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运载火箭行业专题报告:商业航天的基石火箭技术发展与降本

来源:安博    发布时间:2025-04-11 15:28:07

  2023 年全球火箭发射次数中,美中领跑全球。从发射端来看,美国以 116 次发射 和 94%的完全成功率稳居全球首位,其中 spaceX 公司发射占比 84%,中国以 67 次发射和 99%的完全成功率紧随其后,中美在全球航天发射领域具备一定优势。 俄罗斯和欧洲分别完成了 19 次和 3 次发射均保持了 100%的成功率,而日本和朝 鲜的发射成功率较低,分别为 67%和 33%。

  发射次数的底层逻辑是航天器的研发实力比拼,包括火箭在内的航天器均呈现研 发周期长,壁垒高的特点。全球民营航天器研发速度普遍在 10 年/周期,研发进度 普遍较快。其中长征五号和 SLS 耗时分别为 13 年和 12 年,显示了其复杂性和技 术挑战。据中国航天科技活动蓝皮书(2023 年)》显示,2023 年我国共研制发射 120 颗商业卫星,占全年研制发射卫星数量的 54%。经过近 10 年航天技术发展, 多款商业火箭成功入轨,由商业公司研制的卫星取得多个国际和国内首次技术突 破。

  以 SpaceX 为例,国外政府对火箭发射公司扶持大多数表现在资金支持、技术上的支持和 发射场地支持等层面。资金支持方面,政府通过经费扶持和订单形式为企业来提供 稳定的资产金额来源,如 2016 年的“第一轮商业补给服务”(CRS-2)项目和 GPS3 发 射经费;技术上的支持方面,美国宇航局(NASA)通过多项航天法案协议,为 SpaceX 提供运载火箭研制、发动机建模等技术上的支持;发射场地支持方面,NASA 和美国空 军提供场地直接支持和租用支持,SpaceX 得以使用多个发射工位,确保其发射任 务顺顺利利地进行,这些政府支持措施推动了运载火箭企业的发展。

  总结:商业航天领域已成为综合国力比拼的新领域,目前美国和中国在商业航 天市场内大幅领先于其他几个国家,美国先发优势较强。两国的竞争策略也有所区 别,美国由政府先期主导并提供支持,后期由 spaceX 等有突出贡献的公司驱动,而中国 由国家和非公有制企业同步发力,奋起直追。

  中国商业航天产业链上游为各类材料和组件,中游主要为卫星、火箭和地面设施、 下游应用服务层组成。在中游的卫星和火箭制造中,火箭制造包括壳体、助推器 等整体设施制造和发射支持设备等配套设施制造,卫星制造包括卫星平台和有效 载荷部分,中游为卫星发射和地面设备制造,地面设备涵盖导航、通信等应用终 端,下游则为卫星应用及运营,服务于无人机、工程机械、机器人和物联网终端 等。其中火箭和卫星的关系为:火箭作为发射载具,需要克服地球引力,提供足够 的推力,将卫星送入预定的轨道,卫星到达轨道后开始执行通信、导航等特定任 务。

  我们聚焦于发射端来看,也就是整个火箭产业链,火箭设计总装分为三个部分: 动力系统、制导与控制管理系统、箭体建构:1)动力系统功能是产生推力,推动火箭 及其载荷穿越大气层并进入预定轨道,也是火箭构成成本的大多数来自;2)制导与 控制管理系统是火箭按预设飞行着陆的核心,主要由制导系统、导航系统和控制系 统组成;3)火箭箭体结构由流罩、发动机等结构组成,确保箭体稳定并达到预定 位置。

  20 世纪初,固体火箭技术开始应用于军事领域,如二战期间的火箭弹。冷战时期, 固体火箭发动机在导弹和助推器中得到广泛应用,例如美国的“民兵”导弹和航天 飞机的固体火箭助推器。20 世纪 90 年代至 21 世纪初,固体火箭发动机在商业航 天中崭露头角,如美国的“飞马座”和欧洲的“织女星”火箭。近年来,固体火箭发动 机继续向高性能、低成本方向发展,典型代表包括日本的“艾普斯龙”和中国的 3.5 米整体式固体火箭发动机。

  20 世纪 30 年代,德国 V-2 火箭的诞生标志着液体火箭技术的实用化和成熟。1926 年罗伯特·戈达德成功发射的第一枚液氧汽油火箭则为液体火箭技术奠定了基础。 进入民用航天时代(1970s—1990s),发动机设计转向无毒、高性能和重复使用, 典型代表如美国的 SSME 和苏联的 RD-170/171M。随后,一次性火箭时代(1990s— 2000s)强调高可靠性、低成本和模块化,典型发动机包括美国的 RS-68 和俄罗斯 的 RD-191。近年来,商业航天时代(2010s 至今)推动了发动机向低成本、可重 复使用方向发展,典型代表如 SpaceX 的“猛禽”和中国的 YP-100 系列。

