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春节机构交流:商业航天火箭核心环节
·火箭核心制造环节拆解:火箭为精密分级飞行器,第一级负责起飞与初始加速,燃料耗尽后空壳分离,第二级再点火加速。按推进剂类型分为固体和液体火箭:固体火箭因不适合可回收复用逐步被淘汰,结构含前封头外壳装药、喷管装置和后封头,凭借存储时间长、准备周期短的优势,应用于小卫星运载和军事导弹领域;液体火箭结构涵盖头部整流罩、氧化剂贮箱、燃料贮箱等,虽技术复杂、成本高,但推力大、运载能力强、可控性高、具备可回收前景,更适合航天运载领域。
a. 整流罩:成本占火箭总成本10%,位于火箭顶部,用于保护卫星载荷,具备抗气动、解锁分离功能,材料为轻质高强度耐高温的面板与夹心材料,结构为蚌壳式。国内航天科技集团一院参与国家型号整流罩制造,艾斯达航天专注碳纤维复合材料整流罩研发制造,客户涵盖星际荣耀、星河动力等企业,目前国内整流罩暂无可回收能力,SpaceX已实现该技术。
b. 仪器舱:位于火箭中上部,安装导航、控制、遥测等仪器,负责监测飞行状态、控制姿态、传输数据及提供电力,需应对气动加热对结构和元器件的影响,结构为桶状,设电缆进出口与安装检查口,内部含支架等部件。
c. 推进剂贮箱:成本占比15%-25%,是火箭主体结构,占总长度2/3、箭体质量60%,兼具贮存推进剂和承力功能,需在恶劣环境下保持高可靠耐久性。材料包括铝合金(长征5号用铝铜合金、长征8号用铝镁合金,长征9号计划用铝锂合金,低温韧性好、成本适中)、复合材料(减重降本)、不锈钢(SpaceX星舰采用301系列,国内2025年4月7日航天科技一院完成首个5米大直径不锈钢贮箱研发下线)。制造工艺上,大型贮箱采用瓜瓣拼接焊接,中小型采用整体旋压技术,涉及多种高要求成型工艺。国内头部企业包括天津瑞丰、九天行歌、光年探索、天源探索,星际悦丰2024年9月成立,专注运载火箭贮箱及零部件制造。
d. 发动机:成本占比40%-60%,固体发动机结构简单,推进剂存储在燃烧室,推力与直径正相关,由药柱燃烧室、喷管组件等组成;液体发动机组件含推力室、贮箱、输送系统等,推力室负责推进剂燃烧产生推力,供应系统分泵式和高压气体式,最具前景的是可回收液体火箭发动机,国内专注大推力变推力多次启动液体发动机的民营企业较少,多为自营。e. 尾段:成本占比5%,位于箭体末端,既是发动机舱,也承担火箭在发射台的支撑作用。此外,推进剂占发射成本1%-3%,分固体、液体、混合型,液体推进剂主要有液氧液氢(能量高、环保)、液氧煤油(技术成熟、成本低)、液氧甲烷(性能适中、价廉清洁)三类,各有性能与成本优势。
·火箭制造成本及复用解析:火箭整体制造成本构成清晰,其中发动机占50%,箭体结构占25%,电气系统及软件占15%,地面试验和燃料占10%。
a. 制造成本:新火箭总成本5000-6000万美金,其中助推器成本3000-4000万美金,包含9台梅林ED发动机(单台成本100万美金)、4条可伸缩碳纤维腿部支架(每条成本5-10万美金),可提供全机90%以上的起飞推力;二级火箭为消耗品,每次发射后需重新建造,成本1200-1400万美金,搭载1台梅林真空发动机负责将载荷送入目标轨道;整流罩成本600万美金。
b. 其他环节成本:回收修复成本25-200万美金,主要为更换密封件、垫圈、涡轮叶片,若火箭损坏则需更换整个发动机,同时需对燃料箱减压、排残料、清洁;组装运输到发射台成本100万美金,耗时约3周;燃料成本35万美金;人员成本约200万美金,设备设施及研发成本每次约300万美金。
c. 复用效益:火箭回收复用后,可节省助推器和整流罩的制造成本,猎鹰9火箭平均制造成本降至2000万美金,整体发射成本不到3000万美金,大幅降低发射成本。
·国内外发射服务价格对比:运载火箭发射服务指客户为将航天器送入轨道,支付给火箭供应商和测控供应商的对价。以ANA的发射服务合同为例,其构成包含发射服务成本、整合处理、新建对接、特殊任务四个部分;国内长征系列运载火箭的发射服务价格,为运载火箭价格与发射测控费用之和。
国内执行高轨卫星发射任务的主力为长征三号B火箭,发射服务价格约7万元/千克;地轨任务主要由长征二号执行,发射服务价格约2.82万元/千克,以此测算,中心系列4颗卫星的平均发射服务费约3.9亿元。
国外主流可回收运载火箭为SpaceX的猎鹰9,其一次性发射GTO任务单次运力约8.3吨,2025年报价6900万美金,对应高轨任务单位载荷发射服务费约6万美金/千克;低轨一次性运载能力约22吨,2025年标准报价6975万美金,单位载荷发射服务费用约2.28万元/千克。若采用可回收模式,猎鹰9低轨单位载荷发射成本可降至0.8万元/千克。国内长征二号D低轨发射服务费约2.82万元/千克,与猎鹰9可回收模式下的成本相比,二者差距较为明显。
