
国金证券: 《商业航天行业系列报告火箭篇:可回收火箭从0到1迈入黄金发展期》
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2024年底至2025年初,中国商业航天迎来历史性突破。朱雀三号遥一运载火箭于2024年12月3日在东风商业航天创新试验区成功首飞,虽然回收试验未能成功,但这款由蓝箭航天研制的新一代液氧甲烷运载火箭,标志着我国可复用火箭探索发展进入全新阶段。紧随其后,长征十二号甲运载火箭于12月23日在酒泉卫星发射中心完成首次飞行任务,同步尝试一级火箭垂直回收,成功实现二级入轨目标,为我国"入轨级可回收运载火箭工程化应用"迈出关键一步。
可回收技术的战略意义不言而喻。当前一次性火箭平均发射成本高达1.1-1.8亿美元,而部分可回收火箭成本已降至6700万美元左右。随着技术成熟,全面回收有望将发射成本压缩至200-500万美元区间,降幅超过90%。这不仅将彻底重塑商业航天的经济模型,更是突破行业规模瓶颈的核心钥匙。
美国猎鹰9号的发展轨迹为中国航天提供了宝贵参照。这款全球首款轨道级可重复使用火箭自2010年6月首飞后,经历了漫长的技术演进——2013-2015年间多次海上和陆地回收尝试均以失败告终,直到2015年12月才首次实现一级火箭陆地回收,又用了约3年时间才在2018年实现常态化复用。截至2025年12月23日,猎鹰9号已完成580次发射任务,着陆534次,复飞501次,其Block 5版本一子级平均复用次数从2018年的1.67次跃升至2024年的7.33次。
成本优势是猎鹰9号的核心竞争力。其近地轨道发射成本约为1.8万元/千克,猎鹰重型更是低至0.9万元/千克;若实现完全可复用,成本可进一步降至0.5万元/千克,远低于世界现役运载火箭。这种成本优势直接支撑了SpaceX的"星链"大规模组网战略——2019年至2024年间,SpaceX年度发射活动从13次暴增至138次,占全球商业航天发射总量的75%以上。
猎鹰9号的垂直回收技术堪称精密工程的典范:一级与二级分离后,火箭自动调姿并向后翻转,9台发动机中1台执行"回推"动作;进入大气层后,3台发动机执行"再入"点火减速;接近地面时,1台发动机执行着陆点火,通过着陆腿实现软着陆。整个过程涉及调姿段、动力回飞段、滑行段、动力再入段和着陆下降段五个阶段,对高精度控制提出了极高要求。
全球卫星互联网建设正进入白热化阶段。SpaceX的星链系统自2015年启动以来,已发射近9000颗低轨卫星,为全球130个国家和地区、超过540万用户提供服务。其总体规划约4.2万颗卫星,一代星座规划1.2万颗,二代星座规划超3万颗,预计2027年前完成部署。
中国卫星互联网建设同样提速。以GW星座、G60星座、鸿鹄-3星座为主力,加上鸿雁工程、虹云工程、行云工程、九天微星星座、翔云、吉林一号、天启、吉利星座等计划,合计规划发射44816颗卫星。按卫星寿命5年计算,稳态下每年需置换约8963颗卫星。以猎鹰9号"一箭60星"的运力测算,仅卫星互联网建设与运维新增的商业火箭发射需求即可达到150次/年。
GW星座(国网星座)作为中国首个巨型卫星互联网技术,包含GW-A59(约6080颗,500km以下极低轨道)和GW-A2(约6912颗,1145km近地轨道)两个子星座,已于2024年底启动规模化组网发射。2025年下半年发射显著提速,7月27日至12月26日期间完成13组卫星发射,在轨运营卫星数量已超80颗。
中国商业航天仅用10年左右时间便完成从"跟跑"到"并跑"的跨越式发展。2015年市场规模仅3764.2亿元,2024年已突破2.3万亿元,2025年有望进一步突破2.5万亿元。产业生态加速形成,长三角、珠三角、京津冀三大商业航天产业集群初具规模。
政策层面的支持力度前所未有。2025年,党的四中全会将"航天强国"纳入现代化产业体系建设,"十五五"规划明确航天产业集群发展方向,国家航天局发布《推进商业航天高质量安全发展行动计划(2025-2027年)》,商业航天司于同年11月正式设立,标志着商业航天专职管理机制落地。上交所发布商业火箭企业适用科创板第五套上市标准审核指引,明确将"实现可重复使用技术的中大型运载火箭载荷首次成功入轨"作为阶段性成果标准,蓝箭航天、星际荣耀、中科宇航、星河动力、天兵科技等企业已开启IPO进程。
国内商业火箭公司呈现百舸争流之势。蓝箭航天的朱雀三号按重复使用20次设计,LEO航区返回运力达18.3吨;天兵科技的天龙三号采用液氧煤油推进,LEO运力17-22吨;星际荣耀的双曲线三号、深蓝航天的星云一号、星河动力的智神星一号、中科宇航的力箭二号等均在积极推进可回收技术验证,多数计划2025年完成首飞。
商业火箭产业链可拆解为发动机系统、箭体结构、控制系统三大核心环节,每个环节都蕴含着丰富的技术壁垒和投资机会。