  纵观历史发展,液体燃料在商业航天降本增效中扮演了核心角色。随着液化天然 气(LNG)的大规模使用,来源广泛、成本低廉的甲烷成为火箭发动机可供选择的 推进剂。液体燃料的研发始于 20 世纪初,罗伯特·戈达德在 1926 年成功发射了第 一枚使用液氧和汽油作为推进剂的液体燃料火箭,开启了现代液体燃料火箭的时 代。液体燃料的优势在于其高比冲、可调节推力和可重复使用性,这些特性使其成 为商业航天的理想选择。例如,SpaceX 的“猎鹰 9 号”火箭采用液氧和煤油作为燃 料,通过可重复使用技术大幅降低了发射成本,推动了商业航天的快速发展。相比 之下,固体燃料的发展历史更为悠久。现代固体燃料技术在二战期间得到广泛应 用,以其高能量密度和易于存储的特点,主要用于导弹和助推器领域。然而,固体 燃料的不可调节性和一次性使用特性限制了其在商业航天中的应用。 国内运载火箭以液体火箭为主,占比高达 75%,远超固体火箭(23%)和固液混 合火箭(2%)。这一比例反映了液体火箭在我国航天发射任务中的主导地位,其优 势在于推力可调、比冲较高、适用于重复使用以及更精准的轨道调整能力。相比之 下,固体火箭因其结构简单、点火迅速,主要用于军事用途或小型卫星发射。固液 混合火箭虽然兼具两者优点,但技术发展尚不成熟,应用较少。整体来看,液体火 箭仍是我国航天发射的主力,并将在未来进一步优化技术,以提升发射效率和降 低成本。

  固体燃料包含燃料、氧化剂及其他添加剂预先混合成固态推进剂。发射前将固体 燃料封装在火箭发动机内,点燃后产生大量高温高压气体,经火药柱和燃烧室空 隙进入喷管膨胀,从而产生推力。因此固体燃料一经点燃无法中途关闭或调节推 力大小。 液体燃料火箭使用液体形态的燃料并氧化剂和燃料分别贮放于氧化剂箱和燃料箱 中。因此,燃烧时需要通过喷嘴将燃料和氧化剂雾化并输送至燃烧室内充分燃烧, 形成高温高压气体,从而推动火箭发射。由于氧化剂和燃料独立存放,因此液体燃 料火箭可调节推力大小,并多次启停。 固体燃料和液体燃料各有利弊,目前商业火箭多以使用液体燃料为主。固体燃料 火箭使用固体燃料,结构简单,储存和运输方便,发射准备时间短,但推力和比冲 较低,无法控制燃烧过程,多用于军事和中小型商业发射。液体燃料火箭使用液体 燃料,如液氧和 RP-1,具有较高的比冲和推力,燃烧过程可控,但结构复杂,储 存和运输要求高,发射准备时间较长,主要用于高效和大型发射任务。综合性能、 发射的大小型而言,液体火箭较固体燃料火箭更具备优势,SpaceX 的猎鹰 9 号等 火箭均采用液体燃料火箭,国内使用液体燃料火箭的企业有蓝箭航天、天兵科技、 深蓝航天等。

  液氧甲烷因其综合性能优势,适合作为高性能一级可重复使用主动力发动机燃料。 首先,液氧液氢发动机虽然混合比高(约 6),氧化剂流量大,推进剂综合密度增 加,但其密度比冲仍比液氧甲烷发动机低约 10%,且贮箱体积大、重量和成本高, 抵消了高比冲的优势。其次,液氧煤油发动机(如 RD-191)虽室压高(约 25 MPa), 混合比为 2.74,但其理论比冲仍比液氧甲烷发动机低约 3%,且材料和工艺已达极 限。因此,液氧甲烷发动机在理论比冲、密度比冲、使用维护和后处理方面均表现 出色,成为理想选择。相较于液氧煤油,液氧甲烷的比冲更高、不易结焦,有利于 发动机重复使用,而相较于液氧液氢,液氧甲烷成本为液氢的 1/30,更适合商业 航天。

  全流量补燃循环液氧甲烷火箭发动机在性能和技术实现上具有显著优势。以主涡 轮材料温度上限为约束,富燃补燃循环的液氧甲烷发动机室压最低(约 13.4 MPa), 比冲仅为 302 s,性能较差;而富氧补燃循环和全流量补燃循环室压较高,更适合 工程应用。其中,全流量补燃循环可大幅提高室压和比冲,显著提升发动机和火箭 性能。此外,国内成熟的补燃循环发动机研制经验为全流量补燃循环液氧甲烷发 动机提供了坚实的技术支撑。

  我国火箭燃料发展从固体燃料向液体燃料转型,目前以液体燃料为主。我国初期 以固体燃料运载火箭为主,主要沿袭了苏联相关技术,已在制造技术、响应周期、 制造成本等各方面达到成熟产品标准。目前各国均以液体燃料火箭为主要发展方 向,统计的各国家/组织中,超 70%的火箭使用液体燃料,约 20%的火箭使用固体 燃料,其余为各子级分别使用了液体燃料和固体燃料。美国民营火箭公司在液体 燃料,尤其是液氧甲烷燃料方面具有世界领先优势,可实现分级燃烧循环。我国商 业航空在技术上仍有一定差距。

