火箭發(fā)射產(chǎn)業(yè)研究：誰將奪“甲”打開星辰大海

火箭發(fā)射產(chǎn)業(yè)研究：誰將奪“甲”，打開星辰大海1.商業(yè)航天方興未艾，各國積極“搶灘登陸”1.1.航天政策：各國鼓勵(lì)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展太空是龐大的資源寶庫，具有重要的政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)意義。但軌道資源有限，如何提高太空領(lǐng)域競(jìng)爭力成為各國的焦點(diǎn)議題?，F(xiàn)如今越來越多國家意識(shí)到，促進(jìn)航天事業(yè)的快速發(fā)展，不僅需要國家的投入管理，還需要市場(chǎng)資本的注入以提高資源配臵效率、促進(jìn)航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新。各國相繼發(fā)布戰(zhàn)略政策，打破航天事業(yè)原有的封閉狀態(tài)，鼓勵(lì)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展，力求構(gòu)建完善、合理、高效的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)，搶占太空資源戰(zhàn)略高地。相比于美國，我國商業(yè)航天事業(yè)放開時(shí)間較晚，商業(yè)航天市場(chǎng)直至2015年才實(shí)現(xiàn)了從無到有的突破。美國1984年發(fā)布《空間商業(yè)發(fā)射法案》，正式向私營企業(yè)開放航天領(lǐng)域。我國直至2015年發(fā)布《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃（2015-2025）》，第一次明確鼓勵(lì)民營企業(yè)發(fā)展商業(yè)航天，2015年也被稱為“中國商業(yè)航天元年”。1.2.資本推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展：航天事業(yè)投融資活動(dòng)近年起量受全球經(jīng)濟(jì)形式影響，航天領(lǐng)域投資額下降。根據(jù)美國航天資本公司(SpaceCapital)官網(wǎng)，自2014年起至2023年前三季度為止，全球航天市場(chǎng)總?cè)谫Y2839億美元。2022年全球商業(yè)航天行業(yè)發(fā)生438次融資活動(dòng)，共獲得222億美元融資，與2021年相比融資額呈下降趨勢(shì)，資本進(jìn)入觀望期。2022年航天行業(yè)的細(xì)分領(lǐng)域——發(fā)射行業(yè)發(fā)生37次融資活動(dòng)，共獲得約50億美元融資，少于2021年52次共55億美元的融資額，相比于整個(gè)行業(yè)來看，發(fā)射行業(yè)的融資額走勢(shì)更優(yōu)。自2015年吹響商業(yè)航天的號(hào)角起，我國商業(yè)航天的融資額迅速增長。具體金額來看，根據(jù)企查查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2011-2021年我國商業(yè)航天賽道的融資情況來看，2011-2021年我國商業(yè)航天賽道融資341起，披露融資額達(dá)243.1億元。2020年我國商業(yè)航天企業(yè)融資總金額約100億元，達(dá)到新高，2021年商業(yè)航天融資共35次，總金額約64.5億元，數(shù)量和金額較2020年均有明顯下降。從獲融資的項(xiàng)目類型來看，火箭/衛(wèi)星發(fā)射研發(fā)是2021年的融資熱門項(xiàng)目。1.3.應(yīng)用場(chǎng)景：下游需求帶動(dòng)火箭發(fā)射端發(fā)展火箭發(fā)射行業(yè)為下游應(yīng)用場(chǎng)景提供運(yùn)載支持。商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的上游為航天器制造，包括衛(wèi)星制造和火箭制造；中游包括運(yùn)載火箭的發(fā)射和地面服務(wù)設(shè)施的建設(shè)；中游提供發(fā)射、運(yùn)輸服務(wù)，服務(wù)于下游的衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感等應(yīng)用場(chǎng)景。商業(yè)航天的興起打破了傳統(tǒng)以衛(wèi)星為主的通信、導(dǎo)航、遙感、科研等航天應(yīng)用場(chǎng)景，衍生出衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、太空旅行、太空采礦、深空探索、太空清理等全新應(yīng)用方向。下游廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景能夠促進(jìn)商業(yè)航天構(gòu)建完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，進(jìn)一步帶動(dòng)火箭發(fā)射端的技術(shù)進(jìn)步。以衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為例，隨著商業(yè)航天和小衛(wèi)星技術(shù)的快速發(fā)展，衛(wèi)星發(fā)射入軌和全球組網(wǎng)的成本大大降低，各國都在加緊布局低軌衛(wèi)星星座，陸續(xù)提出“星座計(jì)劃”，以期建立衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、搶占日益緊俏的軌道資源。國外SpaceX、波音、OneWeb、開普勒通信、三星、亞馬遜等商業(yè)公司都相繼提出了低軌星座計(jì)劃，其中最具代表性是SpaceX公司的“星鏈計(jì)劃”，SpaceX計(jì)劃2024年前在太空搭建由約1.2萬顆衛(wèi)星組成的星鏈網(wǎng)終提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，后續(xù)準(zhǔn)備再增加3萬顆，使衛(wèi)星總量達(dá)到約4.2萬顆。根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）官網(wǎng)及各公司官方公眾號(hào)，中國已經(jīng)正式向國際電信聯(lián)盟（ITU）申報(bào)了以“GW”為代號(hào)的低軌衛(wèi)星星座。我國現(xiàn)已提出的其他互聯(lián)網(wǎng)星座計(jì)劃有：中國航天科技集團(tuán)有限公司的“鴻雁星座”、中國航天科工集團(tuán)有限公司的“虹云工程”、“行云工程”。商業(yè)航天公司有銀河航天提出的“銀河5G”星座計(jì)劃，九天微星的“天基物聯(lián)網(wǎng)”計(jì)劃等。星座計(jì)劃離不開大運(yùn)力、低成本的火箭發(fā)射服務(wù)，對(duì)運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力、發(fā)射效率提出了新的需求和挑戰(zhàn)。1.4.市場(chǎng)現(xiàn)狀：全球航天市場(chǎng)發(fā)射次數(shù)進(jìn)入高速增長期1.4.1.全球航天火箭發(fā)射活動(dòng)受益于衛(wèi)星發(fā)射等需求的大幅上升，全球航天火箭發(fā)射活動(dòng)快速增長，2022年發(fā)射次數(shù)創(chuàng)歷史新高。根據(jù)中國航天科技集團(tuán)有限公司發(fā)布的《中國航天科技活動(dòng)藍(lán)皮書（2022年）》和美國航天基金會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，2022年全球總計(jì)有186次火箭發(fā)射，相比于2021年增加了27%；其中商業(yè)航天火箭發(fā)射81次，增長態(tài)勢(shì)強(qiáng)勁。2022年美國完成火箭發(fā)射任務(wù)87次、中國發(fā)射64次，在近五年中，美國和中國的發(fā)射任務(wù)頻繁，發(fā)射次數(shù)交替領(lǐng)先，引領(lǐng)全球航天快速發(fā)展。1.4.2.