內(nèi)容概要:液體火箭發(fā)動機是航天推進系統(tǒng)的核心裝置,通過燃燒液態(tài)燃料與氧化劑產(chǎn)生推力,具有比沖高、推力可調(diào)、可重復(fù)啟動等優(yōu)勢,廣泛用于運載火箭、深空探測及載人航天等領(lǐng)域。近年來,國家從戰(zhàn)略層面大力推動商業(yè)航天發(fā)展,出臺多項政策明確技術(shù)攻關(guān)方向、優(yōu)化審批流程與質(zhì)量監(jiān)管,地方政府如廣東也推出專項措施,支持可重復(fù)使用發(fā)動機研發(fā)與產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)。2023年我國火箭發(fā)動機市場規(guī)模達87.6億元,液體發(fā)動機占比約65%,預(yù)計2025年總規(guī)模將突破180億元,液體發(fā)動機占比提升至約70%。在低軌衛(wèi)星星座組網(wǎng)需求的強勁拉動下,商業(yè)發(fā)射頻次顯著增長,2024年共執(zhí)行商業(yè)航天發(fā)射43次,占全國發(fā)射總量的63.2%。多家企業(yè)積極推進液氧煤油和液氧甲烷發(fā)動機技術(shù)迭代與工程應(yīng)用,如天兵科技天火-12、中科宇航力擎二號、藍箭航天天鵲系列等均在推力、推重比和可復(fù)用方面實現(xiàn)突破??苫厥諒?fù)用成為降低成本的關(guān)鍵路徑,例如朱雀三號火箭預(yù)計可將單公斤發(fā)射成本控制在1.8萬元以內(nèi)。未來,行業(yè)將朝著規(guī)模化、高可靠、低成本方向持續(xù)發(fā)展,形成國有與民營企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新、覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)系統(tǒng),支持我國從航天大國向航天強國邁進。
上市企業(yè):航天科技(000901.SZ)、航天動力(600343.SH)、國鴻氫能(09663.HK)
相關(guān)企業(yè):中國航天科技集團有限公司、中國航天科工集團有限公司、藍箭航天空間科技股份有限公司、北京星河動力航天科技股份有限公司、北京中科宇航技術(shù)有限公司、江蘇天兵航天科技股份有限公司、星際榮耀航天科技集團股份有限公司、東方空間(山東)科技有限公司、江蘇深藍航天有限公司、中國運載火箭技術(shù)研究院、深圳馭龍航天科技有限公司、北京九天行歌航天科技有限公司、北京靈動飛天動力科技有限公司、西安零壹空間科技有限公司、北京星際智造科技有限公司、浙江氫合科技有限公司、河南中科清能科技有限公司、九州云箭(北京)空間科技有限公司、北京宇航推進科技有限公司、陜西天回航天技術(shù)有限公司
關(guān)鍵詞:液體火箭發(fā)動機?、液體火箭、可回收火箭、液體火箭發(fā)動機?行業(yè)政策、液體火箭發(fā)動機?行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、液體火箭發(fā)動機?發(fā)展現(xiàn)狀、液體火箭發(fā)動機行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、液體火箭發(fā)動機?發(fā)展趨勢
一、液體火箭發(fā)動機?行業(yè)相關(guān)概述
液體火箭發(fā)動機(LiquidRocketEngine,LRE)是航天propulsion系統(tǒng)的核心裝置,通過燃燒液態(tài)燃料和液態(tài)氧化劑(合稱“推進劑”)產(chǎn)生高溫高壓燃氣,經(jīng)噴管膨脹加速后形成高速射流,依據(jù)牛頓第三定律為火箭提供反推推力。其具有推力調(diào)節(jié)范圍廣、比沖(單位質(zhì)量推進劑產(chǎn)生的沖量,衡量推進效率的核心指標)高、可重復(fù)啟動等優(yōu)勢,是目前運載火箭、載人飛船、深空探測器等主流航天裝備的首選動力裝置。
液體火箭發(fā)動機主要可根據(jù)供應(yīng)系統(tǒng)分為利用高壓氣體的擠壓式和利用渦輪泵的泵壓式;根據(jù)推進劑組元數(shù)分為單組元、雙組元及較少用的三組元;根據(jù)所用推進劑類型分為液氧/煤油、液氧/液氫、液氧/甲烷等;根據(jù)功能與應(yīng)用則可分為用于起飛和加速的主發(fā)動機/助推發(fā)動機、用于在太空中精確調(diào)整軌道的上面級/軌道機動發(fā)動機,以及用于控制飛行姿態(tài)的小推力游動/姿態(tài)控制發(fā)動機。其中,以液氧/甲烷為代表的組合因其利于重復(fù)使用的特性,成為當前商業(yè)航天發(fā)展的新趨勢。
