01 產(chǎn)業(yè)鏈全景圖
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02 商業(yè)運(yùn)載火箭
運(yùn)載火箭就像航天領(lǐng)域的 “專屬貨車”,靠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力,把衛(wèi)星、載人飛船、空間站等航天器精準(zhǔn)送進(jìn)預(yù)定軌道。它的核心由三大主系統(tǒng)構(gòu)成,類比成汽車的核心部件更好理解:
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此外,火箭還配有輔助系統(tǒng) “保駕護(hù)航”,包括負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪b測(cè)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)飛行軌跡的外彈道測(cè)量系統(tǒng)、保障飛行安全的安全系統(tǒng),以及實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。
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分類
運(yùn)載火箭主要按動(dòng)力能源和運(yùn)力大小分類。動(dòng)力能源方面,化學(xué)火箭是主流,細(xì)分為固體、液體及固液混合火箭;核火箭、電火箭、光子火箭均處理論階段。運(yùn)力上,小型火箭載重?cái)?shù)百公斤至 1 噸,中型 1-10 噸適配多數(shù)衛(wèi)星發(fā)射,大型 / 重型 10 噸以上用于空間站、深空探測(cè)。
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03 上游產(chǎn)業(yè)鏈
03-1、原材料-鋁合金
鋁合金堪稱 “輕金屬里的多面手”—— 以鋁為基底,添加少量其他合金元素制成,既屬于輕金屬材料,又兼具多重硬核優(yōu)勢(shì)。它重量輕但強(qiáng)度足,比強(qiáng)度接近高合金鋼,比剛度甚至超過普通鋼;同時(shí)易加工、可塑性強(qiáng),鑄造和塑形像捏橡皮泥般靈活,還能焊接,導(dǎo)電導(dǎo)熱性佳、抗腐蝕性好,不易生銹。這些特性讓它成為理想的結(jié)構(gòu)材料,廣泛應(yīng)用于航天、航空、交通運(yùn)輸、建筑、機(jī)電等多個(gè)領(lǐng)域。
鋁合金是航天輕質(zhì)高強(qiáng)核心材料,以低密度、高比模量比強(qiáng)度、抗腐蝕等優(yōu)勢(shì)適配嚴(yán)苛要求。主流為 2000 系(鋁 - 銅合金,含銅 3-5%,代表 2024/2A14/2219,高強(qiáng)耐熱)和 7000 系(鋁 - 鋅合金,含鋅 5-7%,代表 7075/7A09/7055,高強(qiáng)、焊接性抗腐蝕性佳)。
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我國(guó)航天鋁材核心供應(yīng)商包括西南鋁業(yè)、東北輕合金、新疆眾和等。西南鋁業(yè)作為行業(yè)龍頭,為長(zhǎng)征火箭、神舟飛船提供鋁合金板帶、鍛件等關(guān)鍵部件;明泰鋁業(yè)、亞太科技則是新能源汽車鋁材領(lǐng)域的領(lǐng)先者,通過 AS9100D 航空航天質(zhì)量管理體系認(rèn)證,正穩(wěn)步進(jìn)軍航空航天及軍工領(lǐng)域。
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03-2、原材料-鈦合金
鈦合金是航天領(lǐng)域的 “輕質(zhì)高強(qiáng)王牌材料”,兼具重量輕、強(qiáng)度高、韌性強(qiáng)、耐腐耐高溫的優(yōu)勢(shì),且與碳纖維復(fù)合材料適配性好,完美契合航天用材需求。用它替代傳統(tǒng)鋼材,既能大幅減輕飛行器結(jié)構(gòu)重量,又能提升抗腐蝕能力,對(duì)增加射程、降低油耗、延長(zhǎng)服役壽命、提高可靠性意義重大。鈦合金按成分可分為 α 型、β 型、α+β 型與近 β 型,廣泛應(yīng)用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、舵軸等部位。目前
行業(yè)集中度較高,寶鈦股份作為核心科研生產(chǎn)基地,供應(yīng)鈦合金板、管、鍛件等產(chǎn)品,適配火箭貯箱、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體;西部超導(dǎo)掌握高端鈦合金關(guān)鍵技術(shù),其小棒材、絲材主要用于航天緊固件。
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03-3、電子元器件
電子元器件是運(yùn)載火箭的 “神經(jīng)單元”,是電路核心組件,支撐電子設(shè)備、控制系統(tǒng)等關(guān)鍵系統(tǒng)運(yùn)行。其分為兩類:主動(dòng)元器件(有源器件)需電源才能工作,包括晶體管、二極管、集成電路等;
被動(dòng)元器件(無(wú)源器件)無(wú)需外接電源即可發(fā)揮作用,涵蓋連接器、電阻器、開關(guān)、變壓器等。這些元器件遍布導(dǎo)航控制、推進(jìn)、通信、電源管理等系統(tǒng),構(gòu)成火箭高效穩(wěn)定的電氣網(wǎng)絡(luò),保障發(fā)射與飛行安全。