全球航天經(jīng)濟(jì)規(guī)模全球航天經(jīng)濟(jì)規(guī)模自2019年來快速上升，商業(yè)航天發(fā)射市場(chǎng)穩(wěn)步擴(kuò)張。根據(jù)吳東等學(xué)者統(tǒng)計(jì)，2021年全球航天經(jīng)濟(jì)規(guī)模為4693億美元，相比2020年的4310億美元規(guī)模上漲9%，增長趨勢(shì)強(qiáng)勁；美國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)《衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)狀況報(bào)告》的數(shù)據(jù)顯示，全球商業(yè)采購衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)業(yè)收入自2019年來穩(wěn)步上升，在2022年達(dá)到約70億美元，相比2021年上漲約23%，發(fā)射服務(wù)業(yè)收入增長主要源于低軌互聯(lián)網(wǎng)星座發(fā)射數(shù)量的增長。1.4.3.商業(yè)航天企業(yè)領(lǐng)頭羊SPACEXSpaceX創(chuàng)立于2002年，創(chuàng)始人馬斯克。SpaceX是全球第一家成功設(shè)計(jì)并發(fā)射液體燃料火箭進(jìn)入軌道的私營公司，創(chuàng)造了人類航天史上首次重復(fù)使用運(yùn)載火箭的歷史，目前SpaceX公司的主打運(yùn)載火箭產(chǎn)品有獵鷹系列火箭、龍飛船和星艦飛船，同時(shí)Spacex的星鏈計(jì)劃預(yù)計(jì)2024年前在太空搭建由約1.2萬顆衛(wèi)星組成的星鏈網(wǎng)終提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，后續(xù)準(zhǔn)備再增加3萬顆，使衛(wèi)星總量達(dá)到約4.2萬顆。目前Spacex正大力推進(jìn)星艦的研發(fā)發(fā)射工作，2023年4月，星艦首飛失敗，此次發(fā)射使用“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)采用液氧作為氧化劑、甲烷作為燃燒劑。發(fā)射證明了大量發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)的設(shè)計(jì)方案、兩級(jí)超重型運(yùn)載火箭的設(shè)計(jì)方案和技術(shù)路線的可行性，仍具有重大意義。1.5.中國商業(yè)航天政策支持，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)打開空間1.5.1.美國政府鼎力支持，SpaceX快速騰飛美國政府協(xié)助促進(jìn)SpaceX從零起步，快速發(fā)展。SpaceX在2002年成立，2008年獵鷹1首次成功發(fā)射；2010年獵鷹9中型火箭成功首飛；2017年不僅完成了其首次軍事載荷發(fā)射任務(wù)，還首次實(shí)現(xiàn)獵鷹9復(fù)用并成功完成18次發(fā)射任務(wù)，占美國全年發(fā)射數(shù)量的2/3，一躍成為美國最重要的發(fā)射服務(wù)商；2018年實(shí)現(xiàn)獵鷹重型火箭首飛，完成了同一枚火箭一子級(jí)的第三次發(fā)射，發(fā)射數(shù)量突破到21次。十幾年時(shí)間內(nèi)，從零起步的SpaceX快速發(fā)展到能和處于壟斷地位的傳統(tǒng)發(fā)射服務(wù)商相抗衡，除自身原因外，政府發(fā)揮的作用不可忽略。尤其是考慮到航天發(fā)射和國家安全的密切關(guān)系，政府影響更加突出。美國政策提供資金等多重支持，SpaceX占據(jù)美國發(fā)射市場(chǎng)半壁江山。航天事業(yè)從封閉狀態(tài)逐步向民間資本開放,首先要用政策破冰。美國除了1984年《空間商業(yè)發(fā)射法案》正式向私營企業(yè)開放航天領(lǐng)域,《商業(yè)空間法案》(1998)等一系列相關(guān)法案相繼出臺(tái),逐步細(xì)化針對(duì)商業(yè)航天的未來規(guī)劃外，還在技術(shù)、資金、設(shè)施和服務(wù)等多方面給予SpaceX支持。有了相關(guān)政策進(jìn)行破局和鼓勵(lì),不少觀望中的民營企業(yè)才能有足夠的勇氣涉足航天這一陌生行業(yè)；我國21世紀(jì)也迎來了自己的破冰政策。1.5.2.中國政策放開，商業(yè)航天全力發(fā)展中國政府：從政策破冰，到全力扶持。為促進(jìn)我國商業(yè)航天發(fā)展，發(fā)揮市場(chǎng)在航天領(lǐng)域中的資源配臵作用，我國自2013年起持續(xù)頒布了多次政策措施。2015年,《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃（2015-2025）》明確提出鼓勵(lì)民營企業(yè)發(fā)展商業(yè)航天，就此吹響了中國商業(yè)航天進(jìn)軍的號(hào)角，“軍民融合”上升到國家戰(zhàn)略層面，打開了政策窗口。2019年國防科工局、中央軍委裝備發(fā)展部聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)商業(yè)運(yùn)載火箭規(guī)范有序發(fā)展的通知》，首次就商業(yè)運(yùn)載火箭的科研、生產(chǎn)、試驗(yàn)、發(fā)射、安全和技術(shù)管控等有關(guān)事項(xiàng)，進(jìn)行了全面的規(guī)范與要求。這是我國第一個(gè)專門針對(duì)商業(yè)航天發(fā)展的政策文件。乘著我國“政策放開”的東風(fēng)，商業(yè)航天潛力無窮。黨的二十大作出了加快建設(shè)航天強(qiáng)國的戰(zhàn)略部署，近年來國家又密集出臺(tái)各類支持商業(yè)航天發(fā)展的政策規(guī)劃，覆蓋衛(wèi)星研制、發(fā)射、衛(wèi)星應(yīng)用等細(xì)分領(lǐng)域；同時(shí)各地方政府紛紛推出扶持民營航天的政策舉措，如北京、上海、浙江等都在2021至今陸續(xù)出臺(tái)針對(duì)商業(yè)航天的具體支持措施。政策的支持使國內(nèi)商業(yè)航天在火箭發(fā)射、可回收技術(shù)、低軌星座等領(lǐng)域取得很大技術(shù)突破?！罢叻砰_”的大環(huán)境，加上各企業(yè)具備的技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)伴隨著空間信息正加快與3D打印、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等高技術(shù)融合，商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)潛力較大。1.6.運(yùn)載火箭發(fā)射需求空間較大國內(nèi)政策扶持與資本加持下，商業(yè)航天發(fā)展空間較大。根據(jù)艾媒咨詢數(shù)據(jù)，國內(nèi)商業(yè)航天市場(chǎng)規(guī)模自2015年以來保持高速增長，市場(chǎng)規(guī)模從2015年的3764.25億元增長至2021年的12626億元，2021年同比增長了23.76%。2017年至2024年年增長率保持在20%以上，預(yù)計(jì)2024年商業(yè)航天市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)23382億元。目前，商業(yè)航天已穩(wěn)居世界航天經(jīng)濟(jì)的核心地位，并已逐漸成為世界大國戰(zhàn)略競(jìng)爭與博弈的主陣地和主戰(zhàn)場(chǎng)。雖然在商業(yè)航天細(xì)分賽道來看，導(dǎo)航及地面設(shè)備、衛(wèi)星電視及廣播、政府及其他領(lǐng)域規(guī)模占比較大,但從成長性來看，火箭發(fā)射服務(wù)發(fā)展空間較大。2.商業(yè)航天發(fā)射企業(yè)多足鼎立，發(fā)射計(jì)劃高增可期隨著國家政策的放開、全球航天需求的增長以及航天技術(shù)的突破，我國商業(yè)運(yùn)載火箭領(lǐng)域獲得飛速發(fā)展，正逐漸形成從研發(fā)設(shè)計(jì)到制造發(fā)射的完整產(chǎn)業(yè)布局。