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可重复使用运载火箭
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商业航天深度报告:航天发动机
东吴证券· 2026-09-07 20:34
报告行业投资评级 - 报告未明确给出行业投资评级 [1] 报告核心观点 - 火箭发动机是运载火箭核心动力系统,成本占比超50%,其技术水平的提升已成为制约或推动整个行业进步的关键因素 [2][22] - 3D打印正从“可选工艺”升级为“标配技术”,在火箭发动机领域渗透率有望持续提升 [2][39] - 星座组网提速,发射需求刚性放量,火箭发动机需求成倍放大 [53][62] - 可回收技术有望成为降低商业发射成本、提升运力供给效率的重要路径 [23][65] 一、火箭发动机概述 - 火箭发动机依靠喷射自身携带的推进剂产生推力,可在稠密大气层以外空间工作,是火箭的核心动力装置 [7] - 火箭发动机分为化学火箭发动机和非化学火箭发动机两大类 [7] - 主流化学火箭发动机包括液体推进剂、固体推进剂和固液混合推进剂发动机 [11] - 液体火箭采用独立储箱与涡轮泵供应系统,推力可调、支持多次点火,是当前可回收火箭的主流技术路线 [11] - 固体火箭推进剂直接浇筑于燃烧室,结构简单、瞬时推力大但无法中途关机,多用于助推器与小型快速响应火箭 [11] - 火箭发动机核心指标包括推力、比冲、推重比、室压、混合比、工作寿命、推力调节范围、可重复使用次数等 [12] 二、火箭发动机市场规模与竞争格局 - 全球火箭推进市场2025年规模达74.7亿美元,预计2034年增长至154.9亿美元,2026-2034年CAGR达到8.43% [16] - 欧洲凭借成熟航天产业链和政府投入占据最高份额,亚太地区受益于中国和印度航天计划加速推进 [16] - 火箭发动机产业链分为上游(材料+零部件)、中游(发动机总装)、下游(发射服务+应用场景),中游环节集中度最高、利润最厚 [17] - 火箭发动机成本占运载火箭硬件设备成本比例超过50%,在一子级上占比更为突出 [22] - 以“猎鹰”9火箭为例,全新火箭成本约5000万美元,复用型成本为1500万美元,标准GTO发射服务公开价格为7400万美元 [25] - 2026年7月10日,长征十号乙运载火箭成功实施一子级可控回收,中国成为继美国后全球第二个掌握大运力可重复使用运载火箭完整技术体系的国家 [25] - 国内火箭发动机生产企业主要包括航天科技六院和民营企业的蓝箭航天、天兵科技、中科宇航、东方空间、星际荣耀、星河动力等 [26] - 国家队与民营企业协同发展,国家队发动机可配套体系内火箭也可向民营火箭提供动力产品,YF-102已作为天龙二号一级动力于2023年完成首飞 [28] - 国家队动力体系按液体主动力、固体主动力、空间推进和试验验证等环节进行专业化分工 [31] - 国内民营商业航天已形成液氧甲烷、液氧煤油两条主流技术路线,覆盖50吨级至220吨级推力梯队,主力产品均围绕可重复使用火箭需求研发 [33] 三、3D打印成为新技术趋势 - 3D打印凭借一体化成型、材料高效利用等优势,正从“可选工艺”升级为“标配技术” [39] - 3D打印通过拓扑优化设计,可在保证结构强度前提下创造中空、镂空仿生结构,实现大幅减重 [39] - 飞而康为朱雀三号天鹊12A发动机提供核心3D打印构件,通过拓扑优化实现“减重增韧”双重突破 [39] - 迪拜AI工程公司LEAP 71使用Noyron大型计算工程模型自主设计5kN液氧煤油火箭发动机,设计阶段耗时不到2周 [39] - 航天科技集团六院7103厂利用3D打印生产整流栅,生产流程从19个工序缩短至3个,生产周期从20天缩短为2天 [39] - 截至2021年底,3D打印技术已在40多个发动机型号、240余种典型产品中得到使用,产品先后成功参与50余次发射和飞行试验 [39] - Mordor Intelligence预计2026年3D打印市场规模为344.5亿美元,到2031年将达到692.6亿美元,年复合增长率高达14.99% [44] - 航空航天和国防在2025年占据3D打印最大市场份额29.64% [44] - 