  液体燃料发动机结构较于固体燃料发动机更为复杂。燃料与氧化剂分开储存,通 过涡轮泵和管道输送至燃烧室,推力可调节且效率高,适合可重复使用和精确控 制任务,如运载火箭和深空探测。固体燃料发动机结构简单,燃料与氧化剂预先混 合成固体推进剂,燃烧室与燃料储存一体,无需复杂输送系统,适合一次性使用和 高可靠性任务,如导弹和助推器;两者各有优劣,分别满足不同航天需求。 中国液氧甲烷发动机的发展经历了从基础研究到工程研制的多个阶段。20 世纪 80 年代,国内开始液氧甲烷推进剂的基础研究,但因液氧煤油发动机的优先发展而 暂时停滞。2005—2010 年,西安和北京航天动力研究所重启关键技术攻关,完成 原理样机试验。2010—2015 年,北京航天动力研究所聚焦重复使用技术,开展多 次试车考核。2015 年后,民营航天企业(如蓝箭航天、九州云箭)加入,推动液 氧甲烷发动机工程化,完成 80 吨级和 8 吨级发动机的全面试车,并启动 200 吨级 全流量补燃循环发动机研究。近年来,中国液氧甲烷发动机在推力、比冲和重复使 用技术上取得显著进展。

  液氧/煤油发动机是我国新一代运载火箭自主研发的无毒、无污染、高性能、低成 本液体火箭发动机。该发动机采用先进的补燃循环技术,具备化学点火、推力和 混合比调节功能,并可实现单向或双向摇摆,是一项具有独立知识产权的创新项 目。其高压富氧循环技术为全新突破,但低成本研制仍是挑战。研制前,国内经过 近十年的论证,对比了液氧/煤油、液氧/甲烷和液氧/丙烷三种推进剂,最终选择液 氧/煤油,既借鉴了美俄的发生器循环和补燃循环经验。液体火箭发动机的降本措 施聚焦于系统简化、结构优化、国产替代及技术复用,通过模块化设计(如长征系 列)、成熟技术移植(如阿金娜经验)、材料轻质化(如铜合金铣槽)等策略,显著 降低了研发与维护成本。同时,液氧/煤油发动机的高压补燃循环技术、冗余安全 设计,进一步推动了低成本与高可靠性的平衡。

  液氧甲烷发动机关键技术聚焦于大范围推力调节、多次点火起动、高效稳定燃烧、 大功率涡轮泵设计及重复使用寿命评估等方面。旨在提升发动机性能与重复使用 能力。其发展方向从燃气发生器循环到全流量补燃循环,逐步提高推力、比冲和重 复使用潜力,其中全流量补燃循环因涡轮泵密封要求低、寿命长,成为重复使用发 动机的理想选择。

  火箭主要技术系统分别有:制导系统、姿态控制管理系统、动力系统和着陆系统。制 导控制和姿态控制系统是火箭飞行中不可或缺的基础系统,用于确保火箭在上升 和下降过程中按照预定轨迹飞行、克服环境干扰,从而实现精确入轨或返回。这在 所有火箭设计中都是基本要求。动力系统包括主发动机及其减速和燃料管理控制, 是火箭飞行的核心部分。着陆系统主要应用于可重复使用的火箭,如 SpaceX 的猎 鹰 9 号或蓝色起源的部分型号。这类火箭需要精确控制下降轨迹和着陆姿态,以 实现回收和再利用。相对而言,传统的一次性使用火箭则不具备复杂的着陆系统。

  火箭的动力系统直接决定运载火箭的运载能力。它的主要功能是产生推力,推动 火箭及其载荷穿越大气层并进入预定轨道。液体火箭的动力装置系统主要包括推 进剂输送、增压系统和液体火箭发动机。推进剂输送和增压系统确保发动机可靠 工作,由输送管道、增压管道、增压器件和阀门等组成。其主要功能是将推进剂输 送到发动机泵前,加压后送入推力室,并提供增压气体,确保泵入口压力满足要 求,同时维持贮箱结构强度。增压方式有气瓶贮气增压、气瓶贮气加温增压、化学 增压和自生增压四种,后两种较为复杂。自生增压可通过加热液态推进剂或从燃 气发生器引出高温燃气,冷却后用于贮箱增压。

  火箭的制导和控制系统,(Guidance, Navigation, and Control),简称 GNC。主要 由制导系统(Guidance)、导航系统(Navigation)以及控制系统(Control)组成。 制导系统负责计算火箭的实时位置、速度和姿态,并与预定轨道进行比较,生成修 正指令;控制系统则执行这些指令,通过调整发动机推力矢量或姿态控制装置(如 推力矢量喷管、反作用控制系统等)来修正火箭的飞行路径和姿态。在火箭发射 中,制导和控制系统确保火箭能够克服外部干扰(如风、空气阻力等),保持稳定 飞行,并最终将有效载荷精确送入预定轨道或目标位置。 常见的制导技术包括摄动制导、闭路制导、迭代制导等。其中,迭代制导是随着 现代计算机技术和最优控制理论的发展而出现的一种制导技术,根据当前位置和 目标位置关系,更好地调整火箭飞行轨迹,保证入轨精度和入轨的姿态。以我国航 空技术为例,神舟八号以前的飞船,采用的是摄动制导。而用于实现天宫一号和神 舟八号飞船交会对接的长征二号 FT1 火箭的制导方式首次使用了迭代制导技术, 从而保证入轨精度和入轨的姿态。目前,迭代制导广泛应用于要求高精度的项目。