目前，我國商業(yè)航天領(lǐng)域的代表企業(yè)有藍(lán)箭航天、星河動(dòng)力、星際榮耀、航天科技、航天科工、中科宇航，航天事業(yè)的火箭發(fā)射端呈現(xiàn)多元化態(tài)勢(shì)。2.1.固液、運(yùn)力差異多足鼎立2.1.1.藍(lán)箭航天：全球首發(fā)液氧甲烷運(yùn)載火箭藍(lán)箭航天成立于2015年，是全球首家成功發(fā)射液氧甲烷運(yùn)載火箭的企業(yè)。藍(lán)箭航天擁有國內(nèi)民商航天領(lǐng)域內(nèi)專業(yè)分布全面的液體火箭研制團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)始人兼CEO張昌武曾就職于匯豐銀行、西班牙桑坦德銀行，擁有豐富的投資和管理經(jīng)驗(yàn)；聯(lián)合創(chuàng)始人王建蒙長期從事火箭、衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)組織指揮工作，是航天系統(tǒng)工程高級(jí)工程師，具有豐富的航天國際商務(wù)合作經(jīng)驗(yàn)；CTO周遇仁曾就職于中國航天科技集團(tuán)公司第八研究院，負(fù)責(zé)運(yùn)載火箭總體設(shè)計(jì)工作，從事運(yùn)載火箭研制工作近30年，在推進(jìn)制造強(qiáng)國領(lǐng)域做出突出貢獻(xiàn)；技術(shù)人員張小平來自西安航天動(dòng)力研究所，是低溫推進(jìn)劑發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)副主任設(shè)計(jì)師。公司研發(fā)人員規(guī)模超過320人，碩士及以上人員占比達(dá)95%，專業(yè)設(shè)臵覆蓋火箭設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)，在團(tuán)隊(duì)規(guī)模、從業(yè)經(jīng)驗(yàn)等方面都處于行業(yè)領(lǐng)先地位。2018年至2023年，藍(lán)箭航天從試車到發(fā)射，從“朱雀一號(hào)”到“朱雀二號(hào)”，從固體到液體，現(xiàn)已成功發(fā)射全球首枚液氧甲烷運(yùn)載火箭。2018年，藍(lán)箭航天發(fā)射“朱雀一號(hào)”運(yùn)載火箭，并于同年發(fā)布了“朱雀二號(hào)”火箭型號(hào)，成為國內(nèi)最早開始研制液體運(yùn)載火箭的民商航天企業(yè)。2022年，“朱雀二號(hào)”遙一火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心執(zhí)行首飛試驗(yàn)，但過程中出現(xiàn)故障導(dǎo)致發(fā)射失敗。2023年7月12日，“朱雀二號(hào)”遙二火箭發(fā)射成功，成為全球首款發(fā)射入軌的液氧甲烷運(yùn)載火箭，標(biāo)志著“朱雀二號(hào)”成為我國民商航天首款正式進(jìn)入量產(chǎn)和商用的液體火箭，也標(biāo)志著我國航天技術(shù)的跨越式進(jìn)步。為保障“朱雀二號(hào)”的發(fā)射，藍(lán)箭航空首創(chuàng)了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，突破了眾多技術(shù)壁壘。液體推進(jìn)劑方面，藍(lán)箭航天在開發(fā)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)過程中，解決了甲烷自生增壓、氣體液化、過冷加注結(jié)晶等存在技術(shù)難題。液氧甲烷相比于傳統(tǒng)燃料煤油成本更低，且清潔環(huán)保積碳少，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)回收重復(fù)利用。發(fā)動(dòng)機(jī)方面，國內(nèi)首創(chuàng)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)大型噴管激光焊接技術(shù)，通過提高技術(shù)的自動(dòng)化程度進(jìn)而提高產(chǎn)品的平均質(zhì)量、降低生產(chǎn)周期。此外，藍(lán)箭航天首創(chuàng)了國內(nèi)低溫液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)級(jí)控制技術(shù)、國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)推力工況控制系統(tǒng)半實(shí)物仿真技術(shù)等等，在眾多技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到國內(nèi)行業(yè)領(lǐng)先水平。根據(jù)新華網(wǎng)，藍(lán)箭航天董事長兼CEO張昌武在科技日?qǐng)?bào)采訪中表示，隨著“朱雀二號(hào)”的發(fā)射取得成功，藍(lán)箭航天將于2024年面向市場(chǎng)進(jìn)行小批量交付，年產(chǎn)3至4發(fā)，2025年再翻一倍。同時(shí)，藍(lán)箭航天已經(jīng)啟動(dòng)可重復(fù)使用火箭項(xiàng)目，計(jì)劃于2025年推動(dòng)實(shí)施。2.1.2.天兵科技：全球首發(fā)成功發(fā)射液體運(yùn)載火箭公司成立于2015年，凝聚了大量航天行業(yè)的技術(shù)精英，具有較強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力。創(chuàng)始人康永來是前中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院某運(yùn)載型號(hào)總師，具有豐富的運(yùn)載火箭技術(shù)研發(fā)與項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)；公司研發(fā)的核心團(tuán)隊(duì)是來自中國航天科技、中國航天科工的資深專家，如技術(shù)負(fù)責(zé)人李平曾任航天六院國際化業(yè)務(wù)總師與11所所長，火箭領(lǐng)域的研發(fā)與管理經(jīng)驗(yàn)十分豐富。2023年公司研發(fā)的“天龍二號(hào)”液氧煤油火箭取得首飛成功，開創(chuàng)多條國際航天和國內(nèi)航天記錄，開辟了我國商業(yè)航天從固體向液體跨越的新時(shí)代?！疤忑埗?hào)”的成功發(fā)射創(chuàng)下多個(gè)“首次”記錄，是全球首次采用煤基航天煤油作為燃料飛行的、我國商業(yè)航天首款成功入軌的液體運(yùn)載火箭，也是我國首次實(shí)現(xiàn)箭體產(chǎn)品大規(guī)模重復(fù)使用的運(yùn)載火箭，并通過首次采用3D打印高壓補(bǔ)燃發(fā)動(dòng)機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)組數(shù)量降低80%、制造周期縮短70%至80%、成本和重量降低40%至50%，通過采用全鋁合金表面張力貯箱姿軌控系統(tǒng)將生產(chǎn)周期縮短50%、動(dòng)力系統(tǒng)成本降低40%。通過應(yīng)用多項(xiàng)新技術(shù)，全面提升了“天龍二號(hào)”火箭發(fā)射效率。天兵科技正全面開展更大運(yùn)力、更高性價(jià)比的“天龍三號(hào)”火箭的研制?！疤忑埲?hào)”采用大推力可復(fù)用液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，近地軌道運(yùn)力可達(dá)17噸，一箭可發(fā)射30-60顆低軌衛(wèi)星，大幅提高發(fā)射性價(jià)比，2023年10月上旬，“天龍三號(hào)”配套的110噸推力液氧煤油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)“天火十二”圓滿完成批次產(chǎn)品抽檢試車，為天龍三號(hào)火箭遙一飛行試驗(yàn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。根據(jù)官方公眾號(hào)消息，“天龍三號(hào)”計(jì)劃2024年完成火箭首飛，2025年起具備每年30發(fā)的商業(yè)發(fā)射能力。2.1.3.