中國液體火箭發(fā)動機行業(yè)始于1956年國防部第五研究院成立,1960年成功試車“5D52”液氧酒精發(fā)動機,打破技術(shù)封鎖;20世紀70年代,隨著“東方紅一號”發(fā)射成功,中國開始研制氫氧發(fā)動機,1971年完成噸級氫氧發(fā)動機推力室首次點火試驗;90年代,中國啟動液氧煤油發(fā)動機研制,攻克高壓補燃循環(huán)等關(guān)鍵技術(shù);進入21世紀,新一代綠色環(huán)保液氧煤油發(fā)動機(YF-100)于2015年首飛,大推力液氫液氧發(fā)動機(YF-77)于2016年首飛,支撐長征五號等新一代運載火箭發(fā)展;近年來,中國提出“八年九機”目標,研制500噸級液氧煤油發(fā)動機和百噸級補燃循環(huán)液氧液氫發(fā)動機,推動載人登月、深空探測等任務(wù)實施。2025年140噸級重復(fù)使用液氧甲烷發(fā)動機首次整機試驗圓滿成功,持續(xù)推動中國液體火箭發(fā)動機技術(shù)邁向新高度。
二、中國液體火箭發(fā)動機行業(yè)政策
液體火箭發(fā)動機作為航天運輸系統(tǒng)的核心動力裝置,其技術(shù)水平直接決定著運載能力、發(fā)射成本與任務(wù)可靠性,是支撐深空探測、衛(wèi)星組網(wǎng)、太空物流等國家戰(zhàn)略任務(wù)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。近年來,我國從國家戰(zhàn)略高度統(tǒng)籌布局商業(yè)航天,密集出臺《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》《國家空間科學(xué)中長期發(fā)展規(guī)劃(2024—2050年)》《關(guān)于加強商業(yè)航天項目質(zhì)量監(jiān)督管理工作的通知》等政策文件,通過明確高比沖發(fā)動機、可重復(fù)使用技術(shù)等攻關(guān)方向,優(yōu)化發(fā)射許可審批流程,強化全生命周期質(zhì)量監(jiān)管等系統(tǒng)性舉措,為液體火箭發(fā)動機行業(yè)構(gòu)建了“技術(shù)突破-產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化-安全應(yīng)用”的閉環(huán)發(fā)展生態(tài)。從地方政策看,2025年8月廣東省率先發(fā)布《廣東省推動商業(yè)航天高質(zhì)量發(fā)展若干政策措施(2025—2028年)》,聚焦可重復(fù)使用液體火箭發(fā)動機熱防護、高效燃燒、快速檢測等“卡脖子”技術(shù),設(shè)立省級專項攻關(guān)計劃,對關(guān)鍵技術(shù)驗證平臺建設(shè)給予最高5000萬元補助,同時推動液氧甲烷發(fā)動機與低軌衛(wèi)星星座、直連衛(wèi)星通信等場景深度融合,通過“需求牽引+技術(shù)迭代”雙輪驅(qū)動,加速形成覆蓋研發(fā)、制造、發(fā)射、應(yīng)用的全鏈條產(chǎn)業(yè)集群。
三、中國液體火箭發(fā)動機行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
中國液體火箭發(fā)動機行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈架構(gòu)明晰且各環(huán)節(jié)緊密相扣。產(chǎn)業(yè)鏈上游聚焦于核心材料與零部件制造,涵蓋高溫合金、陶瓷基復(fù)合材料、鈦合金等關(guān)鍵原材料,以及渦輪泵、燃燒室、噴管等精密零部件的研發(fā)生產(chǎn),同時涉及推進劑供應(yīng)系統(tǒng)與發(fā)動機控制系統(tǒng)的技術(shù)突破;中游以發(fā)動機總裝與火箭制造為核心,包括模塊化設(shè)計、總裝測試流程優(yōu)化及發(fā)射服務(wù)運營,民營航天企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新推動可重復(fù)使用發(fā)動機與低成本火箭的研制;下游則將發(fā)動機集成至運載火箭等航天器,開展發(fā)射服務(wù)并延伸至各類應(yīng)用服務(wù),涵蓋衛(wèi)星發(fā)射、載人航天、深空探測等。