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火箭電子元器件的核心供應(yīng)商分國(guó)企與私企兩類:
國(guó)企中,航天科技九院是航天系統(tǒng)首批軍方認(rèn)可的集成電路測(cè)試中心,電子門類齊全;航天電器參與神舟 1-7 號(hào)及火箭配套,是電子元件百?gòu)?qiáng)(中航光電、振華科技同屬核心國(guó)企);
私企里,高華科技供壓力、溫濕度傳感器,航宇微供 SOC 芯片、SIP 封裝產(chǎn)品,新雷能憑電源優(yōu)勢(shì)供電池,全信股份、通達(dá)股份配套電線電纜。
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04 中游產(chǎn)業(yè)鏈--火箭制造
04-1、行業(yè)規(guī)模
商業(yè)航天是全球航天產(chǎn)業(yè)的 “主力賽道”,國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域也在加速發(fā)展、熱度走高。2024 年全球 263 次航天發(fā)射中,商業(yè)發(fā)射占 175 次(占比 67%);國(guó)內(nèi)商業(yè)發(fā)射達(dá) 43 次,占自身發(fā)射量的 63%。2018-2023 年,我國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)值從 0.6 萬(wàn)億增至 1.9 萬(wàn)億(年均增 23%),預(yù)計(jì) 2029 年市場(chǎng)規(guī)模將超 6.6 萬(wàn)億。
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04-2、箭體結(jié)構(gòu)
箭體結(jié)構(gòu)是運(yùn)載火箭的 “骨架 + 集裝箱”,把各系統(tǒng)整合為完整整體,是火箭所有受力和支撐結(jié)構(gòu)件的總稱。固體火箭的箭體主要包括整流罩、儀器艙 / 推進(jìn)艙和尾翼;液體火箭在此基礎(chǔ)上,還多了箱間段、發(fā)動(dòng)機(jī)架等組件。這些部件共同撐起火箭架構(gòu),既支撐保護(hù)有效載荷,又保障火箭順利運(yùn)行。
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箭體結(jié)構(gòu)是火箭的 “骨架預(yù)算”,占其制造成本的 20-30%,由原材料、工裝模具、人工、設(shè)備損耗等構(gòu)成。以美國(guó)宇宙神 5 火箭為例,這部分成本占比 25-30%,其中原材料、人工各占約 35%。
原材料成本可通過選用標(biāo)準(zhǔn)型材(降低材料去除率)、熔煉時(shí)添加返回料來(lái)壓減;人工成本則靠成熟、低復(fù)雜度的加工工藝提效降低。
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國(guó)內(nèi)運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)件核心供應(yīng)商為上海滬工、新研股份、超捷股份:上海滬工是多家航天總裝單位的核心供方,提供航天裝備設(shè)計(jì)、研發(fā)等全流程服務(wù);新研股份生產(chǎn)彈體艙段、整流罩等飛行器結(jié)構(gòu)件;
超捷股份設(shè)商業(yè)航天團(tuán)隊(duì),主營(yíng)箭體結(jié)構(gòu)件(殼段、發(fā)動(dòng)機(jī)閥門等),2024 年 5 月完成產(chǎn)線建設(shè),未來(lái)擬建燃料貯箱產(chǎn)線。
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04-3、推進(jìn)系統(tǒng)
推進(jìn)系統(tǒng)是火箭的 “動(dòng)力心臟”—— 火箭發(fā)動(dòng)機(jī),核心是將推進(jìn)劑轉(zhuǎn)化為高速射流產(chǎn)生推力。目前主流為化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī),含固體、液體等類型,其中固體與液體發(fā)動(dòng)機(jī)是我國(guó)火箭主力。
固體發(fā)動(dòng)機(jī)以固化燃料為動(dòng)力,結(jié)構(gòu)含燃燒室、噴管等,可長(zhǎng)期儲(chǔ)存、使用維護(hù)便捷、發(fā)射靈活;液體發(fā)動(dòng)機(jī)采用液態(tài)推進(jìn)劑(如液態(tài)氫),搭配氧化劑燃燒,運(yùn)載能力強(qiáng)、比沖更高。
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推進(jìn)系統(tǒng)是火箭成本 “大頭”,占總費(fèi)用的 40%-50%。以 SpaceX 火箭為例:一子級(jí)中發(fā)動(dòng)機(jī)是成本核心(占 54.3%),其次是箭體結(jié)構(gòu)(23.5%),電氣設(shè)備、閥門等其他部件占比均較低;二子級(jí)里發(fā)動(dòng)機(jī)、箭體結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備成本占比接近(分別 28.6%、29.5%、27.2%),閥門、火工品等占比極小。
