2026年国防军工行业可回收运载火箭:高价值量环节和成本构成
- 来源:方正证券
- 发布时间:2026/01/21
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国防军工行业可回收运载火箭:高价值量环节和成本构成.pdf
国防军工行业可回收运载火箭:高价值量环节和成本构成。火箭主要结构包括整流罩、一二级发动机、贮箱、级间段。其中现代火箭发动机主要分固体推进剂和液体推进剂发动机,现役案例中,液发火箭的一级液体发动机又主要分为液氧煤油与液氧甲烷。此外,可回收火箭一般具备回收用的着陆腿。目前来看,火箭中3D打印的用量占比和价值量越来越高。得益于3D打印技术在缩短研制周期与复杂结构制造上的优势,我国在火箭发动机技术上不断突破。3D打印技术还在火箭舰体等多个方面得以应用,显著减少火箭制造成本与周期。火箭贮箱材料中,目前主流有不锈钢和铝合金两大类。比如铝锂合金具有密度低、比强度和比刚度高、弹性模量高、良好的耐腐蚀性等综合性...
第一部分:火箭结构
探秘火箭结构
整流罩通常位于火箭的顶部。卫星整流罩形状 包括单星罩、双星罩、多星罩等。在抛弃时分 成两半的整流罩类型被称为蛤壳式整流罩。直 径方面,小型的一般为1~3m,中型的为3~5m, 而大型火箭的整流罩直径一般会超过5m。质量 方面,小型的一般只有几百千克量级,中型和 大型运载火箭整流罩的重量都会达到吨级以上。 目前国内外卫星整流罩主要有金属铆接和复合 材料两大类,常用材料为铝合金、碳纤维等。
火箭的一级发动机:液氧煤油
应用于猎鹰9火箭的Merlin发动机是至今世界上唯一实现工程应用的可重复使用液氧/煤油火箭发动机。目前广泛使用的 梅林Merlin 1D发动机可称得上是世界上最先进的液氧煤油火箭发动机之一,并且性价比很高。 天火-12火箭发动机,是天兵科技研制的世界顶尖的燃气发生器循环液氧煤油发动机。该发动机采用六通道控制,全程 实时健康监测,可实现多模式启动、多次点火、泵后双向摇摆和变推力控制等功能,可重复使用次数大于50次,采用燃 气滚控。力擎二号是中科宇航自主研制的液氧煤油发动机,采用燃气发生器循环方案,具备多次起动、大范围变工况的能力。其 通过成熟工业材料、标准件及3D打印技术的大量应用,降低生产成本、缩短生产周期。该发动机作为大、中型运载火箭 的一级、二级的主动力使用,并可满足液体火箭一级回收的需求。 YF-102液氧煤油火箭发动机由航天科技六院研发,其部分核心组件采用3D打印,具有可靠性高、经济性好等特点,综合 性能达到同类发动机的国际先进水平,二级火箭覆盖常规三级火箭能力,拥有可回收发动机的深度变推力调节与空中多 次启停的能力。
火箭的一级发动机:液氧甲烷
第三代猛禽发动机是SPACEX最新、最先进版本的液氧甲烷火箭发动机。它在推力、比冲、推重比等核心指标取得了长 足进步,其主要创新在于内化流道设计、取消外部隔热罩、采用先进材料提高结构强度等。 天鹊-12A是由蓝箭航天自主研制的泵后摆燃气发生器循环液氧甲烷火箭发动机,在充分继承天鹊-12发动机技术的基础 上,通过设计优化及改进,发动机推力提高9%、比冲提高40m/s、重量减轻100kg。 焦点二号是星际荣耀研制的大推力燃气发生器循环液氧甲烷火箭发动机,采用了火炬式点火、3D打印、全电动阀门和 智能故障诊断等大量先进技术,具有推质比高、外廓尺寸小、使用维护便捷等优点,是专门为多机并联重复使用火箭设 计的一型高性能液氧甲烷发动机。发动机采用全电控阀门、电动伺服、泵后摇摆方案,重复使用次数不少于30次。 龙云液氧甲烷发动机是九州云箭推出的首款多次启动、可回收、大推力液体火箭发动机,可作为中大型液体运载火箭 的一级主推力发动机使用。“龙云”发动机重复使用次数≥50次。可5机并联应用3.35m直径火箭,7机并联应用3.8m直 径火箭,9机并联应用4.2m直径火箭,单模块起飞规模350~630吨,重型并联模块起飞规模最大可达1800吨。 沧龙一号是宇航推进研制的燃气发生器循环液氧甲烷发动机,主要用于运载火箭的一级,可拓展为真空型,发动机具 备自生增压和可重复使用能力,重复使用次数不低于50次。具备推进剂组合比冲高;动力粘度低、易雾化、燃烧效率高、 稳定性好等优势。