  制导技术的迭代升级正在重塑航天发射经济性。据《重复使用运载器制导与控制 技术综述》,开环制导通过离线弹道规划与风场预测的动态耦合,在大气层内飞行 阶段实现约束条件下的高适应性;闭环制导则在真空环境中通过实时最优控制算 法,将轨道入轨精度提升至厘米级;摄动制导创新性地运用运动解耦理论,通过理 想弹道微调显著降低回收燃料消耗;计算制导更依托星载计算机的实时运算能力, 不仅缩短 20%-30%研发周期,还能在发动机突发故障时重构飞行轨迹。

  GNC 系统解决了火箭在复杂空域速域下的飞行路径优化问题。支持多任务场景的 动态调整(如故障降级任务);高精度抗扰着陆控制则采用凸优化轨迹规划与自抗 扰控制技术,克服了垂直着陆段的非线性气动力、风场干扰与终端约束,确保火箭 精准着陆;此外,智能一体化协作设计通过神经网络与强化学习,整合多源传感信 息,实现“边飞边学”的实时优化与“终身学习”的迭代升级,提升系统鲁棒性 (Robustness)与自主性。GNC 系统的技术进步直接推动了可重复使用火箭的经 济性与可靠性提升。

  常见的导航技术包括惯性导航、卫星导航、组合导航等。第二代 GNC 系统中基本 都采用了惯性测量装置 IMU。例如“阿波罗”号飞船惯性使用了 IMU 导航平台,“联 盟 TM”飞船采用 IMU 捷联式惯性导航系统。组合导航技术将天文导航、卫星导航 等技术的一个或几个与惯性导航组合,形成相对具有高适应能力的导航设备。例 如我国神舟载人飞船应用的就是 STS/GNSS/SIN 组合导航系统。

  火箭的伺服系统是调节发动机推力矢量和火箭姿态的关键技术。通过传感器监测 飞行状态、控制器生成指令以及执行机构(如摆动喷管或燃气舵)调整方向,并结 合反馈回路实现精准控制,确保火箭在发射和飞行过程中稳定按预定轨道飞行, 是火箭精确到达目标的核心。伺服机构作为伺服系统的重要组成部分,用于驱动 发动机喷管摆动,喷管通过弹性元件支撑并铰接于安装座,通常具有两个摆动自 由度,两个伺服机构可在相互垂直的方向上单独或同时运动,实现喷管姿态调整。伺服机构由伺服阀、作动筒和液压源等组成,其性能直接影响火箭运行状态,因此 在地面测试中需准确模拟负载特征以评估其综合性能。

  运载火箭伺服系统主要包括电液伺服系统、机电伺服系统、电静压伺服系统。目 前,我国在伺服技术上以大功率电动伺服系统代替液压系统,取得较大技术突破。 以长征八号火箭为例,其采用了新型电静压伺服系统。与传统电液伺服机构相比, 电静压伺服机构(EHA)的元组件更少、配套简化,重量更轻,并取消了以伺服阀为 主的复杂液压元件,维护简便,有利于满足大批量生产、验收、交付的需求。

  火箭箭体结构复杂且高度集成,包含流罩、发动机等结构部件。火箭的箭体结构 一般由整流罩、推进剂储箱、输送管道元件、推进舱、级间段、发动机架和尾段几 部分组成。以 SpaceX 公司的猎鹰 9 号火箭为例,其一级火箭筒包括发动机、着 陆腿、燃油箱和液氧箱等,由碳纤维和铝蜂窝材料组成的四个着陆腿,增强了着陆 时的稳定性和可回收性;底部配有九台梅林发动机,设计上允许单台发动机故障而不影响飞行任务;一级燃油箱和液氧箱采用铝锂合金,共用一个底部。二级火箭 筒通过复合结构连接一级火箭筒,包含二级燃油/液氧箱及真空梅林发动机,专为 高空真空环境设计;整流罩由碳纤维和铝蜂窝材料制成,可重复利用。整体设计使 火箭具备高效的推进能力和回收再利用的特点。

  发动机、箱体结构为运载火箭成本最高部分。在一级火箭硬件成本中,发动机占 54.3%,箱体结构占 23.5%,在二级火箭硬件成本中,箱体结构占 29.5%,二级发 动机占 28.6%,电气设备占 27.2%,阀门机构、火工品、推进剂成本占比相对较小。