近年來,我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)持續(xù)高速發(fā)展,展現(xiàn)出強勁活力。2024年,商業(yè)航天首次作為“新增長引擎”被正式寫入政府工作報告,標志著其戰(zhàn)略地位獲得國家層面肯定,也為行業(yè)進一步發(fā)展提供了堅實的政策支持。在此背景下,我國商業(yè)航天發(fā)射活動再創(chuàng)歷史新高,火箭發(fā)射次數(shù)與航天器發(fā)射數(shù)量均實現(xiàn)顯著躍升。全年共完成68次航天發(fā)射任務(wù),其中商業(yè)航天發(fā)射(含拼車和搭載)達43次,占比高達63.2%,成為航天發(fā)射的主力。民營火箭公司共計執(zhí)行12次發(fā)射任務(wù),占全國發(fā)射總量的17.6%,發(fā)射次數(shù)較2023年略減少1次;其中成功10次,失敗2次,成功率為83%,較2023年下降約9個百分點。未來,隨著低軌衛(wèi)星星座組網(wǎng)需求持續(xù)釋放、可重復(fù)使用火箭技術(shù)加速突破,我國商業(yè)航天有望在提升發(fā)射效率、降低成本、拓展應(yīng)用場景等方面實現(xiàn)更大突破,進一步鞏固在全球商業(yè)航天領(lǐng)域的競爭力。
中國商業(yè)運載火箭發(fā)射需求量預(yù)計將在2025年迎來爆發(fā)式增長。隨著商業(yè)低軌通信星座進入集中部署階段,以上海垣信衛(wèi)星“千帆星座”為例,其一期648顆衛(wèi)星若按一箭18星方式發(fā)射需執(zhí)行36次任務(wù),若采用一箭36星則需18次。同時,中國星網(wǎng)“GW星座”也計劃在未來五年內(nèi)發(fā)射約1300顆衛(wèi)星,約占其總體規(guī)劃的10%。此外,吉利未來星座、鴻鵠三號等新興項目陸續(xù)啟動,推升2025年商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射總需求預(yù)計接近1000顆,較2024年實現(xiàn)十倍以上增長。以此估算,按一箭10-20星配置,全年需實施50-100次發(fā)射。目前我國已向國際電信聯(lián)盟(ITU)申報超過4萬顆衛(wèi)星,組網(wǎng)發(fā)射需求持續(xù)擴大。行業(yè)正逐步朝向“航班化”發(fā)射模式演進,預(yù)計到2030年,年均發(fā)射量將不低于200次,行業(yè)市場規(guī)模將達到千億級。大規(guī)模星座組網(wǎng)、深空探測等多元化航天任務(wù)的推進,將持續(xù)推動商業(yè)運載火箭發(fā)射需求維持高位。
相關(guān)報告:智研咨詢發(fā)布的《中國液體火箭發(fā)動機行業(yè)市場供需態(tài)勢及發(fā)展?jié)摿ρ信袌蟾?/a>》
四、中國液體火箭發(fā)動機?行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析
近年來,中國商業(yè)航天快速發(fā)展,液體火箭發(fā)動機作為核心動力系統(tǒng),成為行業(yè)競爭的關(guān)鍵領(lǐng)域。多家商業(yè)航天企業(yè)相繼推出高性能液體火箭發(fā)動機,推動了新一代運載火箭的技術(shù)進步。當前,行業(yè)呈現(xiàn)多元化技術(shù)路徑與快速迭代特征,以液氧煤油和液氧甲烷為主要推進劑類型,形成國企與民企協(xié)同發(fā)展的格局。民營企業(yè)在高推力、高推重比領(lǐng)域表現(xiàn)突出,如天兵科技“天火-12”液氧煤油發(fā)動機推力達110噸、推重比163,藍箭航天“天鵲-12A”等液氧甲烷發(fā)動機持續(xù)突破技術(shù)邊界;航天商發(fā)、中科宇航等國企則通過YF-102、力擎二號等型號推動技術(shù)成熟度提升,其中YF-209真空版液氧甲烷發(fā)動機推力達96噸,推重比80,展現(xiàn)不同技術(shù)路線的差異化競爭。液氧甲烷發(fā)動機因可重復(fù)使用潛力成為行業(yè)焦點,星際榮耀“焦點二號”、九州云箭“龍云”等型號推力均超100噸,而滄龍一號等中小型發(fā)動機則瞄準商業(yè)發(fā)射細分市場,整體行業(yè)正加速向低成本、高可靠、可復(fù)用方向演進。