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04-4、控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)是火箭的 “大腦 + 指揮中樞”,核心是確保火箭沿預(yù)定軌跡完成飛行任務(wù),分為箭上的飛行控制系統(tǒng)和地面的測(cè)試發(fā)控系統(tǒng)。
飛行控制系統(tǒng)好比 “隨身導(dǎo)航 + 穩(wěn)定器”:制導(dǎo)系統(tǒng)是 “精準(zhǔn)定位儀”,補(bǔ)償誤差、保障入軌精度;姿態(tài)控制系統(tǒng)是 “平衡調(diào)節(jié)器”,控制火箭姿態(tài)與飛行穩(wěn)定性;時(shí)序控制系統(tǒng)是 “動(dòng)作定時(shí)器”,管控發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、分離等關(guān)鍵動(dòng)作時(shí)序;電源配電系統(tǒng)是 “隨身供電站”,為箭上設(shè)備提供穩(wěn)定電力。
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測(cè)試發(fā)控系統(tǒng)是 “地面指揮站”:測(cè)試系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集箭上設(shè)備參數(shù),發(fā)射控制系統(tǒng)管控火箭發(fā)射狀態(tài),監(jiān)控指揮系統(tǒng)承擔(dān)地面通信與顯示,故障診斷系統(tǒng)排查問題,地面電源系統(tǒng)提供地面供電。該系統(tǒng)在技術(shù)陣地完成火箭測(cè)試與匹配檢查,在發(fā)射陣地開展發(fā)射演練、射前檢查與發(fā)射控制。
核心公司
火箭控制系統(tǒng)核心供應(yīng)商包括航天電子、智明達(dá)、景嘉微、紫光國(guó)微、復(fù)旦微電等。
航天電子作為航天電子信息領(lǐng)域頭部企業(yè),研制的航天遙測(cè)測(cè)控設(shè)備、衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,支撐歷次衛(wèi)星與飛船發(fā)射;智明達(dá)專注飛行控制系統(tǒng)嵌入式計(jì)算機(jī)模塊生產(chǎn),為火箭提供核心硬件支持。
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05 下游產(chǎn)業(yè)鏈
05-1、火箭總裝
火箭整機(jī)總裝好比 “火箭的‘終極組裝 + 全面體檢’環(huán)節(jié)”—— 將各部件、系統(tǒng)拼成完整火箭并做測(cè)試調(diào)整,是制造最后階段,負(fù)責(zé)分系統(tǒng)性能、部件連接的總質(zhì)檢。該過程需聯(lián)合原材料、衛(wèi)星、發(fā)射服務(wù)等多供應(yīng)商參與,是高度集成的環(huán)節(jié);通過智能化制造、成本優(yōu)化與全面測(cè)試,可保障火箭安全可靠,匹配市場(chǎng)需求。
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當(dāng)前,國(guó)內(nèi)火箭總裝單位主要如下:
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05-2、火箭回收(核心難點(diǎn))
可回收火箭是商業(yè)航天的 “可重復(fù)用航天快遞車”,靠重復(fù)使用壓低單次發(fā)射成本,是未來(lái)核心方向之一。藍(lán)箭測(cè)算,發(fā)動(dòng)機(jī)回收設(shè)計(jì)能把發(fā)射成本從 “億元級(jí)” 壓到 “千萬(wàn)元級(jí)”。
它的原理是發(fā)動(dòng)機(jī)二次點(diǎn)火逆推減速,配合高精度導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)垂直軟著陸。國(guó)際上,SpaceX 獵鷹 9 號(hào) 2015 年實(shí)現(xiàn)一級(jí)火箭垂直回收,是全球首個(gè);藍(lán)色起源 2025 年 11 月完成一子級(jí)海上垂直回收,成第二家。
國(guó)內(nèi)方面,可回收火箭研制穩(wěn)步推進(jìn):2025 年 1 月上海航天 “龍行二號(hào)” 試驗(yàn)箭在海陽(yáng)起豎,將開展國(guó)內(nèi)首次 75 公里級(jí)全剖面回收試驗(yàn);此前八院已完成 10 公里級(jí)垂直起降試驗(yàn);星際榮耀等企業(yè)也在布局該技術(shù)。
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寫進(jìn)“十五五”,商業(yè)行業(yè)未來(lái)不限量。政策明確支持衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、重型運(yùn)載等重大工程,下游的衛(wèi)星通信、導(dǎo)航增強(qiáng)、太空旅游等應(yīng)用市場(chǎng)將全面打開。隨著火箭回收、低成本制造等核心技術(shù)突破,發(fā)射成本將持續(xù)下降,推動(dòng)星座大規(guī)模部署與數(shù)據(jù)服務(wù)落地。產(chǎn)業(yè)鏈中,具備核心技術(shù)的民營(yíng)火箭、衛(wèi)星制造及運(yùn)營(yíng)服務(wù)商或?qū)⒂瓉?lái)重大機(jī)遇。
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