  SpaceX 公司是全球航空航天行业的技术“先行者”。SpaceX 公司由埃隆·马斯克于 2002 年创立,成功开发了猎鹰系列火箭,实现火箭的可重复使用,所研发的龙飞 船完成了国际空间站的货物运输和载人任务,自 2015 年来提出星链(Starlink)卫 星互联网项目,旨在通过发射大量低轨道卫星,建立一个全球覆盖的高速互联网 网络。公司也积极开发星际飞船(Starship),旨在未来实现载人登月和火星任务, 推动人类深空探索。

  SpaceX 公司主要业务为发射、通信、运输服务,核心产品为猎鹰 9 号、猎鹰重型、 星链、龙飞船和星舰。猎鹰 9 号具有多个部件可重复使用、一级推进器可垂直着 陆回收,大多数都用在承接商业客户的发射任务。猎鹰重型采用三个并联的猎鹰 9 一 级助推器,可运送更大重量的货物往太空,主要服务于美国政府、军方。星链网络 由多个低轨卫星组成,目前拥有超过 5600 颗活跃卫星。星舰还在不断研发测试迭 代中,预计未来可搭载 50 人以上,能在飞船内长时间居住,完成地月转移以及直 击火星的任务。

  SpaceX 公司近三年营收增长迅速,发射业务客户主要为 spaceX 星链业务、商业 客户、政府客户。SpaceX 公司 2002 年成立初期主要依赖于 NASA 的技术援助, 订单也来源于美国军方和政府的支持,2006 年收到 COTS(Commercial Orbital Transportation Services,商业轨道运输服务)合同 2.78 亿,2008 年收到 CRS (Commercial Resupply Services,商业补给服务)合同 16 亿,但一直到 2020 年以 前,SpaceX 的营收一直维持在 2 亿美元以内。 基于火箭技术的成熟,以及商业模式的拓展,SpaceX 于 2015 年启动的卫星互联 网项目,旨在通过近地轨道(LEO)卫星群为全球提供高速、低延迟的互联网服务, 尤其覆盖偏远地区。经过 5 年的运营,星链逐渐成熟,发射卫星达到规模效应, 组网基本成型,SpaceX 公司的商业模式逐步完善,开始展现出规模效应。总营收 从 2022 年的 2.3 亿美元快速增长到 2023 年的 8.7 亿美元,2023 年营收同比增长 高达 89.1%。 星链是 SpaceX 实现“太空经济闭环”的核心一环,既依赖母公司技术积累,又反哺 其长期愿景。两者关系体现了马斯克“垂直整合”战略——从火箭制造到卫星运营 再到终端服务,全链条自主掌控,颠覆传统航天模式。客户层面,SpaceX 的星链 业务占其发射任务的 47.5%;其次是商业客户,占总发射量的 27.8%,客户包括 SES、Eutelsat等,主要服务为将卫星送入轨道;美国政府客户占总发射任务的21.3%, 包括 NASA、Space Force 和 Air Force 等,其中国际空间站(ISS)补给任务约占 9%,机组人员运输约占 3%。

  SpaceX 公司研发的运载火箭性能呈现快速提高、发射成本大幅下降的趋势。猎鹰 9 号、猎鹰重型和星舰为 SpaceX 公司三大主力运载火箭,2010 年首发成功猎鹰 9 号作为最常用的运载火箭,推力 170 万磅,载荷 13 吨,发射成本为约 3000 美元/ 公斤,2018 年首发成功的猎鹰重型的推力为 500 万磅,载荷 63.8 吨,发射成本为 约 1500 美元/公斤,能够执行更复杂和重型的任务,满足商业和政府的多样化需 求。2024 年试飞成功的星舰采用了更先进的猛禽(Raptor)引擎,推力 670 万磅, 载荷 100-150 吨,发射成本为预计约 200 美元/公斤。整体而言,SpaceX 公司新研 发的运载火箭星舰在综合性能和价格方面远优于 2010 年首发成功猎鹰 9 号。

  运载火箭箭体回收方法类型有伞降回收、垂直返回和带翼飞回,猎鹰 9 号采用垂 直返回方式。伞降回收通过控制降落伞调节速度和角度,运载损耗低但需搜索和 回收设备,回收效率较弱;垂直着陆回收可实现精准降落,要求火箭具备垂直起降 能力,SpaceX 的猎鹰 9 号采用此法,具体方案为重复使用的一子级和二子级火箭 分别垂直返回发射场,第一级由亚轨道垂直返回,第二级在轨道分离后返回;空中 回收通过飞行器在空中捕捉,技术最为复杂但不需大范围调整,俄罗斯的安加拉 火箭采用此方案。

  猎鹰 9 号的垂直返回复用技术显著降低了猎鹰 9 号的发射成本。通过重复使用一 级火箭等硬件,后期发射仅需投入二级火箭、整流罩和相关软件费用。随着复用次 数的增加,总体平均成本逐步下降,猎鹰9号通过回收实现单次发射成本降低70%。 随着复用次数增加,平均成本逐渐下降,复用次数超过 10 次后,成本稳定在约 1700 万美元。