中國液體火箭發(fā)動機行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新呈現(xiàn)多企業(yè)發(fā)力、多技術(shù)突破的態(tài)勢,各企業(yè)圍繞液氧煤油、液氧甲烷推進劑路線,在核心技術(shù)與工程應(yīng)用上均有顯著進展:天兵科技天火-12通過冷氣多次起動、3D打印等技術(shù)實現(xiàn)110噸推力與163高推重比,支撐天龍三號火箭垂直回收;中科宇航力擎二號以針栓噴注器、模塊化設(shè)計適配可重復(fù)使用火箭,2025年2月完成首臺交付;航天商發(fā)YF-209(真空版)憑借甲烷燃燒、長壽命渦輪泵技術(shù),實現(xiàn)96噸真空推力與353秒比沖,完成可靠性驗證;天回航天巧龍一號優(yōu)化分級燃燒循環(huán)與冷卻通道,85噸推力發(fā)動機工程成熟度提升;星際榮耀焦點二號改進噴注結(jié)構(gòu)并減重,適配雙曲線三號火箭批產(chǎn)交付;藍箭航天天鵲系列實現(xiàn)可重復(fù)使用與二次起動,2025年4月完成第100臺下線支撐規(guī)?;a(chǎn);九州云箭龍云發(fā)動機具備多次啟動與深度推力調(diào)節(jié)能力,完成垂直回收試驗;宇航推進滄龍一號通過模塊化與智能監(jiān)測,實現(xiàn)24小時快速復(fù)用,成本降低60%且具備海上回收能力,整體推動行業(yè)向高可靠、可重復(fù)、低成本方向邁進。
動力系統(tǒng)是火箭中成本占比最高的組成部分,其中以發(fā)動機為核心的推進系統(tǒng)在一級火箭中的成本占比高達54.3%,在二級火箭中也達到28.6%。當前,火箭技術(shù)正朝著低成本方向加速演進,發(fā)動機的高價值屬性使得“可回收復(fù)用”成為降低發(fā)射成本的核心路徑。在一次性使用火箭中,一級發(fā)動機的硬件成本占比尤為突出,通過實現(xiàn)發(fā)動機的重復(fù)使用,能夠?qū)⒋祟惛甙旱挠布杀痉謹傊炼啻伟l(fā)射任務(wù)中,從而顯著降低單次發(fā)射的總成本。目前,火箭回收技術(shù)已在SpaceX的“獵鷹9號”火箭上實現(xiàn)成熟應(yīng)用。中國的民營火箭企業(yè)也在積極布局可回收技術(shù)。藍箭航天正在研制的朱雀三號火箭采用液氧甲烷推進劑,并具備一級可回收能力,預(yù)計該技術(shù)可節(jié)省約80%的火箭成本。該火箭計劃實現(xiàn)不少于16.5噸的近地軌道運載能力,屆時單公斤發(fā)射價格有望控制在18000元以內(nèi),成本效率水平接近SpaceX,顯示出顯著的替代與競爭潛力。作為中國首款計劃實現(xiàn)垂直回收的液體運載火箭,朱雀三號已完成地面全系統(tǒng)測試,預(yù)計在首飛后將逐步形成規(guī)模化應(yīng)用能力。
近年來,伴隨航空航天產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,火箭發(fā)動機市場持續(xù)快速增長。據(jù)統(tǒng)計,2023年中國火箭發(fā)動機市場規(guī)模已達87.6億元,其中液體發(fā)動機占比約65%。在低軌衛(wèi)星星座組網(wǎng)需求爆發(fā)式增長的推動下,預(yù)計到2025年,全國火箭發(fā)動機市場規(guī)模將突破180億元,液體發(fā)動機占比有望提升至69.7%左右,對應(yīng)規(guī)模約125.5億元。隨著衛(wèi)星星座組網(wǎng)進程進一步加快,以及液體可回收火箭技術(shù)不斷成熟與規(guī)?;瘧?yīng)用,到2030年,液體發(fā)動機的市場占比預(yù)計將提高至75%以上,行業(yè)總體市場規(guī)模有望突破300億元。
五、中國液體火箭發(fā)動機?行業(yè)發(fā)展趨勢分析
中國液體火箭發(fā)動機行業(yè)未來發(fā)展將呈現(xiàn)多維度突破態(tài)勢:技術(shù)層面,可回收復(fù)用技術(shù)將從試驗驗證走向規(guī)模化商用,民營企業(yè)優(yōu)化回收技術(shù)以降低發(fā)射成本,國有企業(yè)加速500噸級大推力發(fā)動機研發(fā)支撐國家重大任務(wù),24小時快速復(fù)用技術(shù)也將推動成本進一步下降;推進劑領(lǐng)域,液氧甲烷憑借清潔、低成本、適配復(fù)用的優(yōu)勢成主流,民營發(fā)動機將實現(xiàn)量產(chǎn)并占據(jù)較大市場份額,國有企業(yè)也會布局相關(guān)大推力型號,同時本土化供應(yīng)體系完善將降低產(chǎn)業(yè)鏈成本;生態(tài)方面,將形成“國企攻高精尖、民企占商業(yè)市場、高校供基礎(chǔ)支撐”的協(xié)同格局,民企與衛(wèi)星運營商合作開發(fā)定制化產(chǎn)品,國企聯(lián)合科研院所突破關(guān)鍵技術(shù),配套設(shè)施建設(shè)也將助力行業(yè)形成全鏈條能力,推動其從技術(shù)跟走向全球引領(lǐng)轉(zhuǎn)變。具體發(fā)展趨勢如下:
1、可回收與大推力技術(shù)雙輪驅(qū)動,成本控制成核心競爭力
未來,可回收復(fù)用技術(shù)將從“試驗驗證”邁向“規(guī)模化商用”,成為行業(yè)降本關(guān)鍵抓手。一方面,民營企業(yè)如藍箭航天將持續(xù)優(yōu)化朱雀三號一級回收技術(shù),通過發(fā)動機多次啟動、深度推力調(diào)節(jié)等升級,進一步降低單次發(fā)射成本,目標向SpaceX“獵鷹9號”的復(fù)用效率看齊;另一方面,國有企業(yè)將加速大推力發(fā)動機研發(fā),如航天科技集團六院的500噸級YF-130液氧煤油發(fā)動機將逐步成熟,支撐重型火箭發(fā)展,滿足深空探測、載人登月等國家任務(wù)需求。同時,發(fā)動機維護周期將縮短,24小時快速復(fù)用技術(shù)有望普及,推動發(fā)射成本從“萬元/公斤”向“千元/公斤”跨越。
2、液氧甲烷成主流推進劑,綠色化與產(chǎn)業(yè)化并行
液氧甲烷推進劑將憑借“清潔環(huán)保+成本低廉+適配復(fù)用”的三重優(yōu)勢,逐步替代傳統(tǒng)有毒推進劑,成為行業(yè)主流選擇。藍箭航天“天鵲”系列、九州云箭“龍云”發(fā)動機將實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn);國有企業(yè)也將加大液氧甲烷技術(shù)布局,開發(fā)大推力型號適配重型火箭。此外,液氧甲烷燃料的本土化供應(yīng)體系將完善,從甲烷提純到液氧制備的產(chǎn)業(yè)鏈成本將降低30%,進一步推動發(fā)動機綠色化轉(zhuǎn)型,契合“雙碳”目標與商業(yè)航天可持續(xù)發(fā)展需求。
3、“產(chǎn)學(xué)研用”生態(tài)深化,商業(yè)化與國家任務(wù)協(xié)同發(fā)展
行業(yè)將形成“國有企業(yè)攻堅高精尖技術(shù)、民營企業(yè)搶占商業(yè)市場、高校院所提供基礎(chǔ)支撐”的協(xié)同生態(tài)。一方面,民營企業(yè)將與衛(wèi)星運營商深度綁定,針對低軌星座組網(wǎng)需求,開發(fā)定制化發(fā)動機,如適配一箭多星的中小型液氧甲烷發(fā)動機;另一方面,國有企業(yè)將聯(lián)合科研院所突破極端環(huán)境材料、智能健康監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù),為載人航天、火星探測等國家任務(wù)提供高性能動力。同時,商業(yè)航天發(fā)射場與發(fā)動機試車臺將加速建設(shè),形成“研發(fā)-制造-測試-發(fā)射”全鏈條能力,推動行業(yè)從“技術(shù)跟隨”向“全球引領(lǐng)”轉(zhuǎn)變。
以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢(elizabethfrankierollins.com)發(fā)布的《中國液體火箭發(fā)動機行業(yè)市場供需態(tài)勢及發(fā)展?jié)摿ρ信袌蟾?/a>》。智研咨詢是中國領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機構(gòu),提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號,每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。


2025-2031年中國液體火箭發(fā)動機行業(yè)市場供需態(tài)勢及發(fā)展?jié)摿ρ信袌蟾?/a>
《2025-2031年中國液體火箭發(fā)動機行業(yè)市場供需態(tài)勢及發(fā)展?jié)摿ρ信袌蟾妗饭彩徽?,包含中國重點企業(yè)經(jīng)營狀況分析,液體火箭發(fā)動機行業(yè)發(fā)展前景及趨勢預(yù)測,2025-2031年中國液體火箭發(fā)動機行業(yè)發(fā)展策略及投資建議等內(nèi)容。



