一天吃透一條產(chǎn)業(yè)鏈：可復(fù)用火箭（核心）

01 產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

02 可復(fù)用火箭

可復(fù)用火箭就是能像飛機(jī)一樣 "飛出去再飛回來(lái)" 的火箭，完成發(fā)射任務(wù)后能部分或全部返回地球，經(jīng)檢修維護(hù)后再次執(zhí)行任務(wù)。

傳統(tǒng)火箭遵循 "一次性使用" 模式，發(fā)射后箭體墜入大氣層焚毀或廢棄于軌道，而可復(fù)用火箭將航天運(yùn)輸從 "消耗品" 轉(zhuǎn)變?yōu)?"可循環(huán)工具"，開創(chuàng)了 "發(fā)射 - 回收 - 檢修 - 再發(fā)射" 的新范式。

02-1、全球領(lǐng)先技術(shù)

靠著低成本、高頻次、大規(guī)模、高可靠的優(yōu)勢(shì)，可復(fù)用火箭正成為國(guó)際航天發(fā)射市場(chǎng)的主力軍。它的核心邏輯很簡(jiǎn)單 —— 回收發(fā)射后火箭的主要部件，檢修后再投入下一次發(fā)射，既能壓減成本，又能縮短發(fā)射響應(yīng)時(shí)間。隨著近期朱雀三號(hào)和長(zhǎng)征十二號(hào)甲入軌成功，回收失利，反映國(guó)內(nèi)該賽道任重而道遠(yuǎn)。

國(guó)際上，SpaceX 走的是回收芯一級(jí)和整流罩的路線，一枚芯一級(jí)計(jì)劃循環(huán)使用約 10 次，芯二級(jí)則放棄回收，全力保障運(yùn)載能力。

02-2、主要技術(shù)分類

火箭回收是航天降本關(guān)鍵，垂直回收為當(dāng)前主流。火箭完成發(fā)射任務(wù)后，部分或全部結(jié)構(gòu)件回收檢修、加注燃料即可復(fù)用。SpaceX 獵鷹 9 號(hào)回收一級(jí)能省 80% 成本，若二級(jí)也回收，成本可降至現(xiàn)有 1%。主流回收方案有傘降、垂直回收、帶翼飛回三種，其中垂直回收載荷小、精度高、結(jié)構(gòu)改動(dòng)小，經(jīng)濟(jì)應(yīng)用價(jià)值最高。

03 上游產(chǎn)業(yè)鏈--關(guān)鍵原材料

03-1、高溫合金-鋁/鈦合金

航天領(lǐng)域的輕質(zhì)高強(qiáng)關(guān)鍵材料包括被稱為 “輕金屬多面手” 的鋁合金和被譽(yù)為 “王牌材料” 的鈦合金，是實(shí)現(xiàn)火箭可復(fù)用的關(guān)鍵材料。

前者以鋁為基底添加少量合金元素制成，兼具重量輕、強(qiáng)度足、易加工、抗腐蝕等優(yōu)勢(shì)，比強(qiáng)度接近高合金鋼、比剛度超過(guò)普通鋼，適配航天的主流牌號(hào)為高強(qiáng)耐熱的 2000 系鋁 - 銅合金和高強(qiáng)且焊接抗腐蝕性佳的 7000 系鋁 - 鋅合金。

鋁合金國(guó)內(nèi)核心供應(yīng)商有西南鋁業(yè)、東北輕合金等，明泰鋁業(yè)、亞太科技等新能源汽車鋁材領(lǐng)先者也通過(guò)相關(guān)認(rèn)證進(jìn)軍航空航天及軍工領(lǐng)域。

鈦合金行業(yè)集中度較高，寶鈦股份是領(lǐng)域內(nèi)核心科研生產(chǎn)基地，主營(yíng)鈦合金板、管、鍛件等產(chǎn)品，產(chǎn)品直接適配火箭貯箱、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體等關(guān)鍵航天部件；西部超導(dǎo)手握高端鈦合金關(guān)鍵技術(shù)，其生產(chǎn)的小棒材、絲材則主要配套航天緊固件的制造需求。

03-2、復(fù)合材料-碳纖維

碳纖維復(fù)合材料（CFRP）憑借顯著的輕量化效果和優(yōu)異的比強(qiáng)度、比模量，成為航天領(lǐng)域的香餑餑，其中又以碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用范圍最廣。

根據(jù)中簡(jiǎn)科技招股說(shuō)明書，用它替換鋼或鋁，減重效率可達(dá) 20%-40%，這也是它能在航空航天領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟的關(guān)鍵原因。