  SpaceX 可回收火箭关键技术为火箭发动机推力调节、返回段点对点精确制导等技 术。SpaceX 公司在火箭发动机推力调节、返回段精确制导、气动外形优化和热防 护升级等方面取得良好进展,例如 SpaceX 公司的“梅林”(Merlin)发动机实现了 57%至 100%的节流能力,而“猛禽”(Raptor)发动机则通过液氧/甲烷推进剂达到 了 40%至 100%的节流能力,猎鹰-9 火箭的最短再次发射间隔已缩短至 51 天。

  猛禽(Raptor)发动机的主要竞争对手有 BE-4 发动机,RS-25 氢氧发动机还有 RD-180 液氧煤油发动机。美国蓝源公司的 BE-4 发动机由液氧甲烷燃料富氧分级 燃烧循环,且可变推力,可实现 100 次以上复用,但 BE-4 只有 13.4MPa,只是“猛 禽”V3.0 的 38%。RS-25 虽然比冲较其余发动机都高,但造价昂贵,每台发动机成 本超过 5000 万美元,而猛禽发动机成本仅为 25 万美元。俄罗斯 RD-180 发动机具 有双燃烧室、双喷嘴,采用共享涡轮泵。

  SpaceX 的猎鹰 9 号、猎鹰重型、星舰均使用性能更好、更适合大型发射任务的液 体燃料火箭。固体燃料火箭使用固体燃料,结构相对比较简单,储存和运输方便,发射准备 时间短,但推力和比冲较低,无法控制燃烧过程,多用于军事和中小型商业发射。液体燃料火箭使用液体燃料,如液氧和 RP-1,具有较高的比冲和推力,燃烧过程 可控,但结构复杂,储存和运输要求高,发射准备时间较长,大多数都用在高效和大型 发射任务。综合性能、发射的大小型而言,液体火箭较固体燃料火箭更具备优势, SpaceX 的猎鹰 9 号等火箭均采用液体燃料火箭,国内使用液体燃料火箭的企业有 蓝箭航天、天兵科技、深蓝航天等。

  SpaceX 通过多层次的降本策略有效控制成本。上游方面,利用通用产品低价和技 术壁垒,增强议价能力和供应链控制,通过供应商竞争和专业管理团队确保高效 稳定。中下游方面,坚持自主研发和制造 70%以上的火箭分系统,提前布局制造、 装配、测试和发射设施,自主掌控任务环节,提高运营效率,同时优化商业模式、 提高资源整合,低成本火箭研发推动“星链”计划建设,“星链”营收再投资于可重复 使用技术,形成正向内循环,这些措施共同支撑了 SpaceX 的成本优势。

  我国火箭发射市场规模已超百亿,随着以 GW 和 G60 的卫星组网需求提升,火箭 发射需求将快速提升,而降本就成为了目前火箭发射环节的主要诉求。降本方面 一是靠液体可回收火箭的加速试射和应用,二是靠火箭制造环节规模化的供应链 降本。同时中国商业火箭公司的成立也标志着国家和地方政府探索更商业化的模 式进入火箭发射领域,对于非公有制企业在火箭发射市场中的技术储备/供应链管理等 环节的要求也随之提升。

  我国火箭市场规模近年波动式增长,未来上涨的速度加快。我国火箭发射市场 2018- 2020 年一直维持在 65 亿附近,从 2021 年开始加速,2022 年突破百亿,我国火箭 发射市场规模呈现波动增长态势,未来预计将以更快的速度呈喷发式扩张,到 2027 年将突破 280 亿。目前我国民营运载火箭企业也在加速研发,追赶国际火箭发射 技术前沿,相比国际运载火箭服务市场需求和供给情况,我国火箭发射市场弹性 更大。

  目前国内运载火箭头部玩家均在液体可回收火箭技术完善布局,第一梯队企业皆 具备独立火箭发射能力。根据火箭是不是具备独立发射能力将企业划分为第一梯队、 第二梯队,国内估值排名前八的运载火箭企业,都为具备独立发射能力的第一梯 队企业,如天兵科技、星河动力、星际荣耀等。暂未具备独立发射能力,但在火箭 试验中的第二梯队企业有深蓝航天、箭元科技等,其中深蓝航天自主研发的“星云” 系列火箭预将于 2024 年底首飞,箭元科技的“元行者一号”火箭预计于 2025 年进 行首次入轨。此外北京聚集大量优质运载火箭企业和资源,具备融资、政府扶持、 产业园区完善等优势,第一梯队的 8 家公司中 4 家均来自北京,同时据北京市经 信局多个方面数据显示,北京目前拥有 157 家商业航天重点企业、30 家国家级专精特新“小 巨人”。

  国内航空政策的逐渐完备为国内商业航天产业高质量发展奠定基础。近几年国家持续出 台政策支持航天航空产业高质量发展,如 2024 年国务院颁布的《政府工作报告》提出将 积极打造商业航天、低空经济等新增长引擎,2022 年国务院颁布的《2021 中国的 航天》提出加速运载火箭升级换代,推动运载火箭型谱发展,研制发新一代载人运 载火箭、大推力固体运载火箭、重型运载火箭,持续开展重复使用航天运输系统关 键技术攻关和演示验证,政策实施将有利于促进国内商业航天产业的发展。