3D打印技术在火箭发动机的应用
3D打印又称增材制造、积层制造,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打 印的方式来构造物体的技术。3D打印技术助力我国新型火箭发动机快速研制。据航天推进技术研究院报道,不到一年, 两款新型火箭发动机研制成功,分别为90吨级重复使用液氧煤油发动机和140吨级重复使用液氧甲烷发动机,两者的研 发过程均使用3D打印技术。
航天推进技术研究院指出,在制造工艺上,充分发挥3D打印技术在缩短研制周期与复杂结构制造上的优势,主要组合件 中均有3D打印工艺的零件;在试验能力上,编制试验数据快速分析工具群,做到试验结束半小时内完成所有必要数据分 析,极大提升了分析精度和试验效率。
火箭的一级贮箱
贮箱包括筒段、短壳和箱底三大件,由蒙皮、短壳、前后底等零件焊接而成,箱底由瓜瓣构件组成,为椭球形曲面薄 壁结构,是关系全箭可靠性的核心关键构件。不同用途的贮箱尺寸不同,例如直径3米的芯级贮箱用于长三甲系列运 载火箭的三子级;直径2.25米的助推器贮箱,目前主要用在长二F和长三乙等型号的运载火箭上。不同型号的运载火 箭,也配有不同型号的贮箱。例如,长征五号运载火箭的芯级贮箱直径5米,新研制的重型运载火箭芯级贮箱直径则 为10米级。贮箱越大,装的燃料越多,火箭飞得也就更远。
贮箱箱底结构由瓜瓣构件组成,这类大型薄壁结 构成形过程中材料内部产生非均匀应力分布。在 传统的生产工艺中,火箭的箱底是由瓜瓣、顶盖 和过渡环“拼焊”而成,不仅有多条焊缝可能会 影响箱底的可靠性和合格率,而且焊接前,每一 个瓜瓣和顶盖还要历经下料、淬火、拉深成形、 修整等十多道工序。因此,火箭箱底一直是火箭 贮箱部组件中结构最复杂、制造难度最大、生产 周期最长的产品,也难怪被人们誉为火箭上的 “皇冠”。
第二部分:火箭企业及旗下火箭
长征火箭:国内担任最多发射任务企业
中国长征火箭有限公司(曾用名:中国亚太移动通信卫星有限责任公司)工商成立时间为1998年3月27日,2016年5月更 名,同年10月19日正式揭牌,是中国航天科技集团旗下中国运载火箭研究院(航天一院,其上市平台为航天长征化学工 程股份有限公司)的商业航天经营责任主体,其股权关系如下图所示。在其旗下,长征八号面向中低轨与太阳同步轨道, 已承担多次发射任务。长征八号甲是在其基础上的运力增强型,进一步提升多星发射与任务适应能力。长征九号定位为 超重型运载火箭,目前处于总体方案与关键技术预研阶段。长征十号则是新一代载人运载火箭,面向登月任务,近期持 续推进关键地面试验,标志着我国运载火箭体系不断升级。
航天八院:兼具研发制造与工程总装能力的国家级航天主力研究院
上海航天技术研究院(航天八院)创建于1961年8月,主要业务领域覆盖防务装备、运载火箭、应用卫星、空间科 学、航天技术应用产业和航天服务业,是中国航天科技集团有限公司三大总体院之一,中国航天唯一的综合性总 体院。上海航天技术研究院下辖多家企事业单位包括上海航天工业(集团)有限公司,其产业投融资与资产证券 化的专业平台为上海航天汽车机电股份有限公司。
中国民营商业火箭公司