市場(chǎng)規(guī)模方面， 2023 年中國(guó)碳纖維總需求 69,075 噸（同比降 7.2%，增速大幅放緩），進(jìn)口 16,075 噸（占 23.3%、降 45.4%），國(guó)產(chǎn) 53,000 噸（占 76.7%、增 17.8%）；進(jìn)口量斷崖式下降主因國(guó)產(chǎn)替代增強(qiáng)，次因需求增速不及預(yù)期。

國(guó)內(nèi)航天復(fù)合材料的核心生產(chǎn)商包括光威復(fù)材、中簡(jiǎn)科技、博云新材等。光威復(fù)材手握碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈布局，是國(guó)內(nèi)碳纖維品種最全、系列化最完整的龍頭企業(yè)，專注航空航天復(fù)合材料研發(fā)設(shè)計(jì)，核心產(chǎn)品直接應(yīng)用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體；中簡(jiǎn)科技則是我國(guó)航空航天高端碳纖維的核心供應(yīng)商，其量產(chǎn)的 ZT7 系列等高性能碳纖維產(chǎn)品，已成功配套國(guó)內(nèi)航空航天八大型號(hào)。

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04 可復(fù)用火箭--意義重大

在可復(fù)用火箭的價(jià)值構(gòu)成里，推進(jìn)系統(tǒng)也就是發(fā)動(dòng)機(jī)占比高達(dá) 50%，穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的核心利潤(rùn)區(qū)；貯箱、整流罩這類箭體結(jié)構(gòu)的價(jià)值占比在 15% 到 25% 之間，航電系統(tǒng)的占比則為 8% 到 15%。

04-1、推進(jìn)系統(tǒng)

推進(jìn)系統(tǒng)堪稱火箭的 “動(dòng)力心臟”，也就是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，核心作用是把推進(jìn)劑轉(zhuǎn)化為高速射流以產(chǎn)生推力。目前主流類型為化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，包含固體、液體等類別，其中固體與液體發(fā)動(dòng)機(jī)是我國(guó)火箭的主力裝備。

固體發(fā)動(dòng)機(jī)以固化燃料提供動(dòng)力，核心結(jié)構(gòu)涵蓋燃燒室、噴管等部件，具備可長(zhǎng)期儲(chǔ)存、使用維護(hù)便捷、發(fā)射響應(yīng)靈活的特點(diǎn)；

液體發(fā)動(dòng)機(jī)則采用液態(tài)推進(jìn)劑，比如液態(tài)氫，搭配氧化劑完成燃燒做功，運(yùn)載能力更強(qiáng)、比沖數(shù)值更高。

當(dāng)前，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)則在商業(yè)航天領(lǐng)域具備兩大核心優(yōu)勢(shì)，一是成本結(jié)構(gòu)具備靈活調(diào)節(jié)的空間，二是完美適配可復(fù)用技術(shù)路線，單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的價(jià)值量可達(dá) 3000 萬(wàn)至 5000 萬(wàn)元。

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。

04-2、火箭可回收重大意義--降本增效（核心）

火箭回收再利用是降低航天發(fā)射成本的關(guān)鍵路徑，通過(guò)復(fù)用一級(jí)助推器、整流罩等核心部件，可實(shí)現(xiàn)發(fā)射成本的大幅壓縮。

據(jù)《獵鷹 9 運(yùn)載火箭發(fā)射成本研究》（朱雄峰，2023.11），發(fā)動(dòng)機(jī)和箭體結(jié)構(gòu)是運(yùn)載火箭硬件成本的核心，一級(jí)占比達(dá) 77.8%、二級(jí)占比約 58.1%。而垂直著陸回收模式能夠收回發(fā)動(dòng)機(jī)、箭體結(jié)構(gòu)等絕大部分硬件，無(wú)論一級(jí)還是二級(jí)回收，都能創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

以馬斯克的SpaceX公司為例，復(fù)用型獵鷹 9 號(hào)成本不到全新火箭的三分之一。據(jù)《“獵鷹” 9 火箭的發(fā)射成本與價(jià)格策略分析》（劉潔，2022）統(tǒng)計(jì)，全新獵鷹 9 號(hào)成本約 5000 萬(wàn)美元，復(fù)用版邊際成本僅 1500 萬(wàn)美元，其標(biāo)準(zhǔn) GTO 發(fā)射服務(wù)公開定價(jià)為 6200 萬(wàn)美元。