  中国商业火箭成立标志着国家将用更积极的方式探索火箭发射的降本和运营模式, 也标志着火箭发射行业竞争格局的变化。商业火箭公司的股权架构中含有国有科 技集团/科研院所/地方政府,与以往单一主体参与火箭发射运营不同,此次的合作 模式以及落地上海有望推动我们国家用新的股权和公司运营模式,去实现火箭发射环 节的成本下降,同时也加强各环节的沟通和协调。同时商业火箭公司的成立,也有望 更加积极地承担 GW 和 G60 的发射任务,促使目前民营火箭公司加速探索液体可 回收技术,2025 年在液体可回收火箭领域,试射成功的公司将拿到下一个阶段的 船票。 中国航天科技集团商业火箭有限公司于 9 月 26 日于上海正式成立,注册资本 10 亿元。该公司由航天科技集团主导,股权结构以国有资本为主,同时可能引入 地方政府和战略投资者。旨在探索建立商业航天新产业模式、新研发模式、新制造 模式,聚焦“全方面提升商业发射服务能力”和“快速推出一款极具市场竞争力的主力 火箭”两大核心任务,形成商业航天新质生产力。企查查股权穿透显示,航天科技 商业卫星公司由中国航天科技集团有限公司(持股 51%)、北京卫星制造厂有限公 司(持股 39.5%)、上海航天设备制造总厂有限公司(持股 8.5%)、中国空间技术 研究院(持股 0.5%)、上海航天技术研究院(持股 0.5%)共同持股。主营业务包 括火箭研制、发动机研制、发射场运营、测控服务以及发射服务,突破传统火箭业 务界面,实现了火箭发射服务核心资源与流程全覆盖。 液体可回收火箭技术是中国商业航天的竞争焦点。中国商业航天市场扩张,国有 企业凭借政策倾斜、优先获取发射场资源和成熟技术储备,获取大运力订单和战 略任务订单有相对优势。非公有制企业虽在液体可回收火箭等创新技术(如深蓝航天 的垂直回收试验)上寻求突破,但仍面临试错成本高及客户信任度不足等挑战。未 来民企也能够最终靠差异化竞争(如低成本小火箭、快速响应发射)和技术突破,在 “国家队主导主流市场、民企聚焦细致划分领域”的格局中找到立足之地。

  2020 年以来运载火箭行业融资状况活跃。运载火箭行业非上市公司投融资金额自 2020 年起持续维持在高位,2020 年投融资金额为 37.1 亿元,2021-2023 年在一级 市场不活跃状况下,运载火箭行业的投融资金额依旧维持在 25 亿左右。其中运载 火箭行业投融资活动集中在北京(49.8%)、湖北(18.1%)和江苏(11.3%),中小 规模项目占主导地位,1-2 亿元的项目占比 52.9%。

  国内液体可回收火箭预计 2025 年迎来爆发期。2024 年以前国内各公司的可回收 火箭发射均为试验飞行,而非实际发射,自 2024 年中下旬起迎来可回收火箭的实 际发射爆发期,例如天兵科技的天龙三号等可回收火箭发射,但首发箭不回收, 2025 年可回收火箭预估发射数提高,且箭元科技等公司开始采用首飞即回收、海 上回收等更高技术上的含金量的发射方式。性能方面,其中天兵科技的天龙三号对标与 SpaceX 的猎鹰 9,直径 3.8 米,起飞重量 590 吨,近地轨道运力达 17 吨,太阳同 步轨道运力达 14 吨。此外火箭的直径影响其运载能力,2024 年 6 月航天八院发射 3 米级可重复使用火箭,相较之下猎鹰 9 为 3.7 米、重型猎鹰为 3.66 米、星舰为 9 米,航天八院正在加紧研制 4 米级和 5 米级可重复使用火箭,计划分别在 2025 年 和 2026 年进行首飞。

  火箭回收方式影响运载能力,国内火箭的海上回收能力有待提升。海上回收的火箭运载能力远高于陆地回收,火箭运载能力常用 LEO 运载能力和 GTO 运载能力 来衡量,分别指火箭将有效载荷送入近地轨道、地球同步转移轨道的能力,根据 《运载火箭海上平台成功回收的分析及启示》,海上回收时,LEO 为 16.5 吨,GTO 为 5.3 吨;陆地回收时,LEO 最低为 10.6 吨,GTO 为 2.6 吨。海上回收的技术难 度高于陆地回收,海上回收可根据火箭下落和接驳船舶的位置优化,而陆地回收 因固定回收点需大量燃料调整火箭姿态。目前国内有箭元科技和中科宇航进行过 有限的海上回收试验,我国在可重复使用火箭回收上与美国猎鹰 9 号仍有差距。 国内公司正加紧验证可重复使用火箭技术,并有望在未来实现更高空域的测试和 发射计划。近年来,中国商业航天企业在可重复使用火箭领域取得了显著进展。深 蓝航天通过多次垂直起降(VTVL)测试,逐步验证了火箭的悬停、姿态控制和软 着陆能力,并计划在 2025 年实现星云一号运载火箭的入轨和回收,开启规模化商 业运营。蓝箭航天的“朱雀三号”成功完成了 10 公里级垂直起降返回飞行试验,采 用大推力液氧甲烷发动机,未来将向 30 公里级测试迈进,进一步验证高空回收技 术。