《2026中国商业航天3D打印技术发展蓝皮书》预测,2027年国内商业航天领域3D打印市场规模将突破150亿元,2030年将攀升至300亿元以上,2026-2030年复合增长率为35% [44] - 3D打印技术在卫星结构件、大尺寸箭体结构等应用场景的渗透率,有望从现阶段的35%至50%区间提升至60%以上 [44] - SpaceX猛禽3型发动机采用先进制造技术包括大量使用金属3D打印技术,取消了发动机防热罩需求 [45] - 猛禽3号推力达280吨力(峰值306),比冲350秒(海平面),发动机质量1525千克,燃烧室压力350巴 [47] - 国内已构建起覆盖3D打印装备国产化、专用材料自主化、场景规模化应用的产业体系 [52] - 天兵科技天龙二号搭载的TH-11V发动机是全球首款采用3D打印技术的闭式循环补燃发动机,零部件比传统发动机减少80%、制造周期缩短70%—80%、成本与重量双降40%—50% [52] 四、星座组网提速,火箭发动机需求旺盛 - 火箭发动机需求包括国家重大工程和卫星互联网星座建设两类 [55] - 国家“十五五”规划纲要提出推进商业航天发展,开展可重复使用运载等技术攻关 [55] - 低轨星座频轨资源“先申报先得+限时部署”制度使发射需求具有刚性 [56] - 中国三大万颗级星座合计申报约3.8万颗卫星,截至2026年年中在轨完成率仅约1%-2% [56] - 2025年中国航天全年发射92次,较2024年68次增长约35%,创历史新高 [59] - GW与千帆两大星座的载荷贡献已占2025年全年发射总量的近50% [59] - 可回收大运力火箭普遍采用多机并联,中美新一代火箭不约而同选择“一子级9台并联”构型,星舰一二级合计39台 [65] - 深空任务已进入连续推进阶段,嫦娥七号计划2026年下半年发射,嫦娥八号计划2028年前后实施 [68] - 天问三号火星取样返回任务计划2028年前后发射,我国载人登月目标为2030年前实现 [68] 五、相关标的 - 飞沃科技:全球风电紧固件龙头,通过连续收购成都新杉宇航、四川光合空间、四川瀚烁航天、西安创航各60%股权,形成“发动机3D打印—阀门—结构件—紧固件”配套版图 [70][71][72] - 华曙高科:全球少数同时具备3D打印设备、材料及软件自主研发与生产能力的增材制造企业,2025年航空航天领域实现收入2.97亿元,同比增长21.22%,占总营收41.53% [77] - 华曙高科2025年营收7.15亿元,同比增长45.13% [77] - 华曙高科大尺寸金属增材制造平台FS621M已用于火箭发动机收扩段和喷管等部件制造 [77] - 铂力特:国内金属3D打印全产业链龙头,2025年营收18.52亿元,同比增长39.69%,归母净利2.04亿元,同比增长95.14% [80] - 铂力特航空航天行业业务毛利率最高,为45.22% [80] - 银邦股份通过参股飞而康约16.7%,间接布局火箭发动机增材制造环节 [81] - 飞而康覆盖“金属粉末—3D打印—热等静压—检测”全链条,已向蓝箭航天交付发动机燃烧室、涡轮泵等核心部件 [82][83] - 飞而康面向天兵科技TH-12液氧煤油发动机的316L不锈钢推力室扩张段,已完成累计超过1000秒热试车考核 [83] - 江顺科技通过合资控股江宇科技(持股75%)开展3D打印产品研发,通过参股合伙企业间接入股九宇建木布局商业航天 [84] - 九宇建木聚焦定向能量沉积(DED)多金属复合打印技术,拟重点突破航天发动机关键部件制造 [84]
2026年中国商业火箭行业概览
头豹研究院· 2026-09-07 20:32
报告行业投资评级 - 报告未明确给出行业投资评级 报告核心观点 - 2026年为中国商业火箭“回收—复飞”闭环关键窗口期,可回收技术常态化是核心趋势[49] - 卫星批量制造超级工厂产能爬坡,箭星协同提速[49] - 手机直连、应急通信等应用生态逐步落地[49] - 头部企业密集冲刺科创板,资本化提速[49] - 中国商业火箭处于竞争格局快速重塑阶段,未来排名取决于连续成功率、复用闭环、单位成本、批量制造能力与订单交付确定性[49] 行业概览与商业模式对比 - 传统国家任务模式与商业化发射模式在组织主体、目标函数、研制模式、资金来源、定价交付五个维度存在根本差异[14] - 传统模式由国家队总体院所抓总,体系内配套较高,任务成功率优先,成本与周期次之,面向特定任务定制化研制,资金来源为国家预算与重大工程拨款,按任务立项核算[14] - 