星際榮耀：我國首發(fā)固體運(yùn)載火箭星際榮耀成立于2016年，是我國首次成功發(fā)射商業(yè)運(yùn)載火箭的企業(yè)，并實(shí)現(xiàn)了一箭多星發(fā)射入軌，服務(wù)于全球小衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)，主要研發(fā)方向?yàn)樾⌒凸腆w運(yùn)載火箭以及可重復(fù)使用的中小型液體運(yùn)載火箭。星際榮耀的核心團(tuán)隊(duì)專業(yè)能力較強(qiáng)，董事長彭小波曾任中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院總體設(shè)計(jì)部總體室主任、研究發(fā)展中心主任，是航天運(yùn)載火箭領(lǐng)域?qū)＜?；副總?jīng)理、火箭總指揮謝紅軍曾在上海航天技術(shù)研究院工作，參與過我國神舟飛船、“風(fēng)云三號(hào)”氣象衛(wèi)星等重大項(xiàng)目研制，具有數(shù)十年大型航天項(xiàng)目開發(fā)和管理經(jīng)驗(yàn)；技術(shù)團(tuán)隊(duì)成員劉中祥是長征五號(hào)火箭芯二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)負(fù)責(zé)人，曾任航天六院11所指揮，具有豐富的研發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。2018年至2022年，星際榮耀經(jīng)歷了從輝煌頂峰跌落低谷的坎坷發(fā)展，屢敗屢戰(zhàn)，直至今年逐步恢復(fù)。2019年，星際榮耀成功發(fā)射“雙曲線一號(hào)”，實(shí)現(xiàn)了中國民營商業(yè)航天運(yùn)載火箭首次成功發(fā)射并高精度入軌。2021年至2022年，“雙曲線一號(hào)”運(yùn)載火箭接連三次發(fā)射過程中出現(xiàn)異常，三次發(fā)射任務(wù)均以失敗告終。2023年，“雙曲線一號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，繼第一次發(fā)射以來復(fù)飛成功?！半p曲線一號(hào)”實(shí)現(xiàn)了民營火箭公司的首次發(fā)射，技術(shù)研發(fā)起步較早、步伐較快。2023年總結(jié)失敗經(jīng)驗(yàn)后復(fù)飛成功，驗(yàn)證了雙曲線一號(hào)總體方案和技術(shù)的正確性。目前公司正在攻關(guān)可重復(fù)使用的中大型液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域難題，整體進(jìn)度穩(wěn)中向好。2023年7月，用于驗(yàn)證液氧甲烷運(yùn)載火箭垂直回收和可重復(fù)利用技術(shù)的驗(yàn)證火箭“雙曲線二號(hào)”動(dòng)力系統(tǒng)試車試驗(yàn)圓滿成功，為“雙曲線二號(hào)”火箭開展垂直起降飛行試驗(yàn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。9月27日“焦點(diǎn)二號(hào)”變推力液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)全系統(tǒng)試車成功，該發(fā)動(dòng)機(jī)可用于公司研制的中大型可重復(fù)使用液體運(yùn)載火箭“雙曲線三號(hào)”，距離中大型液氧甲烷運(yùn)載火箭“雙曲線三號(hào)”的發(fā)射更進(jìn)一步。2.1.4.星河動(dòng)力：高密度運(yùn)載火箭發(fā)射公司成立于2018年，創(chuàng)始人和其他核心團(tuán)隊(duì)成員都是航天領(lǐng)域資深的技術(shù)和管理專家，具有堅(jiān)實(shí)的專業(yè)背景。CEO劉百奇為航天慣性導(dǎo)航及火箭總體設(shè)計(jì)專家，在航天科技集團(tuán)一院研發(fā)中心從事了7年的火箭總體設(shè)計(jì)工作，在航天飛行控制系統(tǒng)領(lǐng)域有很深的造詣。核心團(tuán)隊(duì)由來自航天系統(tǒng)研制一線的資深技術(shù)和管理專家，平均具有10-20年航天從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，在固體火箭、液體火箭及各類新型航天動(dòng)力系統(tǒng)研制方面擁有一流的技術(shù)實(shí)力和堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。從2020年“谷神星一號(hào)”首飛開始，星河動(dòng)力共發(fā)射9枚運(yùn)載火箭，是我國首家發(fā)射火箭進(jìn)入500km太陽同步軌道、首家連續(xù)成功發(fā)射、首次成功開展海上發(fā)射任務(wù)的民營火箭公司。近四年的時(shí)間里，星河動(dòng)力九勝一負(fù)，做到了小型運(yùn)載火箭“谷神星一號(hào)”的高密度發(fā)射。公司現(xiàn)有兩個(gè)系列產(chǎn)品：小型固體運(yùn)載火箭“谷神星”系列、可重復(fù)使用中型液氧煤油運(yùn)載火箭“智神星”系列。“谷神星”系列的技術(shù)成熟、可靠性高、準(zhǔn)備周期短，主要面向低軌微小衛(wèi)星發(fā)射、低軌星座補(bǔ)網(wǎng)發(fā)射等市場(chǎng)，已經(jīng)具備高密度發(fā)射的能力；正在大力攻關(guān)研發(fā)的“智神星”系列使用液氧煤油作為推進(jìn)劑，力爭實(shí)現(xiàn)垂直回收、可重復(fù)使用，主要面向低軌星座組網(wǎng)和大型載荷發(fā)射市場(chǎng)，目前已經(jīng)完成輔助動(dòng)力系統(tǒng)熱試車、增壓輸送系統(tǒng)一級(jí)輸送管路振動(dòng)試驗(yàn)，大大加速了研究進(jìn)程，整體進(jìn)度穩(wěn)中有進(jìn)。2.1.5.中科宇航：我國運(yùn)載能力最大的固體運(yùn)載火箭公司2018年成立，是國內(nèi)首家混合所有制航天火箭企業(yè)。中科宇航依托中國科學(xué)院力學(xué)研究所和空天飛行科技中心的科研力量和資源優(yōu)勢(shì)，是國家重大科研項(xiàng)目的成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)。中科宇航布局兩條發(fā)展路線，一是“力箭一號(hào)”固體運(yùn)載火箭，二是“力箭二號(hào)”可重復(fù)使用的液氧煤油運(yùn)載火箭?！傲惶?hào)”是目前我國運(yùn)載能力最大的固體運(yùn)載火箭，適用于中小衛(wèi)星、中低軌快速組網(wǎng)發(fā)射。2022年7月，“力箭一號(hào)”火箭首飛成功。2023年6月“力箭一號(hào)”遙二火箭發(fā)射成功，公司正加速形成“力箭一號(hào)”火箭批產(chǎn)與高密度發(fā)射能力。此外，中科宇航正大力攻關(guān)突破液體發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭回收技術(shù)，研制可重復(fù)使用的大型液體火箭。目前中科宇航液體煤油發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)考臺(tái)試車取得成功，具備液體發(fā)動(dòng)機(jī)試車能力，為加速液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)研制奠定了基礎(chǔ)。2.1.6.航天科技：“國家隊(duì)”布局商業(yè)航天公司成立于1999年，航天科技作為國有企業(yè)，背靠中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院、航天動(dòng)力技術(shù)研究院等8個(gè)大型科研生產(chǎn)聯(lián)合體，擁有32位兩院院士、100余名國家級(jí)專家，具有領(lǐng)先的研發(fā)制造能力。公司在開發(fā)商業(yè)航天產(chǎn)品時(shí)，可利用在航天技術(shù)上使用的成熟技術(shù)，大大降低開發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)，提高商業(yè)航天服務(wù)的市場(chǎng)競(jìng)爭力。