  目前我国拥有四个陆地发射场,2023 年新增首个承接国内外发射业务的商业发射 场。国内拥有酒泉、太原、西昌、文昌四个发射场,分布在不同地理位置的发射场 各具优势,如酒泉卫星发射中心地处戈壁滩,气候干燥且远离人口密集区,有利于 安全防护。新增的海南文昌发射场二号发射工位是我国首个液体通用型发射工位, 也是我国首个承接国内外发射业务的商业发射场地,可兼容 10 多个型号火箭的发 射需求,更加商业化,有利于国内民营火箭企业的火箭发射,而原来的一号发射工 位为国内新一代中型 CZ-8 火箭专用工位,主要保障国家重大任务。

  商业发射场完善将推动各商业主体和非公有制企业更市场化地参与商业航天,更市场 化地配置发射资源。根据新华网报道,海南商业航天发射场二期项目位于海南省 文昌市东郊镇滨海区域,2025 年 1 月 25 号,海南商业航天发射场将新建两个液体 火箭发射工位。该项目总用地面积 2000 余亩,毗邻海南商业航天发射场一期,将 主要建设发射区、技术区和测控站。其中,技术区将建设商业航天指挥控制中心、 火箭总装测试厂房等设施;发射区将建设三号、四号液体火箭发射工位,并配套建 设推进剂加注系统、供气系统等。更加商业化、专业化的商业发射场配套,将有利 于市场化地配置发射资源,降低后端成本。 北京为我国航天事业的发源地,航天领域科学技术创新资源丰富,商业航天产业高质量发展 国内领先。1956 年,中国航天科技集团前身在北京成立,为北京发展航天产业的 奠定了基础。北京目前已形成“南箭北星”的产业格局。北京南部(经开区、丰台区、 大兴区)聚集了全国 70%以上的商业火箭整箭企业,包括蓝箭航天、星河动力等 头部企业。据《丰台区商业航天产业发展三年行动计划(2023—2025 年)》提出, 丰台区航天航空产业将融合“航空+”产业生态圈建设,营造航天+智慧城市、医疗、 节能环保等工程。未来北京将进一步促进航天产业向覆盖火箭研制、发射服务全 链条方向发展。

  (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。)

  小学生放学太早无人接送?深圳有家长建议小学延时至18:30放学,教育局:课后服务原则上至18:00

  有深圳家长在人民网留言板发帖称:小学放学时间早,不方便职工家长接送及看护,建议延迟至18:30放学。对此,宝安区教育局作出回应:课后服务时间原则上至18:00,有特殊情况需要延迟放学的,由学校予以妥善安排。

  特朗普威胁:若有关国家在90天关税暂停期无法与美达成协议,美将恢复加征关税

  来源:环球网 【环球网报道】据(ABC)、《国会山报》等新闻媒体报道,美国总统特朗普当地时间10日表示,如果在美方暂停关税的90天内,有关国家无法与美达成协议,他将恢复此前的关税政策。特朗普新一轮威胁引发争议,有美国网友愤怒表示,“让我们再次搞砸这一个国家!!!

  北京市应急办:非必要不出行,周末阵风超13级!11、12级风陆上很少见,一般当风力超过12级时,就从另一方面代表着对陆地地面物象“摧毁极大”。

  北京时间4月11日,跳水世界杯加拿大温莎站女子10米台预赛,#全红婵第一陈芋汐第二晋级决赛 。#全红婵再现水花消失术

  有记者提问:特朗普宣布将对不采取报复性行动的国家实施90天的关税暂停,但是上调对华关税至125%,甚至有可能到150%,中国是否会继续对美加征更高关税?

  今起三天(4月11日至13日)中东部多种灾害性天气叠加我国天气十分复杂强降温、强雨雪、强对流、大风、沙尘纷纷登场华北将现历史同期罕见持续性大风东北多地暴雪大暴雪上线南方还会迎来冰雹、雷暴、龙卷风、短时强降水……强对流天气天津即将迎来“陆地罕见”12级狂风大家请注意安全!

  受到特朗普关税政策的持续冲击,当地时间周三,欧洲主要车企的股价普遍下挫。当前,英国、德国等多家车企已经陆续宣布暂停发货、闲置工厂等应对措施。CNBC 蒋钰:当地时间周三,欧洲汽车巨头的股价继续受到了特朗普关税政策影响,延续了近期的跌势,截至收盘普遍下挫。

  近段时间,中美之间的关税战那可是打得火热,一波未平一波又起,局势一直在升级。结果美国还线% 的基础上,又加了 50%,这第三轮关税战的税率一下子就飙到了 84% 的惊人水平。

  面对特朗普关税,中方表态奉陪到底后,原本也打算反制美国的欧盟突然变卦,叫停对美反制,另一边,特朗普说出8个字。

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