液体火箭主动力发动机具有推力量级大、研发费用高、研发周期长的特点,其功能、性能、成本对火箭的重复使用至关重要。美国液体火箭主发动机发展经历了四个阶段:20世纪60年代以土星5号F-1发动机为代表的一次使用阶段;70年代以航天飞机RS-25为代表的重复使用阶段;90年代至21世纪初以德尔塔4 RS-68、宇宙神5 RD-180为代表的低成本一次使用阶段;进入21世纪,以猎鹰9号Merlin-1D++、重型猎鹰Merlin-1D++及星舰Raptor发动机为代表的低成本重复使用阶段。
国内商业航天公司相继提出基于垂直起降技术的重复使用运载火箭方案。蓝箭航天的朱雀三号安装9台TQ-12B液氧甲烷发动机,海平面推力1000kN,推力调节范围55%-105%;星际荣耀的双曲线三号安装9台JD-2液氧甲烷发动机,海平面推力834kN;天兵科技的天龙三号安装7台TH-12液氧煤油发动机,海平面推力1090kN,设计重复使用次数超过20次。
发动机系统产业链涵盖新材料、零部件加工、总装三大细分领域。新材料方面,斯瑞新材的高强高导铜合金材料用于液体火箭发动机推力室内壁,年产150台(套)产能已落地;西部材料的航天用铌合金广泛用于火箭、卫星等航天装备。零部件加工方面,铂力特作为金属3D打印龙头,已助力多家商业航天客户完成发射任务,深度参与星际荣耀JD-2发动机的研制与批产;航宇科技、派克新材、中航重机等企业在航空环锻件、精密模锻件领域具备深厚积累。发动机总装方面,航天动力作为航天科技集团六院唯一上市平台,先后为我国大型液体火箭配套液体火箭发动机50余种。
运载火箭箭体结构是火箭的基体,将各系统组合形成完整整体。以美国宇宙神5火箭为例,箭体结构成本约占火箭总成本的25%-30%。典型结构包括整流罩、级间段、尾段、推进剂贮箱等部段,主要采用铝合金材料,涉及钣金成型、拼焊、铣削、铆接、铸造、热压罐固化等工艺。
推进剂贮箱占火箭体积的大部分,除贮存推进剂外还是火箭的承力结构,主要承受轴向载荷、弯矩和内压力,一般采用薄壁结构。整流罩作为卫星或运载火箭末级的包封部件,在大气层内飞行时保护卫星或最后一级火箭,需具备良好的无线电波穿透性、较小的结构重量和足够的刚度。
国内参与可复用火箭箭体结构加工制造的公司包括超捷股份、广联航空、国机精工等。超捷股份布局商业火箭箭体结构件制造业务,包括箭体大部段(壳段)、整流罩、燃料贮箱、发动机阀门等;广联航空前瞻布局商业航天领域,拟收购的天津跃峰深耕航天装备制造领域多年;国机精工作为特种轴承领军企业,为商业航天领域提供卫星动量轮用轴承组件、火箭燃料涡轮泵轴承等产品,在长征系列火箭所用特种轴承中市占率超90%。
运载火箭控制系统由箭上飞行控制系统和地面测试发控系统两部分组成。箭上飞行控制系统包括制导系统、姿态控制系统、时序控制系统和电源配电系统:制导系统确保火箭和飞船(卫星)的入轨精度;姿态控制系统克服飞行干扰,确保火箭按预定轨道稳定飞行;时序控制系统按程序引爆各火工品,实现发动机点火、关机、分离等动作;电源配电系统为各装置提供电源并实现箭地电源转换。
地面测试发控系统由测试系统、发射控制系统、监控指挥系统、故障诊断专家系统和地面电源系统五部分组成,在发射场技术阵地完成火箭的分系统测试、匹配测试和总检查,在发射阵地完成发射演练、射前检查和发射控制等任务。
控制系统产业链涉及电子元器件、线缆、模块组件等细分领域。电子元器件方面,鸿远电子、航天电器、中航光电、高华科技等企业在高可靠电容器、滤波器、连接器、传感器等领域具备核心竞争力;线缆方面,华菱线缆、全信股份等为火箭提供点火缆、高温导线、低频安装线等产品;模块组件方面,航天电子、理工导航、智明达等在惯性导航、嵌入式计算机等领域深度配套。
当前商业火箭产业已从0到1迈入工程化、产业化发展新阶段,未来将进入快速迭代发展的黄金期。投资策略上,在可复用火箭试验发展早期,由于复用成功率较低,火箭制造的需求量较大,动力系统、箭体结构和控制系统有望同步受益;当火箭可复用技术成熟时,液体火箭发动机逐步回收利用,箭体结构和控制系统有望持续受益。
从市场空间、业绩弹性、核心竞争力、长期成长空间等维度,建议重点关注商业火箭动力系统和箭体结构相关标的。发动机系统领域的新材料龙头斯瑞新材、西部材料,零部件加工龙头铂力特、航宇科技、派克新材、中航重机,以及发动机总装平台航天动力;箭体结构领域的超捷股份、广联航空、国机精工;控制系统领域的电子元器件龙头鸿远电子、航天电器、中航光电、高华科技,线缆供应商华菱线缆、全信股份,模块组件供应商航天电子、理工导航、智明达等。
卫星互联网建设进度不及预期,以及火箭回收技术发展不及预期,是行业面临的两大主要风险。当前卫星互联网建设是商业火箭发射等经营活动的直接下游需求来源,若建设进度放缓,将对商业火箭行业发展造成不利影响;火箭回收利用是商业航天降本的关键环节,若技术发展不及预期,同样可能制约行业成长空间。




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