航天科技的商業(yè)火箭系列產(chǎn)品有“長征十一號(hào)”與“捷龍系列”。“長征十一號(hào)”是固體運(yùn)載火箭，自誕生起便被冠以“商業(yè)化”標(biāo)簽，利用固體燃料快速填發(fā)的優(yōu)勢(shì)，火箭具有快速發(fā)射和快速履約能力，并且采用錐柱一體結(jié)構(gòu)，剛度和強(qiáng)度大、更可靠。長征系列運(yùn)載火箭作為國內(nèi)商業(yè)發(fā)射服務(wù)市場(chǎng)的主力軍，2022年共實(shí)施了15次商業(yè)發(fā)射任務(wù)，服務(wù)模式不斷優(yōu)化?！褒垺毕盗惺侵袊教炜萍技瘓F(tuán)有限公司繼“長征”系列后推出的首個(gè)商業(yè)運(yùn)載火箭品牌，主要滿足國內(nèi)外日益增長的商業(yè)載荷入軌需求，發(fā)射更靈活成本更優(yōu)，具備高性價(jià)比和快速響應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。2019年8月，“捷龍一號(hào)”火箭成功首飛。2022年12月9日，“捷龍三號(hào)”固體運(yùn)載火箭首飛成功，實(shí)現(xiàn)了海上冷發(fā)射到海上熱發(fā)射的跨越，進(jìn)一步完善了我國運(yùn)載火箭型譜。根據(jù)中國航天科技集團(tuán)百家號(hào)，“長征十一號(hào)”2023年已經(jīng)明確了兩次發(fā)射計(jì)劃，后續(xù)仍有承接應(yīng)急發(fā)射任務(wù)的能力，兼顧各類衛(wèi)星市場(chǎng)的發(fā)射需求；同時(shí)根據(jù)中國火箭公眾號(hào)的消息，航天科技將于下半年安排4次“捷龍三號(hào)”火箭發(fā)射任務(wù)，探索火箭發(fā)射常態(tài)化模式。2.1.7.航天科工：成熟技術(shù)下的常態(tài)化發(fā)射公司成立于1999年，是中國首家以“火箭發(fā)射”為經(jīng)營范圍的公司，填補(bǔ)了中國固體商業(yè)運(yùn)載火箭的空白。航天科工是國有特大型獨(dú)資企業(yè)，由中央直接管理，擁有6個(gè)大型研究院，具有較強(qiáng)的高新技術(shù)開發(fā)、研制、生產(chǎn)的綜合實(shí)力，已成為我國國防工業(yè)的重要組成部分?？熘刍鸺盗惺枪腆w運(yùn)載火箭，發(fā)射準(zhǔn)備周期和任務(wù)間隔短，組批發(fā)射能力強(qiáng)，主要優(yōu)勢(shì)為快速、廉價(jià)、高效、可靠。2017年，快舟一號(hào)甲成功進(jìn)入預(yù)定軌道，并搭載了3顆衛(wèi)星，此次發(fā)射是一次“純商業(yè)”航天發(fā)射，被認(rèn)為是中國在商業(yè)航天領(lǐng)域邁出的新步伐。2022年，快舟十一號(hào)固體運(yùn)載火箭在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，發(fā)射任務(wù)圓滿完成。快舟一號(hào)甲火箭是一款小型固體運(yùn)載火箭，主要服務(wù)于300公斤級(jí)低軌小衛(wèi)星，具有飛行可靠性高、入軌精度高、準(zhǔn)備周期短、保障需求少、發(fā)射成本低等特點(diǎn)；快舟十一號(hào)固體運(yùn)載火箭運(yùn)載能力大幅提升，相比較快舟一號(hào)甲提升5倍左右，主要面向一噸級(jí)以下衛(wèi)星發(fā)射和組網(wǎng)，具備一箭多星發(fā)射能力，能夠更好地滿足衛(wèi)星規(guī)模化、高密度、快速發(fā)射的需求，將有力帶動(dòng)我國固體運(yùn)載火箭及其動(dòng)力技術(shù)發(fā)展。航天科工集團(tuán)表示未來要在商業(yè)發(fā)射常態(tài)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步縮短發(fā)射準(zhǔn)備周期和任務(wù)間隔，提高組批發(fā)射能力，2023年實(shí)現(xiàn)快舟系列火箭年發(fā)射量翻一番，2025年實(shí)現(xiàn)固體動(dòng)力技術(shù)比肩世界一流。同時(shí)航天科工集團(tuán)正大力開展運(yùn)載火箭可重復(fù)使用技術(shù)攻關(guān)，將進(jìn)一步降低發(fā)射成本。2.2.多項(xiàng)能力突破，商業(yè)發(fā)射計(jì)劃高增可期2.2.1.我國商業(yè)運(yùn)載火箭發(fā)射：奮起直追、創(chuàng)造紀(jì)錄過去五年中，我國商業(yè)航天發(fā)射快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了眾多從0到1的突破。從首發(fā)民營火箭發(fā)射、首次液體運(yùn)載火箭發(fā)射到民營企業(yè)首次海上發(fā)射、全球首次液氧甲烷運(yùn)載火箭發(fā)射，一項(xiàng)項(xiàng)突破提振了整個(gè)行業(yè)的信心，象征著我國商業(yè)運(yùn)載火箭事業(yè)正邁開步子大步向前，為中國在全球航天競(jìng)賽中占據(jù)了有利身位。關(guān)于對(duì)未來的規(guī)劃，藍(lán)箭航天和天兵科技表現(xiàn)出對(duì)未來的樂觀估計(jì)。根據(jù)藍(lán)箭航天公眾號(hào)，朱雀二號(hào)是國內(nèi)首款具備批量化交付能力的民商液體火箭，藍(lán)箭航天已建立了批量化生產(chǎn)、測(cè)試和發(fā)射的全面交付能力，將于2024年面向市場(chǎng)進(jìn)行小批量交付，年產(chǎn)3至4發(fā)，此后連續(xù)三到四年交付數(shù)量每年增長一倍，步入商業(yè)化運(yùn)營的新階段。根據(jù)天兵科技官方公眾號(hào)消息，“天龍三號(hào)”計(jì)劃2024年完成火箭首飛，2025年起具備每年30發(fā)的商業(yè)發(fā)射能力。根據(jù)航天科技集團(tuán)百家號(hào)的消息，“長征十一號(hào)”2023年已經(jīng)明確了兩次發(fā)射計(jì)劃，后續(xù)仍有承接應(yīng)急發(fā)射任務(wù)的能力，兼顧各類衛(wèi)星市場(chǎng)的發(fā)射需求；根據(jù)中國火箭公眾號(hào)的消息，航天科技將于下半年安排4次“捷龍三號(hào)”火箭發(fā)射任務(wù)，探索火箭發(fā)射常態(tài)化模式。航天科工集團(tuán)官網(wǎng)消息表示，未來要在商業(yè)發(fā)射常態(tài)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步縮短發(fā)射準(zhǔn)備周期和任務(wù)間隔，提高組批發(fā)射能力，2023年實(shí)現(xiàn)快舟系列火箭年發(fā)射量翻一番，2025年實(shí)現(xiàn)固體動(dòng)力技術(shù)比肩世界一流。同時(shí)航天科工集團(tuán)正大力開展運(yùn)載火箭可重復(fù)使用技術(shù)攻關(guān)，將進(jìn)一步降低發(fā)射成本。2.2.2.五大發(fā)射場(chǎng)：全力保障商業(yè)運(yùn)載火箭發(fā)射我國現(xiàn)有五大發(fā)射場(chǎng)——酒泉發(fā)射場(chǎng)、太原發(fā)射場(chǎng)、文昌發(fā)射場(chǎng)、西昌發(fā)射場(chǎng)和東方航天港。酒泉發(fā)射場(chǎng)是中國創(chuàng)建最早的衛(wèi)星發(fā)射中心，是我國發(fā)射衛(wèi)星、火箭、導(dǎo)彈的主要基地。東方航天港是是中國第五處火箭發(fā)射地，也是中國唯一的海上發(fā)射母港。為解決我國目前商業(yè)航天發(fā)射資源相對(duì)緊缺的局面，海南省文昌市正在建設(shè)我國首個(gè)商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)，致力于打造市場(chǎng)化運(yùn)營的航天發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)。2022年7月6日，該項(xiàng)目正式開工建設(shè)，這座商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)有望于2024年實(shí)現(xiàn)常態(tài)化發(fā)射，以推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。