光大證券:商業(yè)航天發(fā)射需求增長 運(yùn)載火箭景氣度有望持續(xù)提升
光大證券發(fā)布研報(bào)稱,成本占比上,箭體結(jié)構(gòu)與發(fā)動機(jī)為火箭硬件核心。行業(yè)呈現(xiàn)重復(fù)使用、低成本、環(huán);厔,液氧甲烷發(fā)動機(jī)成下一代核心賽道;國內(nèi)進(jìn)展顯著。商業(yè)航天發(fā)射需求持續(xù)增長疊加重復(fù)使用、液氧甲烷等核心技術(shù)突破,運(yùn)載火箭行業(yè)景氣度有望持續(xù)提升。
光大證券主要觀點(diǎn)如下:
運(yùn)載火箭為多級航天運(yùn)載工具,核心服務(wù)于航天器入軌需求,性能由多系統(tǒng)協(xié)同決定
其主要由箭體結(jié)構(gòu)、推進(jìn)系統(tǒng)、制導(dǎo)控制系統(tǒng)、安全自毀系統(tǒng)等構(gòu)成,通常含2~4級,末級設(shè)儀器艙與有效載荷,外部配整流罩。按關(guān)鍵維度分類:級數(shù)上因單級難達(dá)宇宙速度故以多級為主;推進(jìn)劑分固體、液體、固液混合(如長征一號前兩級液體、第三級固體);結(jié)構(gòu)形式有串聯(lián)、并聯(lián)(捆綁式)及串并聯(lián)混合;使用方式含一次性、部分與完全重復(fù)使用。關(guān)鍵指標(biāo)包括運(yùn)載能力(入軌有效載荷重量)、入軌精度(軌道參數(shù)偏差)、可靠性(任務(wù)完成概率)及發(fā)射成本。國內(nèi)外主流型號覆蓋多軌道:國內(nèi)長征二號丙(二級四氧化二氮/偏二甲肼,LEO4.0噸)、長征五號(二級半液氧煤油,LEO25噸、GTO14噸)、朱雀二號(二級液氧甲烷,LEO4.0噸);國外獵鷹9號(二級液氧煤油,LEO22.8噸)、重型獵鷹(二級半串并聯(lián),LEO63.8噸),俄羅斯質(zhì)子M、歐洲織女星-C亦各具適配場景。
結(jié)構(gòu)、控制、動力三大主系統(tǒng)構(gòu)成火箭核心,動力裝置(發(fā)動機(jī))是成本與性能關(guān)鍵
結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為“軀體”,需維持外形、連接分系統(tǒng)并承受外力,核心部件含有效載荷整流罩、推進(jìn)劑貯箱等,典型如獵鷹9號——整流罩為兩瓣式碳纖維面板-鋁蜂窩夾芯結(jié)構(gòu),級間段同材質(zhì),一、二子級貯箱工藝統(tǒng)一以降本提效。成本占比上,箭體結(jié)構(gòu)與發(fā)動機(jī)為硬件核心:一級發(fā)動機(jī)占54.3%、箭體結(jié)構(gòu)23.5%;二級發(fā)動機(jī)28.6%、箭體結(jié)構(gòu)29.5%,推進(jìn)劑占比極低(一級0.7%、二級0.2%)?刂葡到y(tǒng)保障彈道穩(wěn)定,含制導(dǎo)系統(tǒng)(測參數(shù)、控關(guān)機(jī)以保入軌精度)、姿態(tài)控制系統(tǒng)(測角速率、維飛行穩(wěn)定)、供配電時(shí)序系統(tǒng)。動力系統(tǒng)分兩類:固體發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、發(fā)射周期最短24小時(shí)、儲存周期數(shù)年,但比沖低(2000~3000牛秒/kg),適配小衛(wèi)星(如捷龍三號2.65米發(fā)動機(jī)裝藥量71噸、推力200噸);液體發(fā)動機(jī)比沖更高(2500-4600牛秒/kg)、運(yùn)載能力強(qiáng)、可控性好,分液氧/液氫(如YF-77)、液氧/煤油(如YF-100,航天動力(600343)主力)、液氧/甲烷三類,供應(yīng)系統(tǒng)按推力需求分?jǐn)D壓式(小推力姿態(tài)控制)與泵壓式(大推力主發(fā)動機(jī))。
行業(yè)呈現(xiàn)重復(fù)使用、低成本、環(huán);厔,液氧甲烷發(fā)動機(jī)成下一代核心賽道
重復(fù)使用技術(shù)(如獵鷹9號一子級回收)大幅降低發(fā)射成本,推進(jìn)劑向無毒無污染轉(zhuǎn)型(替代傳統(tǒng)四氧化二氮/偏二甲肼)。液氧甲烷發(fā)動機(jī)因冷卻性能優(yōu)、不易結(jié)焦積碳、維護(hù)便捷、成本可控(甲烷價(jià)格為液氫1/30)、可空間中長期貯存,適配重復(fù)使用需求,國內(nèi)外加速研發(fā)。國外代表:美國猛禽(全流量補(bǔ)燃循環(huán),海平面推力2000kN、比沖3273m/s)、BE-4(富氧補(bǔ)燃循環(huán),推力2400kN),歐洲普羅米修斯(100t級推力)。國內(nèi)進(jìn)展顯著:10噸級“鳴鳳”一號、“天鵲”11(真空比沖333s)、“焦點(diǎn)”一號(變推40%-105%)均完成整機(jī)熱試;80噸級“天鵲”12、“龍?jiān)啤蓖ㄟ^熱試,“鳴鳳”二號總裝出廠,技術(shù)成熟度持續(xù)提升。
風(fēng)險(xiǎn)提示:核心發(fā)動機(jī)、箭體結(jié)構(gòu)技術(shù)研發(fā)進(jìn)度不及預(yù)期;低軌衛(wèi)星發(fā)射等任務(wù)規(guī)劃調(diào)整導(dǎo)致發(fā)射需求波動;關(guān)鍵復(fù)合材料、精密零部件供應(yīng)鏈穩(wěn)定性不足。
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