文章核心观点 文章系统性地梳理了现代火箭的结构、关键部件技术、回收方式，并详细介绍了国内外主要火箭制造企业及其产品谱系，旨在展现商业航天领域的技术发展现状与产业格局，特别是中国在该领域的快速进步和多元化发展 [1][4][51] 第一部分：火箭结构 火箭发动机 - 液体火箭发动机是主流，由推力室、推进剂供应系统和控制系统组成，氧化剂和燃烧剂分储 [8] - 一级发动机（液氧煤油）：SpaceX的梅林1D发动机是唯一实现工程应用的可重复使用液氧煤油发动机 [11] 天兵科技的天火-12发动机可重复使用大于50次 [11] 力擎二号和YF-102发动机也具备可回收能力，并大量应用3D打印技术以降低成本 [11] - 二级/上面级发动机：SpaceX的真空猛禽发动机单发推力约14.7兆牛顿，比冲约380秒 [13] 蓝箭航天的天鹊15A是国内推力最大的真空型液氧甲烷发动机，真空推力达836kN [14] 猎鹰9号二级采用梅林真空发动机，比冲348秒 [15] - 液氧甲烷发动机：成为新一代发展方向，SpaceX的第三代猛禽发动机在推力、比冲等核心指标取得长足进步 [16] 蓝箭航天的天鹅-12A推力提高9%、比冲提高40m/s、重量减轻100kg [16] 星际荣耀的焦点二号、九州云箭的龙云（重复使用≥50次）、宇航推进的沧龙一号（重复使用≥50次）均为代表性液氧甲烷发动机 [16] 3D打印技术应用 - 技术优势：相比传统制造，3D打印在制造复杂结构、轻量化（如叶片减重75%）、缩短制造周期、提升零件性能与质量方面优势显著 [17] - 企业应用： - 天兵科技：天龙二号火箭近90%部件采用3D打印，制造周期缩短70%-80%，成本与重量降低40%-50% [18] 天龙三号发动机90%零组件采用3D打印 [18] - 星河动力：“苍穹”液氧/煤油发动机实现4:1变推比和50次重复使用能力 [18] 智神星二号CQ-90发动机90%以上重量采用3D打印 [18] 公司在2024年商业航天领域订单中占比超30% [18] - 其他公司：深蓝航天的“星云一号”发动机关键部件3D打印材料占比43.85% [18] 东方空间的液氧甲烷发动机进入批量生产 [18] - 行业影响：3D打印助力快速研制，航天推进技术研究院在不到一年内成功研制90吨级可复用液氧煤油和140吨级可复用液氧甲烷发动机 [19] Relativity Space通过3D打印将火箭零件数量从10万个减少到约1000个，组装周期从18个月缩短至60天 [20] 火箭贮箱 - 功能与结构：贮箱是储存燃料和氧化剂的核心容器，需满足推进剂贮存、结构支撑和压力管理需求 [8] 由简段、短壳和箱底焊接而成，箱底制造难度最大 [23] - 材料类型： - 不锈钢贮箱：耐腐蚀、高强度、低温性能好，在成本、制造周期和可重复使用性方面有优势 [25] 中国航天科技集团一院已成功研制国内首个10米级直径不锈钢贮箱样机 [25] - 铝合金贮箱：主要包括铝镁合金和铝铜合金，猎鹰9号燃料贮箱使用铝锂合金材料 [33] 中国航天科技集团五院研制出490升、950升等多种规格的铝合金表面张力贮箱 [33] - 共底贮箱技术：是发展趋势，可减轻结构质量 [32] 蓝箭航天的朱雀二号改进型在国内首次使用双低温单层共底贮箱 [32] 宇石空间的AS-1火箭二级采用了国内首个直径4.2米的不锈钢薄壁共底贮箱，结构干重节约超1000kg [32] 火箭级间分离与整流罩 - 级间分离：分为热分离和冷分离两种方式，各有优缺点 [34] 我国运载火箭级间段多采用铝合金蒙皮桁条结构，猎鹰9号等采用碳面板蜂窝夹层结构 [34] - 整流罩： - 功能与材料：位于火箭顶部，用于保护卫星，抛弃时分为单星、双星、多星罩等 [10] 常用材料为铝合金和碳纤维复合材料 [10] - 型号对比：力箭二号采用全碳纤维复合材料，柱段与倒锥段一体成型 [35] 