3.降本增效+班次化發(fā)射+彎道超車：液氧甲烷或成未來主要燃料選擇3.1.我國商業(yè)航天問題猶存3.1.1.國內(nèi)運(yùn)載火箭運(yùn)力不足，增加有效載荷是關(guān)鍵國內(nèi)運(yùn)載火箭發(fā)射技術(shù)在逐漸突破,但火箭運(yùn)載能力相對(duì)薄弱。2021年，SpaceX獵鷹九號(hào)運(yùn)載火箭創(chuàng)下了單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量最高的世界紀(jì)錄—143顆，截止2022年2月27日我國的最高紀(jì)錄為1箭22星，由長征八號(hào)遙二運(yùn)載火箭完成。根據(jù)各公司官方數(shù)據(jù)，SpaceX獵鷹九號(hào)火箭近地軌道運(yùn)力達(dá)到22.8噸，接近我國目前運(yùn)載能力最大的長征五號(hào)火箭（近地軌道運(yùn)力為25噸），重型獵鷹火箭運(yùn)力則達(dá)到63.8噸。相比之下，我國民營火箭的運(yùn)力薄弱，近地軌道運(yùn)力均值只有0.5噸左右，不及獵鷹九號(hào)的1/40。國內(nèi)火箭行業(yè)發(fā)射需求強(qiáng)勁，但供給不足，火箭運(yùn)力缺口較大，提升運(yùn)力是關(guān)鍵。現(xiàn)階段，通信、導(dǎo)航、遙感衛(wèi)星的商業(yè)化應(yīng)用刺激了各行業(yè)對(duì)衛(wèi)星星座的發(fā)射需求。隨著“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”納入新基建范疇，以“星網(wǎng)工程”為代表的低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)成為當(dāng)前及未來航天發(fā)射市場(chǎng)的主要需求者。但我國航天發(fā)射市場(chǎng)運(yùn)載能力缺口較大。以衛(wèi)星規(guī)模12000顆、單星質(zhì)量200kg、軌道高度700km、組網(wǎng)周期7年的星座為例，平均每年對(duì)火箭運(yùn)力的需求將達(dá)到343t/700km。西安航天信息研究院吳智慧等人在《火箭運(yùn)載需求空間巨大，商業(yè)航天市場(chǎng)前景可期》表示，2021年間我國衛(wèi)星發(fā)射火箭的總運(yùn)力約140.4t/700km，不及未來所需運(yùn)力的1/2。提升火箭發(fā)射運(yùn)力勢(shì)在必行。3.1.2.發(fā)射成本急需降低國內(nèi)運(yùn)載火箭不但運(yùn)力不足,而且成本較高。西安航天信息研究院吳智慧等人在《火箭運(yùn)載需求空間巨大，商業(yè)航天市場(chǎng)前景可期》表示，根據(jù)VisualCapitalist官網(wǎng)的數(shù)據(jù)SpaceX發(fā)射成本最高的“獵鷹九號(hào)”運(yùn)載火箭發(fā)射成本仍是全球最低，約3000美元/KG。此外，如果未來“Starship星艦”全箭回收，則該火箭發(fā)射成本預(yù)計(jì)只需200美元/KG。國內(nèi)代表性民營航天公司星河動(dòng)力2022年8月9日發(fā)射成功的谷神星一號(hào)火箭的每公斤發(fā)射成本超過15000美元。國內(nèi)商業(yè)航天成本高的核心在運(yùn)載火箭和發(fā)動(dòng)機(jī)。國內(nèi)商業(yè)航天企業(yè)發(fā)射成本之所以高，主要原因是運(yùn)載火箭成本高且火箭發(fā)動(dòng)機(jī)成本占據(jù)火箭研制成本60%以上，通過回收，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的重復(fù)使用，在回收火箭上加入新子級(jí)后，即能繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，又可以進(jìn)一步提升投送能力。未來，各航天企業(yè)將通過提升一箭多星、火箭回收等能力降低火箭發(fā)射成本，搶占低軌衛(wèi)星資源。3.2.燃料形態(tài)：固體燃料VS液體燃料運(yùn)載火箭主發(fā)動(dòng)機(jī)是運(yùn)載火箭的核心部件，是火箭的心臟。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)復(fù)雜，成本高昂，占火箭整體成本的30%～50%。根據(jù)運(yùn)載火箭飛行要求，主發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)具備大推力、高可靠、高比沖、低成本、使用維護(hù)簡單等理想特征?；鸺靼l(fā)動(dòng)機(jī)按使用的推進(jìn)劑物態(tài)分類，目前有兩種形式：固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，分別采用固體推進(jìn)劑和液體推進(jìn)劑，兩種使用不同形態(tài)推進(jìn)劑的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)各有其不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。3.2.1.固體發(fā)動(dòng)機(jī)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)采用固體推進(jìn)劑。燃燒后產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?，?jīng)過噴管能量轉(zhuǎn)換后高速排出，產(chǎn)生反作用力的動(dòng)力裝臵；固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要由推進(jìn)劑藥柱、燃燒室殼體、噴管和點(diǎn)火裝臵等組成；工作時(shí)，點(diǎn)火裝臵點(diǎn)燃推進(jìn)劑藥柱，藥柱燃燒轉(zhuǎn)化成熱能，通過噴管膨脹噴出，產(chǎn)生推力。常用固體推進(jìn)劑有端羧基聚丁二烯、端羥基聚丁二烯等，理論比沖一般在250～290s，推進(jìn)劑出廠前預(yù)裝至燃燒室內(nèi)，化學(xué)性能穩(wěn)定，便于運(yùn)輸和長期儲(chǔ)存，但固體推進(jìn)劑一旦被點(diǎn)燃，中止其燃燒極其困難，無法實(shí)現(xiàn)多次起動(dòng)。固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為武器和航天器動(dòng)力系統(tǒng)已經(jīng)超過50年—整體式和分段式。其較液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、推力大，且固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)動(dòng)性能好、可靠性高、貯存時(shí)間長，這些優(yōu)點(diǎn)讓其在航天領(lǐng)域中占據(jù)相當(dāng)比例，尤其是作為運(yùn)載火箭的助推器。北京航天實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究所專家馬帥等在《固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展綜述》指出，作為運(yùn)載火箭助推器的大型發(fā)動(dòng)機(jī)，主要有整體式、分段式兩種固體發(fā)動(dòng)機(jī)。整體式固體火箭：我國超大推力發(fā)動(dòng)機(jī)試車成功。20世紀(jì)50年代美國把導(dǎo)彈技術(shù)向航天領(lǐng)域轉(zhuǎn)化，相繼出現(xiàn)了飛馬座、金牛座、雅典娜、米諾陶等運(yùn)載火箭。我國航天事業(yè)起步晚，但是發(fā)展速度快，2021年我國自主研制的推力處于世界第一的發(fā)動(dòng)機(jī)試車成功，其直徑3.5m，能攜帶燃料150t，推力可達(dá)4900kN，可耐高壓，擁有高性能纖維復(fù)合材料殼體、超大尺寸噴管等先進(jìn)技術(shù)。分段式固體火箭：我國3.2m直徑分段式固體火箭2020年完成試車。20世紀(jì)60年代美國形成了大力神、宇宙神、航天飛機(jī)和戰(zhàn)神等系列的分段式固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。