SpaceX 復(fù)用火箭讓其經(jīng)濟(jì)模型發(fā)生質(zhì)變：既省下一級(jí)火箭 3000 萬(wàn)美元的制造成本，也大幅降低了整流罩 500 萬(wàn)美元的成本；Block5 版本前火箭翻新較為繁瑣，該版本通過(guò)免燒蝕熱防護(hù)層、可復(fù)用鈦合金柵格翼等設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了流程，目前一級(jí)火箭翻新成本僅 25 萬(wàn) - 100 萬(wàn)美元；

發(fā)射中看似壯觀的燃料成本實(shí)際很低，Falcon 9 所用液氧與煤油的總成本僅 20 萬(wàn) - 40 萬(wàn)美元，占總成本比例不足 1%。

隨著復(fù)用次數(shù)增加，第一級(jí)分?jǐn)偝杀境掷m(xù)攤薄，固定支出穩(wěn)定在 1500 萬(wàn)美元，單次總成本逐步下降：復(fù)用 2 次時(shí)總成本降至 3000 萬(wàn)美元、成本降幅 40%，毛利升至 3500 萬(wàn)美元、毛利率 54%；復(fù)用次數(shù)越多，成本降幅越明顯，到 20 次時(shí)總成本僅 1650 萬(wàn)美元、成本降幅達(dá) 67%。

核心規(guī)律是火箭復(fù)用次數(shù)越多，成本攤薄效應(yīng)越強(qiáng)，盈利空間越顯著。

因此，實(shí)現(xiàn)可復(fù)用火箭，是火箭發(fā)射商業(yè)化進(jìn)程中至關(guān)重要的一環(huán)，意義重大！

05 下游產(chǎn)業(yè)鏈--受益環(huán)節(jié)

05-1、衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)

可回收火箭的降本效應(yīng)將直接惠及衛(wèi)星公司，推動(dòng)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。升空入軌是航天任務(wù)落地的前提，采購(gòu)發(fā)射服務(wù)是衛(wèi)星公司的核心必要支出，其價(jià)格與火箭成本直接掛鉤；

2024 年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)總收入達(dá) 2930 億美元，其中衛(wèi)星制造業(yè)收入 201 億美元、發(fā)射服務(wù)業(yè)收入 93 億美元，發(fā)射成本占衛(wèi)星公司相關(guān)硬性成本的 30%。

發(fā)射服務(wù)降價(jià)不僅能降低衛(wèi)星入軌門檻、壓縮衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)的商業(yè)成本，還能優(yōu)化衛(wèi)星公司現(xiàn)金流，節(jié)省的經(jīng)費(fèi)可進(jìn)一步助力衛(wèi)星產(chǎn)能提升。

全球發(fā)射次數(shù)與待入軌衛(wèi)星數(shù)齊升，發(fā)射服務(wù)降價(jià)降低衛(wèi)星制造門檻、突破產(chǎn)業(yè)瓶頸；星鏈在軌衛(wèi)星領(lǐng)先，直接受益于獵鷹 9 號(hào)高密度低成本的可靠發(fā)射服務(wù)；據(jù)相關(guān)調(diào)研，獵鷹 9 號(hào)對(duì)比長(zhǎng)征系列，可回收技術(shù)帶來(lái)的發(fā)射價(jià)格優(yōu)勢(shì)突出。

衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)芤鏄?biāo)的如下：

05-2、釋放發(fā)射運(yùn)力

可回收火箭的核心指標(biāo)除回收能力外，還包括最大復(fù)用次數(shù)與復(fù)用間隔，后者指火箭回收后到再次發(fā)射的周轉(zhuǎn)時(shí)間，這項(xiàng)技術(shù)能將部分結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)成本與生產(chǎn)時(shí)間轉(zhuǎn)化為維護(hù)成本與維護(hù)時(shí)間，進(jìn)而縮短發(fā)射周期、提升發(fā)射密度。

2024 年 SpaceX 完成 138 次發(fā)射，平均 2.65 天一次，同一發(fā)射場(chǎng)、一子級(jí)最短周轉(zhuǎn)時(shí)間分別為 2 天 15 小時(shí) 53 分、13 天 12 小時(shí) 34 分；一級(jí)助推器回收成功率 99.24%，整流罩復(fù)用率 93.75%，25 枚獵鷹 9 助推器僅 9 枚為全新箭體。

顯然，火箭復(fù)用能顯著提升發(fā)射服務(wù)產(chǎn)能與發(fā)射密度，有效縮短衛(wèi)星部署周期。

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