导向叶片正进行全寿命验证；涡轮叶片等转子件已进入发动机测试。随着验证推进和批产落地，CMC市场将从"小批量、高价格"走向"规模化、性价比"的正循环。
申万宏源看好CMC在航发领域的渗透率提升趋势，建议关注具备SiC纤维量产能力的火炬电子，以及布局航发CMC部件的中游企业华秦科技、中航高科和航材股份。
预计未来十年我国航发CMC市场测算| 飞机种类 | 新增发动机（台） | 单台高温合金质量（吨） | CMC单价（千万元/吨） | 5%替代 | 20%替代 | 40%替代 | 降价30%·20%替代 |
|---|
| 军用战斗机 | 7163 | 0.935 | 6 | 201 | 804 | 1608 | 563 |
| 民用客机 | 4952 | 1.5 | 4 | 148 | 594 | 1188 | 416 |
| 合计 | 12115 | — | — | 349 | 1398 | 2796 | 979 |
