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全流量补燃循环发动机
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商业火箭迎关键验证窗口:发动机决定太空探索深度,3D打印则是降本核心
华尔街见闻· 2026-01-23 22:43
行业核心观点 - 行业竞争的关键在于能否跨越“800公里轨道载荷2.8吨”的盈利硬门槛,能够跨越此门槛的公司将获得市场定价权 [1] - 发动机(全流量补燃循环)与3D打印技术是决定运力上限和降本增效的核心,构成最确定的投资主线 [1] - 2026年至2027年是中国商业火箭公司最关键的验证窗口期,标志着多款中大型液体火箭首飞及可回收技术从理论走向实践的“大考” [1][2] 行业发展趋势与关键节点 - 商业火箭正从小型固体向中大型液体可回收方向演进,液体火箭及可回收技术是满足未来大规模卫星组网需求的主战场 [2] - 2026年是关键分水岭,天兵科技的“天龙三号”、东方空间的“引力二号”、中科宇航的“力箭二号”等中大型液体火箭均计划首飞 [3] - 预计到2026年,大部分头部商业火箭公司都将进入可回收验证阶段,蓝箭航天的“朱雀三号”已在2025年12月完成一子级返回回收场试验 [3] 盈利模型与运力要求 - 测算显示,以“一箭18星”招标为例,在不回收且一级火箭成本约1.1亿元、二级约0.3亿元的假设下,火箭需具备800公里近极轨道不小于2.8吨的运载能力才能盈利 [3] - 对于更高轨道的GW星座(约1100公里),则要求运载能力超过5.9吨且成本控制在1.6亿元以内 [3] - 回收技术虽能大幅降本,但需携带额外燃料从而牺牲部分载荷,这推动了火箭向大直径、大推力方向发展 [3] 发动机技术演进 - 发动机技术路线正从燃气发生器循环向更高效的全流量补燃循环及大推力方向演进 [3] - 提升推力是适应卫星大型化(重量普遍提升至300-600公斤甚至更高)的必然要求,单台发动机起飞推力迈向120吨级、并联设计成为主流 [4] - 全流量分级燃烧循环能显著提升比冲(约10%-20%的运载能力增益),成为研发热点 [4] - 燃料选择上,液氧煤油短期凭借高密度比冲优势适合起飞级,液氧甲烷长期因清洁特性及火星资源原位利用潜力成为深空探索必由之路 [4] 3D打印技术的应用与市场 - 3D打印是商业航天降本增效的“杀手锏”,可大幅缩短生产周期并实现极致减重 [1][10] - 数据显示,中国航天科技新研制的火箭发动机中,超过60%的零部件可通过3D打印生产,生产周期从50小时缩短至10小时,并可实现超50%的减重 [11] - 头部企业广泛应用:深蓝航天雷霆RS发动机的3D打印部件重量占比超过85%,蓝箭航天、星际荣耀等也在关键部位采用该技术 [10][11] - 2024年中国3D打印市场规模约415亿元,其中航空航天领域占比约16.7%,对应69.3亿元,市场结构以设备(55%)、打印服务(21%)和原材料(16%)为主 [10][11] 供应链结构变化与核心环节 - 除整箭制造外,以3D打印、大型贮箱、伺服系统为代表的核心零部件环节,因在高可靠性与低成本制造中的关键作用,正吸引越来越多市场关注 [2] - 结构件占商业火箭成本的25%-30%,其中贮箱成本占比逾六成,箭体直径正从3.35米向4米甚至6米级迈进以支撑可回收火箭运力需求 [13] - 贮箱材料方面,强度更高、成本更低的不锈钢正成为新选择,以替代传统铝合金;整流罩领域,碳纤维复合材料因能实现约30%的减重效果正逐渐替代金属材料 [13] - 控制系统中,伺服系统约占火箭价值量的6%-10%,技术正从传统电动伺服向机电静压伺服方向发展 [13]
商业航天行业研究:商业火箭产业链梳理——基于一二级产业的视角
国金证券· 2026-01-23 08:24
行业投资评级 * 报告未明确给出行业投资评级 [11] 报告核心观点 * 全球商业航天产业共振方兴未艾,中国商业火箭产业正处于关键发展期,预计2026年将迎来多款中大型火箭首飞及回收验证,2027年有望开始火箭密集发射及卫星大规模组网 [1][11] * 2026-2027年是中国商业火箭公司关键的验证窗口期,成功完成大载荷或可回收飞行的公司有望在可靠性和成本方面取得先发优势 [1][12] * 报告从一二级产业研究视角,梳理了商业火箭产业链各环节发展现状、技术方向及投资标的 [1][11] 商业火箭发射现状及展望 * **发射历史与运载能力**:截至2025年底,成功入轨的商业火箭多为中小型固体火箭,天兵科技和蓝箭航天拥有中大型液体火箭发射记录 [1][15] 蓝箭航天的“朱雀三号”在2025年12月成为首枚发射且入轨成功的中国可重复使用运载火箭 [14] * **关键运载能力门槛**:根据招标要求,在不回收情况下,800公里近极轨道载荷能力至少需达到2.8吨才能实现盈利 [1][15] 若满足GW星座要求(发射9颗650公斤级卫星至1100公里轨道),则需火箭运载能力超过5.9吨且成本控制在1.6亿元以内 [15] * **回收技术路径**:2026年,蓝箭航天、天兵科技、中科宇航等大部分头部商业火箭公司计划进行可回收验证 [1][13] 除传统着陆腿回收外,宇石空间、大航跃迁、深蓝航天等公司预计研发“筷子”捕获臂回收方式,据估算其单次使用成本(约2万元)仅为着陆腿方式的约三十分之一 [13] * **主要公司发展规划**:2026年,天兵科技“天龙三号”、东方空间“引力二号”、中科宇航“力箭二号”、星际荣耀“双曲线三号”、箭元科技“元行者一号”等多款运载能力较强的中大型火箭计划首飞 [12][13][14][16] 发动机技术发展 * **技术演进路径**:中国商业火箭发动机目前主要采用燃气发生器循环,未来预计向全流量补燃液氧甲烷发动机、乃至核动力发动机方向发展 [2][17][27] * **性能对比与选择**:全流量补燃循环发动机比冲最高,但系统复杂、研制难度大 [17][18] 短期看,实现入轨及回收是关键,与燃料(液氧甲烷或液氧煤油)选择无必然联系;长期看,全流量补燃循环液氧甲烷发动机是满足深空探索需求的必然选择 [21][24][27] * **发展现状与趋势**:目前成功发射的液体火箭多采购航天六院的YF-102发动机,民营企业中仅蓝箭航天的“天鹊12A”和九州云箭的“LY-70”完成过发射入轨 [2][28] 为满足大型星座组网需求(如假设一箭36星,总重21.6吨),火箭大型化趋势将驱动发动机推力提升,要求单台起飞推力超过120吨 [28] 蓝箭航天、九州云箭、火圣宇航等公司正在推进全流量分级燃烧发动机的研发 [2][28] 3D打印技术应用 * **核心价值**:3D打印是商业航天降本、缩短工期、实现轻量化的重要方式,可将新研制火箭发动机60%以上零部件的生产时间从50小时缩短至10小时,并实现超过50%的减重效果 [30] * **市场规模**:2024年中国3D打印市场规模约415亿元,其中航空航天领域占比约16.7%,对应69.3亿元 [3][31] 市场结构中,设备、打印服务、原材料占比分别为55%、21%和16% [3][31] * **产业链公司**:设备代表公司包括铂力特(2024年设备收入5.5亿元)、华曙高科(4.0亿元)、易加增材(4.4亿元)等 [3][34] 打印服务代表公司有飞而康、新杉宇航等;材料代表公司有斯瑞新材、有研粉材等 [3][34] 上述公司与蓝箭航天、天兵科技、中科宇航等头部火箭公司均有广泛合作 [35] 结构件发展趋势 * **价值占比与趋势**:结构件占商业火箭成本比重约25%-30%,对应价值量超过2,500万元,其中贮箱成本占比超过60% [3][36] 随着发动机推力增长,箭体、贮箱、整流罩等结构件将向大型化方向发展,材料可能从铝合金向不锈钢发展 [3][36] * **大型化需求**:据测算,为保证一子级回收下仍能服务星座组网,箭体直径需至少达到4米级;为保证一、二子级均能回收,箭体直径需达到6米级以上 [36] * **贮箱环节**:头部民营贮箱公司包括天津跃峰(广联航空持股51%)、寰宇乾堃、九天行歌、光年探索等,已与头部商业火箭公司开展合作 [3][37][38] 泰胜风能正开展贮箱产线建设,设计产能60套,预计2026年中投产 [38] * **壳段与整流罩环节**:头部企业包括超捷股份、派克新材、爱思达航天、安徽梦克斯等 [3][39][40] 为减重约30%,整流罩材料正从金属向碳纤维复合材料发展 [3][39] 控制系统关键环节 * **伺服系统**:伺服系统约占火箭价值量的6%-10%,目前以电动伺服为主,正朝机电静压伺服方向发展 [4][41] 该领域由航天科技一院18所、八院803所等国有院所主导,民营公司如航宇伺服、航星传动等也已参与 [42] * **传感器与连接器**:传感器领域相关公司包括高华科技、智腾科技、金迈捷等;连接器领域相关公司包括航天电器、中航光电、陕西华达等 [4][43] 这些公司与多家商业火箭公司有合作 [43] 投资建议 * 建议关注体制内各平台相关上市公司,如航天工程、航天机电、航天动力、中天火箭等 [44][45] * 建议关注与头部民营整箭公司密切合作且价值量较高的环节,如3D打印(铂力特、华曙高科)、贮箱(广联航空)、伺服(星辰科技)、壳段与整流罩(超捷股份)、材料(斯瑞新材)及传感器(高华科技)、连接器(陕西华达)等 [5][44] * 建议关注火箭公司发射进度,以及与已成功入轨火箭公司相关的火箭或卫星产业标的 [5][44]