目前,中国商业火箭行业已逐步形成多层次的资质管理体系和产业准入机制。民营商业运载火箭企业需依法取得 “运载 火箭总体技术科研生产许可” 等核心资质,该许可覆盖研制与生产整体技术,是商业火箭企业开展技术研发和生产活动 的基础要求。 国家航天局《推进商业航天高质量安全发展行动计划(2025–2027)》(中国国家航天局) 明确指出商业卫星研制企业 可免办理武器装备科研生产许可,但商业火箭企业仍需按原要求取得相关资质。商业火箭企业在取得科研生产许可的基础 上,还必须按次申请民用航天发射项目许可证和无线电频率/空间电台执照等配套资质,以满足发射和通信合规要求。 上述制度反映出我国商业航天从资质管理、发射许可到频谱管理等全流程规范化管理逐渐成熟,为民营火箭企业参与市场 提供了制度保障。
蓝箭:中国商业航天中率先实现液氧甲烷火箭入轨
北京蓝箭空间科技有限公司(蓝箭航天)是从事火箭研制和运营的民营企业。公 司致力于研制具有自主知识产权的液体燃料火箭发动机及商业运载火箭。蓝箭航 天是中国商业航天领域最早成立的液体运载火箭企业之一,致力于开发以液氧甲 烷发动机为核心的可重复使用与常规液体火箭系统。截至 2025 年 5 月,蓝箭 航天成功发射改进型 ZQ-2E,部署 6 颗卫星入轨。
其主力火箭之一朱雀二号是全球首款发射入轨的液氧甲烷运载火箭,同时也是国 内首款拥有商业化运营能力的民营液体火箭,其主打绿色、经济、通用。另一主 力火箭朱雀三号为可重复使用液氧甲烷运载火箭,采用公司自研天鹊系列液氧甲 烷发动机,未来火箭一子级可重复使用多达20次。
星际荣耀:主攻液氧甲烷可复用火箭
星际荣耀航天科技集团股份有限公司(以下简称星际荣耀)于2016年10月成立,2019年公司自主研制的双曲线一号运载火 箭(SQX-1)首飞成功,成为国内首家实现入轨的民营商业运载火箭公司,使我国成为全球第二个民营企业也具有火箭入 轨发射能力的国家。2023年12月10日,双曲线二号完成了国内首次可复用火箭的复用飞行。双曲线三号中大型可重复使 用液氧甲烷运载火箭通过牵制释放、一子级回收多次重复使用、全箭级故障诊断及健康检测、在线重构等技术途径实现 高可靠、低成本和快速发射。
星舰系列介绍
Starship 与 Super Heavy 系统是 SpaceX 正在推进的下一代完全可重复使用超级重型运载系统,由 Super Heavy 助 推器作为第一级、Starship 飞船作为第二级共同构成,整体采用液氧/甲烷推进剂和 Raptor 系列发动机。该系列目前规 划有v1、v2、v3三代,核心改进集中在结构、推进、热防护、回收与工程化能力五个方面:首先是结构与尺寸,V2 相比 V1 对飞船进行加长并优化筒段与承力布局,V3 进一步放大整体尺度以提升推进剂装载与有效载荷;其次是推进系统,从 早期 Raptor 2 的工程验证逐步过渡到更高推力、更可靠、维护更简化的 Raptor 3(V3),同时改进多机并联点火与节 流控制;第三是热防护与再入,V2 开始系统性升级 TPS 瓦片、固定方式与受热区域设计,显著提高再入可靠性,V3 继 续为高频复用与更苛刻轨道工况做冗余;第四是回收方式,从 V1 的溅落与验证性回收,过渡到 V2 的助推器“筷子夹回” 和飞船受控再入,V3 目标是常态化、快速周转的全系统回收;最后是工程化与运维,包括热分离环成熟化、管路与阀件 冗余、制造工艺简化与快速翻修,这些改进共同把 Starship 从试飞原型推向可规模化运营与深空任务的平台。
报告节选:


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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