大力神系列從1959年至2005年退役，共發(fā)射368次，航天飛機(jī)空間運(yùn)輸系統(tǒng)1972年提出，采用4段式RSRM助推，截止2011年退役共執(zhí)行135次任務(wù)。由日本完全技術(shù)獨(dú)立研制的H-2在1994年成功發(fā)射，至今已執(zhí)行7次任務(wù)。印度在俄羅斯幫助下于2014年成功發(fā)射地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭(GSLV)Mk-3，其運(yùn)載能力比極地軌道衛(wèi)星運(yùn)載火箭強(qiáng)，捆綁助推器S200性能參數(shù)位于世界前列。我國分別在2010年、2016年和2020年完成了直徑1m、3m和3.2m的分段式固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)地面熱試車。3.2.2.液體發(fā)動(dòng)機(jī)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)采用液體推進(jìn)劑。主要由推力室、推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)、閥門和調(diào)節(jié)器、發(fā)動(dòng)機(jī)總裝元件等組成。以常用泵壓式發(fā)動(dòng)機(jī)為例，點(diǎn)火裝臵起動(dòng)點(diǎn)燃，給渦輪泵初始驅(qū)動(dòng)力，渦輪泵工作將貯箱內(nèi)推進(jìn)劑抽出，通過閥門控制和調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，使推進(jìn)劑以規(guī)定流量和混合比進(jìn)入推力室燃燒，然后在噴管內(nèi)膨脹加速，形成高速氣流排出，產(chǎn)生推力。其理論比沖一般在330～430s，其推進(jìn)劑在發(fā)射場(chǎng)實(shí)施加注，準(zhǔn)備時(shí)間較長，不能長期儲(chǔ)存，但通過閥門開關(guān)和動(dòng)作，能夠?qū)崿F(xiàn)多次起動(dòng)和推力調(diào)節(jié)。液體發(fā)動(dòng)機(jī)有較高的性能、可靠性和任務(wù)適應(yīng)性。在各種航天推進(jìn)技術(shù)中，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)因具有性能和可靠性高、任務(wù)適應(yīng)性好等諸多優(yōu)勢(shì)，最先進(jìn)入航天工程應(yīng)用，并始終占據(jù)主導(dǎo)地位。針對(duì)不同的應(yīng)用需求，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展出具有不同推力量級(jí)、不同推進(jìn)劑、不同推進(jìn)劑供應(yīng)方式、不同動(dòng)力循環(huán)方式等的多種類型、數(shù)百個(gè)工程產(chǎn)品。液體火箭主發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)端于戰(zhàn)略導(dǎo)彈的應(yīng)用，之后在以運(yùn)載火箭為主的航天運(yùn)輸系統(tǒng)牽引下得到廣泛發(fā)展。其發(fā)展歷程大致可分為4個(gè)階段。3.2.3.固液對(duì)比液體火箭具有比沖高、推力可調(diào)、可多次啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)從二戰(zhàn)開始進(jìn)入實(shí)用階段，經(jīng)過了幾十年的發(fā)展已經(jīng)成為火箭的成熟推進(jìn)系統(tǒng)之一。由于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)具有諸多的優(yōu)勢(shì)，所以它仍然是各國努力發(fā)展的主力推進(jìn)系統(tǒng)。同固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)相比，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)具有比沖高、推力可調(diào)、可多次啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)一直受重視的資本。液體火箭比沖高、可多次啟動(dòng)是解決載荷不足以及成本過高的關(guān)鍵。比沖越高意味著火箭在推進(jìn)劑一定的情況下可以攜帶更多的載荷；推力可調(diào)和多次啟動(dòng)能力則可以根據(jù)需要對(duì)推力時(shí)間曲線進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)飛行彈道重復(fù)。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，當(dāng)下液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是低成本、高可靠性和可重復(fù)使用。目前我國商業(yè)航天在液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)方面也取得了很多進(jìn)展。3.3.液體發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑3.3.1.低溫推進(jìn)劑是市場(chǎng)主流液體發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑采用低溫推進(jìn)劑是發(fā)動(dòng)機(jī)重復(fù)使用前提。像汽車行駛需要汽油，火箭發(fā)射也需要添加燃料?；鸺娜剂希环Q為“推進(jìn)劑”。推進(jìn)劑在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中快速燃燒，為火箭提供能量。按照狀態(tài)來分，推進(jìn)劑可以分為液體推進(jìn)劑和固體推進(jìn)劑兩類。經(jīng)過長期試驗(yàn)，科研人員們發(fā)現(xiàn)，采用低溫推進(jìn)劑是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可重復(fù)使用的基本前提。低溫推進(jìn)劑主要包括了液氧煤油、液氧液氫和液氧甲烷等推進(jìn)劑組合。不同的推進(jìn)劑在一定程度上影響著重復(fù)使用火箭的性能、運(yùn)行維護(hù)以及使用壽命。3.3.2.液氧甲烷優(yōu)點(diǎn)顯著液氧煤油積碳嚴(yán)重，液氧液氫條件苛刻。重復(fù)使用火箭的獵鷹9號(hào)火箭的梅林發(fā)動(dòng)機(jī)，使用了液氧煤油推進(jìn)劑。液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)密度比沖高，技術(shù)成熟。然而，液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)使用后，需要清除內(nèi)部的煤油和積碳，維護(hù)工作較為繁瑣。美國航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)SSME堪稱重復(fù)使用的鼻祖，采用的是液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)。液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)比沖最高，無積碳、無污染。但由于液氫制備難、儲(chǔ)存條件苛刻，運(yùn)行維護(hù)成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩種推進(jìn)劑組合?？芍貜?fù)使用運(yùn)載火箭的興起使得雙低溫、積碳少的液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)得到極大的重視。重復(fù)使用火箭動(dòng)力類型的選擇方面，當(dāng)前主要考慮液氧煤油和液氧甲烷兩種動(dòng)力類型；但液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)的重復(fù)使用性能更好。