谷神星一号主体减重30%，热防护层可承受2200℃气动热流 [35] 天龙三号拥有中国商业航天最大（直径4.2米，长约13米）的全碳纤维整流罩 [35] 火箭回收技术 - 主流方式：垂直起降回收是当前最主流方式，因其着陆精度高、冲击小、对地面场地要求低 [40] - 垂直起降陆地回收：通过发动机反推减速垂直降落，对发动机和控制系统要求高 [45] 猎鹰9号首次实现轨道级火箭陆地完整回收 [45] 中国长征十二号甲等火箭进行了相关试验 [45] - 海上回收：猎鹰火箭采用海上平台回收一级和整流罩 [46] 中国首个火箭网系回收海上平台“领航者”已交付，采用类似航母阻拦索的网系捕获技术 [47] - “筷子夹”回收技术：通过发射塔机械臂在半空中捕获返回的火箭助推器，可省略转运环节 [49] SpaceX星舰在第5次试飞中首次验证该技术 [50] 宇石空间完成了国内首个百吨级全尺寸“筷子”捕获臂地面验证试验 [50] 第二部分：火箭企业及旗下火箭 中国国家队 - 中国长征火箭有限公司（航天一院）： - 旗下长征八号（含改进型）面向中低轨与太阳同步轨道发射任务 [51] - 长征九号为超重型运载火箭，处于预研阶段，起飞重量约6000吨，近地轨道运载能力大于150吨 [54] - 长征十号为新一代载人运载火箭，面向登月任务 [51] - 上海航天技术研究院（航天八院）： - 旗下主力火箭包括长征六号系列（三级构型）和长征十二号系列（二级构型） [56] - 长征六号甲为二级半构型，太阳同步轨道（700km）运载能力大于5吨 [56] 中国民营商业火箭公司 - 蓝箭航天：率先实现液氧甲烷火箭入轨 [61] - 朱雀二号：全球首款发射入轨的液氧甲烷运载火箭，太阳同步轨道（550km）运载能力4000kg [62] - 朱雀三号：可重复使用液氧甲烷火箭，一子级可复用多达20次，近地轨道（450km）运载能力在一次性、航区回收、返场回收模式下分别为21.3吨、18.3吨和12.5吨 [62] - 天兵科技：以液体可重复使用运载火箭为核心 [63] - 天龙二号：中国民营航天首枚成功入轨的液体火箭 [63] - 天龙三号：中大型液体火箭，近地轨道运载能力1722吨 [63] - 星河动力：固液并举，首家连续稳定发射成功的中国私营火箭公司 [65] - 谷神星一号：小型固体运载火箭，太阳同步轨道（500km）运载能力300kg [65] - 智神星一号：中大型重复使用液体运载火箭，近地轨道运载能力817.5吨 [65] - 星际荣耀：主攻液氧甲烷可复用火箭，双曲线一号是国内首家实现入轨的民营火箭 [69] - 双曲线三号：中大型可重复使用液氧甲烷火箭，近地轨道（200km）运载能力8.5吨 [70] - 中科宇航：中科院孵化的混改企业 [71] - 力箭一号：大型固体运载火箭 [71] - 力箭二号：中大型液体运载火箭，近地轨道运载能力12吨 [71] - 力箭三号：新一代可重复使用液体火箭，近地轨道运载能力40吨 [71] 国际商业火箭公司 - SpaceX：全球商业航天领导者，目标通过技术创新降低发射成本 [76] - 猎鹰9号：可重复使用中型火箭，一级设计可复用100次 [77] - 猎鹰重型：重型火箭，由三枚猎鹰9一级芯级并联，近地轨道运载能力约63.8吨 [80] - 星舰（Starship）：下一代完全可重复使用超级重型运载系统，规划V1、V2、V3三代，运载能力目标≥150吨 [82][83] 公司目前内部估值约8000亿美元，目标上市估值1.5万亿美元 [76] - Blue Origin：由杰夫·贝索斯创立，发展理念稳健 [85] - New Shepard：可重复使用亚轨道火箭系统 [87] - New Glenn：重型液体运载火箭，近地轨道运载能力约45吨，一级可重复使用 [88] - New Armstrong：规划中的超重型深空运载火箭，仍处于概念阶段 [87]