运载火箭行业专题报告：航天发射次数再创新高，技术革新促进降本增效.pdf

运载火箭行业专题报告：航天发射次数再创新高，技术革新促进降本增效。运载火箭是航天运输的主要载具，其自身携带推进剂，靠火箭发动机喷射产生的反 作用力向前推进，能够把卫星、载人飞船等有效载荷送入预定轨道。运载火箭一般 由箭体结构、推进系统、控制系统三大部分构成。

固/液火箭没有绝对优劣，满足差异化使用场景为先。固体火箭采用固体推进剂，贮 存在发动机燃烧室内，无需贮箱和输送系统；液体火箭采用液体推进剂，分别贮存 在火箭的氧化剂箱和燃料箱内，工作时由输送系统将它们送入发动机的燃烧室。液 体火箭具有更高的比冲，运力优势显著；固体火箭无需加注，发射周期明显短于液 体火箭，且方便维护可长期贮存。固体火箭适合商业航天领域初创企业选用，投入 成本低，首发成功率高，另也尤为适用于军事火箭等需要卫星快速响应发射的场 景；液体火箭适合非紧急发射场景下的卫星大规模组网发射任务，可实现一箭多 星，进一步在商业航天市场降本增效。

液氧甲烷推进剂在液体火箭中具有较大潜在价值。目前以液氧液氢、液氧煤油、液 氧甲烷为代表的低温推进剂体系液体火箭在可重复性方面已得到验证。液氧甲烷发 动机对比四氧化二氮、偏二甲肼等常温推进剂无毒、环境友好；对比液氧煤油发动 机，比冲更高、不易结焦、发动机复用性更高；尽管液氧液氢发动机比冲最高，但 液态甲烷的制备成本仅为液氢的 1/70。商业航天需要在成本和性能之间获取平衡， 液氧甲烷发动机综合优势突出，或为民营火箭公司的长期选择。

采用重复回收技术的SpaceX的猎鹰9号火箭降本成效显著。SpaceX的猎鹰9号火箭 最大使用次数可达10次，其制造成本为5000万美元，包括一级火箭和整流罩在内的 3500 万美元初始成本，和推进剂、发射测控、翻修等相关费用在内的1500万美元边 际成本。猎鹰9号火箭LEO轨道理论载荷为22.8吨，采用重复回收方式的最大实际 载荷为17.4吨，运载能力损耗约23.68%。若以17.4吨作为考虑运力损耗的单次发射 实际载荷，则发射2次火箭（复用1次）的载荷合计为34.8吨，每千克载荷分摊的制 造成本为1867.82美元；发射10次火箭（复用9次）的载荷合计为174吨，每千克载 荷分摊的火箭制造成本为1063.22美元，较复用1次的单位成本下降43.08%，较不回 收的单位成本下降63%。猎鹰9号每千克载荷发射报价为2684美元，若以1063.22美 元作为每千克载荷制造成本，则发射10次的猎鹰9号利润率可达60.39%。

降低成本是商业航天实现闭环的关键要素，火箭可回收技术或为降本突破口。商业 航天火箭制造商若想抢占发射服务市场则需进一步拓展降本增效的新边界，火箭降 本方案主要包括火箭回收；采用通用化设计；整合产业链。硬件成本在火箭总成本 中占比较高，火箭回收复用可有效分摊硬件成本。相较于伞降回收、带翼飞回和陆 地垂直回收，海上垂直回收具有火箭结构改动小、落地精确度高、可回收火箭核心 部件等优势。采用通用化设计有利于通过规模效应不断摊薄火箭制造成本。整合产 业链有利于核心技术自主可控，在管理协作方面降低成本。