·民营火箭企业发展现状:国内核心商业火箭企业包括蓝箭航天、星河动力、天兵科技、东方空间、中国长征火箭、航天科工火箭、中国商火、中科Kaiyun官网登录宇航等。中国商火于2024年9月26日由航天科技8院牵头组建,股东涵盖航天科技一院、四院、六院和8院,主营火箭及发动机研制、发射场运营测控与发射服务,可提供一站式服务,自成立后已完成首次商业火箭发射服务与可复用火箭研制,2025年3月15日其参与研制的长征十二号乙可重复使用运载火箭完成二子级动力系统试车,标志航天科技集团可重复使用商业火箭研制进入快速推进阶段。中国长征火箭有限公司前身为1998年成立的中国亚太移动通讯卫星有限责任公司,2016年5月更名,其长征十号乙可重复使用火箭将于2026年4月具备首飞条件,未来将与长征十号甲、丙火箭共用海南商业发射场324号工位。蓝箭航天2015年成立,是全国首家取得全部准入资质、唯一基于自研液体发动机实现成功入轨的民营运载火箭企业,湖州制造基地已具备年产能30台发动机,计划2025年形成年产能100台以上发动机;计划2026年5月实现朱雀三号一子级火箭重复使用,逐步将复用次数提升至20次以上,预计2026年实现朱雀三号一级可重复使用火箭常态化运营,朱雀三号适配卫星互联网组网高密度发射及大型通信卫星发射需求,成本呈前期高投入、后期边际递减特征,复用5次后单次成本较首飞下降40%,复用20次时仅为边际成本(含二级制造成本、一级维护费用等),终极目标是将每公斤发射成本降至2万元以下。天兵科技的天龙二号于2023年首飞,是我国首个成功入轨的民营液体火箭,其天火11号是国内唯一可重复使用液氧煤油发动机、国内商业航天领域唯一闭式循环发动机及国内尺寸最大的3D打印发动机。星河动力是国内成功发射火箭次数最多的民营企业,2025年其智神星1号可重复使用火箭的CK50发动机累计试车时长超1万秒。
·国家队火箭研制院所布局:国家队火箭研制主要由航天科技集团与航天科工集团主导,涵盖长征系列、快舟系列等产品。航天科技集团主营民用航天业务,产品覆盖运载火箭、应用卫星、载人飞船等领域,旗下核心院所分工明确:a. 航天一院是长征系列火箭研制主体,为国内最大的导弹武器与运载火箭研究、设计、制造基地,下属211厂承担长征五号等新一代运载火箭的生产、总装及总测工作;b. 航天四院(航天动力技术研究院)是国内历史最久、水平最高、实力最强的固体火箭发动机专业研究院;c. 航天五院1968年成立,首任院长为钱学森,是国内空间技术主要研究基地,承担我国大部分人造卫星与航天器的设计制造工作,下属504所在通信卫星、卫星导航、卫星遥感、星间链路等领域处于领先地位;d. 航天六院(航天推进技术研究院)是中国液体火箭发动机研制中心;e. 航天八院(上海航天技术研究院)1961年创建,业务涉及战术导弹、运载火箭、应用卫星等,其研制的长征十二号乙可重复使用火箭采用液氧甲烷为推进剂,一子级搭载7~9台九州云箭研制的龙云发动机,二子级搭载六院YF-209发动机。此外,国内目前共有30个商业航天总装测试火箭工厂,其中已投入生产的有14个。
·发射市场需求与运力对比:作为航天活动的基础,火箭发射市场规模直接反映国家航天事业活跃程度。2022-2024年,国内航天发射市场分别完成62次、67次、68次发射任务。从未来需求来看,到2030年我国每年需发射卫星超3000颗,是2024年入轨257颗的10倍有余,相关产业产值规模预计突破千亿元,市场空间广阔。火箭发射产业链分为上游零部件制造、中游总装、下游发射服务,成本结构方面,发动机系统制造占整体成本的50%,为价值占比最高环节;机体结构制造占25%,电机系统和软件占15%,剩余10%来自地面试验和燃料等配套环节。目前我国与SpaceX的火箭运力差距较大,据最新数据,到2025年SpaceX整体火箭运力是我国的20~30倍,显著的运力差距意味着我国火箭产业未来有巨大发展空间,需重点聚焦产业链核心环节及具备核心价值量的高壁垒环节。
·产业链核心投资方向及标的:火箭产业链中,某一可复用关键部分的核心在于航行动力和吸附材料,具备较高技术重要性与壁垒,是产业链需重点挖掘的高价值核心环节之一。其次需重点关注火箭整体制造与生产环节,这是火箭从技术设计转化为实体产品的关键载体,其中广联航空凭借深厚技术积累与领先产能,承担了国内大部分火箭箱体制造任务,是该环节的核心标的。此外,火箭产业链电机领域的号志机电、四维新材等企业,也是产业链核心标的
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