商业化发射模式由商业化企业主导,社会化供应链协同,可靠性、成本、交付周期与商业闭环并重,快速迭代、模块化设计、面向批量制造,资金来源为风险投资、产业资本与发射服务订单收入,标准化发射服务按载荷质量与轨道需求报价[14] 政策环境 - 2026年3月国务院《政府工作报告》将航空航天列为“新兴支柱产业”,明确加快可重复使用运载火箭等关键核心技术攻关,推动产业规模化、高质量发展[23] - 2025年国家航天局发布《推进商业航天高质量安全发展行动方案(2025-2027年)》,部署可重复使用火箭、卫星互联网星座建设等重点方向,完善发射许可与市场准入管理[23] - 2025年国家航天局设立商业航天司,加强统筹管理,规范发射许可、安全监管与频轨协调[23] - 2024年3月商业航天首次写入政府工作报告,与低空经济等并列为“新增长引擎”,2025年进一步提出推动商业航天安全健康发展[23] - 2024年1月北京市发布《加快商业航天创新发展行动方案》,打造“南箭北星”产业布局,支持可重复使用火箭研制与商业星座建设[23] - 2024年广东省发布商业航天相关行动方案,提出到2026年商业航天产业规模达3,000亿元的目标,依托海上发射等特色能力建设产业高地[23] 竞争格局及代表案例分析 - 蓝箭航天朱雀二号改实现常态化发射,朱雀三号成功入轨并实现一级陆地回收[49] - 天兵科技天龙三号首飞失利[49] - 中科宇航力箭二号首飞成功,力箭一号累计15次成功发射,首次海上发射准备中[49] - 星河动力智神星一号冲刺首飞,谷神星一号海陆常态化发射累计21次成功[49] - 星际荣耀双曲线三号计划年底首飞,双曲线一号已开展商业化批量发射服务[49] - 东方空间引力二号在研地面试验中,引力一号完成第3次发射,首次远海发射成功[49] - 深蓝航天回收试验推进[49] - 国家队方面,中国火箭公司捷龙三号第12次飞行成功,2026年内完成4次发射,长征系列提供商业发射服务,快舟系列常态化发射[49] - 卫星批产方面,银河航天南通超级工厂年产150颗,时空道宇台州基地日产1颗[49] - 发射场方面,海南商发两个工位常态化发射,酒泉场区蓝箭自有工位为液氧甲烷专用[49] - 民营企业沿“成熟固体火箭高频交付”和“中大型液体可重复使用”两条路径加速突破,蓝箭航天率先跨越一级回收节点,中科宇航、星河动力等向中大型液体型号延伸,天兵科技、东方空间、星际荣耀、深蓝航天处于关键型号首飞及回收验证窗口[49] 行业风险分析 - 技术与任务风险:大型液体火箭研制难度高,首飞失利与回收未达预期属常态,2026年上半年国内44次发射中出现3次失利,关键观察指标为连续成功率、归零整改周期、回收试验进展[55] - 产能与工位约束:通用液体工位稀缺,专属工位封闭运营,发射场从规划到稳定运营通常需3-5年,关键观察指标为在用工位数量、年发射能力、二期工程进度[55] - 客户集中与商业模式风险:头部企业收入高度依赖少数星座客户,蓝箭航天招股书披露客户集中度近98%,营收规模仍显著小于研发投入,关键观察指标为客户结构、在手订单、服务收入占比[55] - 资金与资本退出风险:企业普遍处于战略性亏损期,IPO进程受审核节奏与财报时效影响,估值高企后失利事件可能触发估值调整,关键观察指标为亏损收窄幅度、IPO审核进展、后续融资估值[55] - 合规与频轨约束:ITU“先登先占”时限硬约束持续,发射许可、安全监管与标准体系要求趋严,关键观察指标为频轨申报与部署进度、许可获取、标准符合性[55] 关键发射事件回顾 - 2024年6月天龙三号一子级在河南巩义静态试车时箭体结构失效,火箭意外坠落爆炸,未造成人员伤亡,此后完成127项可靠性改进并通过海上试车验证[56] - 2025年12月朱雀三号首飞入轨成功,同步实施中国首次入轨级一子级垂直回收试验,着陆段点火后出现异常,未在回收场坪实现软着陆,残骸落于场坪边缘[56] - 2025年12月长征十二号甲首飞,二子级成功入轨并尝试一子级回收,一子级未能成功回收,任务取得基本成功并获取真实飞行数据[56] - 2026年1月谷神星二号首飞任务飞行异常,首飞失利,2026年6月完成改进测试,复飞时间待后续官方公布[56] - 2026年4月天龙三号遥一在酒泉点火升空后飞行异常,首次飞行试验任务失利,企业已致歉并执行航天归零程序与整改[56]