從國際上重復(fù)使用運(yùn)載火箭動(dòng)力類型的選擇情況來看，兩種類型發(fā)動(dòng)機(jī)均有應(yīng)用，但采用液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)的新型重復(fù)使用運(yùn)載火箭更加廣泛。2022年9月，西安航天動(dòng)力研究所自主研制的某型液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)已實(shí)現(xiàn)了首次重復(fù)飛行試驗(yàn)驗(yàn)證。從長期看，一方面，甲烷來源廣泛、價(jià)格便宜；另一方面，液氧甲烷動(dòng)力在重復(fù)使用性能、深空探測(cè)原位制取等方面具有優(yōu)勢(shì)，可用于后續(xù)的升級(jí)換代。液氧甲烷管理上也有較大發(fā)展?jié)摿?，也是Starship的推進(jìn)劑。在烴類推進(jìn)劑中，甲烷的結(jié)焦溫度(初始結(jié)焦溫度950K）比煤油（初始結(jié)焦溫度693-703K）更高，更高的結(jié)焦溫度使得再生冷卻推力室性能具有更大提升空間；甲烷冷卻性能好，適用于全流量補(bǔ)燃循環(huán)方案，能夠兼顧高性能和重復(fù)使用需求。因?yàn)槠淞己玫男阅?，因此SpaceX的Starship星艦也使用液氧甲烷作為火箭推進(jìn)劑。3.3.3.我國在液氧甲烷方面開展研究，取得進(jìn)展歐美各國加快液氧甲烷布局，中國成功發(fā)射全球首枚液氧甲烷火箭。SpaceX正在研發(fā)的猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)，是世界上第一款實(shí)用化的大推力液氧甲烷火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。目前，具有33臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)的星艦超重助推器B7已經(jīng)完成了首次發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)點(diǎn)火測(cè)試，即將進(jìn)行軌道飛行試驗(yàn)。歐洲的普羅米修斯液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)被納入未來運(yùn)載器準(zhǔn)備計(jì)劃（FLPP），瞄準(zhǔn)2030年左右的發(fā)射市場(chǎng)，為歐洲運(yùn)載器的長期發(fā)展做好準(zhǔn)備。俄羅斯正在研究200噸級(jí)推力的RD-0162液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，計(jì)劃2030年前后投入使用。中國藍(lán)箭航天研制的“天鵲”TQ-12的80噸級(jí)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，已經(jīng)在2022年進(jìn)行了首次飛行試驗(yàn)，助力朱雀二號(hào)火箭成功飛躍了卡門線（海拔100公里）。我國已開展200噸液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)攻關(guān)。在液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)方面，我國在20世紀(jì)80年代開展了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究，獲得了點(diǎn)火、燃燒、熱、流阻特性等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)研制提供了很好的技術(shù)基礎(chǔ)。近年來，隨著低成本商業(yè)航天的發(fā)展，多型10噸級(jí)和80噸級(jí)開式循環(huán)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)相繼完成了整機(jī)熱試。面向未來大規(guī)?？臻g開發(fā)需求，我國也開展了200噸級(jí)高性能可重復(fù)使用液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。3.4.火箭回收—降本的質(zhì)變過程3.4.1.火箭回收降本明顯，復(fù)用之路勢(shì)在必行火箭回收降本效應(yīng)明顯。一枚運(yùn)載火箭的硬件成本就能占到每次發(fā)射總成本的80%以上，這使得單位有效載荷的運(yùn)輸成本非常高。因此回收火箭，維護(hù)后重復(fù)使用，可極大降低發(fā)射成本。全國空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家、衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)首席專家龐之浩稱“掌握了火箭回收并重復(fù)使用技術(shù)，可節(jié)省宇航發(fā)射成本80%左右?！庇谑?，重復(fù)使用火箭便應(yīng)運(yùn)而生，特指從地面起飛完成預(yù)定發(fā)射任務(wù)后，全部或部分返回并安全著陸，經(jīng)過檢修維護(hù)與燃料加注，可再次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)的火箭。3.4.2.火箭回收的三種主要模式中，垂直回收應(yīng)用價(jià)值最高傘降回收—仍未實(shí)現(xiàn)。指在火箭一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作結(jié)束并完成級(jí)間分離返回后，在低空采用降落傘減速，最后通過氣囊緩沖著陸或者直升機(jī)鉤住帶回地面。然而，這種方式不僅對(duì)著陸地形有要求，也無法實(shí)現(xiàn)火箭定點(diǎn)著陸，且火箭落地后發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)隨之報(bào)廢，與真正意義上的“回收利用”有較大差距。這種方案與飛船返回艙的回收類似。美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的火神火箭擬采用傘降回收方案，由直升機(jī)在空中實(shí)現(xiàn)回收，但截至目前還未實(shí)現(xiàn)。垂直回收—應(yīng)用價(jià)值最高。指在低空采用發(fā)動(dòng)機(jī)反推減速并調(diào)整至指定地點(diǎn)的回收方案。采用垂直回收的典型代表，是SpaceX的獵鷹9號(hào)火箭。該火箭于2015年成功實(shí)現(xiàn)第一級(jí)火箭回收，也成為全世界首個(gè)實(shí)現(xiàn)第一級(jí)火箭回收的軌道飛行器。然而，以垂直下降方式降落地面，必須提前為發(fā)動(dòng)機(jī)反推預(yù)留推進(jìn)劑，這會(huì)對(duì)火箭運(yùn)載能力造成一定的損失。垂直回收飛行載荷小、著陸精度高，并且對(duì)火箭自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改動(dòng)最小，在三種回收方式中經(jīng)濟(jì)應(yīng)用價(jià)值最高。垂直回收目前已經(jīng)成為各國航天工程師研究的熱點(diǎn)。帶翼飛回—要求較高。帶翼飛回是利用空氣動(dòng)力使火箭像飛機(jī)一樣滑翔降落。這種方案對(duì)火箭總體設(shè)計(jì)和返回控制技術(shù)要求較高。俄羅斯提出的貝加爾號(hào)有翼助推器方案就是典型的帶翼回收方案，貝加爾號(hào)為第一級(jí)帶翼飛回式助推器，可以像飛機(jī)一樣著陸。然而，帶翼飛回需要為火箭增加機(jī)翼、起落架等結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)重量等因素會(huì)使火箭運(yùn)載能力損失約40%。3.4.3.我國目前在火箭回收的進(jìn)展在火箭可回收技術(shù)研發(fā)方面：2022年5月，江蘇深藍(lán)航天有限公司研發(fā)的“星云-M”1號(hào)試驗(yàn)箭完成了1公里級(jí)垂直回收飛行試驗(yàn)，這是目前國內(nèi)開展的飛行高度最高、速度最快、時(shí)間最長的垂直回收飛行