国防军工周报：火药及火工品专题

国防军工周报(12.18-12.22)： 火药及火工品专题 国联证券国防军工研究团队 2023年12月23日 证券研究报告 报告评级：强于大市|维持 火药及火工品供给格局梳理以及各厂家未来产能响应能力的不同 第三部分 产品的工艺壁垒、定制化特点以及其占导弹成本比例较高的情况 第二部分 目 录 第一部分 火药及火工品的基本概念梳理及当前时点为什么需要关注此行业 1、火药及火工品的基本概念梳理及当前时点为什么需要关注此行业 ◥火药是一类自身含有氧化性元素和可燃元素，具有一定的形状、尺寸和良好的物理化学性能，当受到适当的外界能量激发时，能够在没有外界助燃剂参加的条件下，有规律地燃烧，并释放大量热和高温气体的固体含能材料。火药不同于燃料，并非天然的物质或单一化合物，而是由各类组分经过合理的加工而成的一类特殊高分子复合材料。 ◥火药是中国古代四大发明之一，以其杀伤力和震慑力，带给人类消停战事、安全防卫的作用，成为了人类文明重要发 火药按照用途分类 明之一。 火药按组分结构分类 资料来源：蔺向阳《火药学》，国联证券研究所4 火工品的三个层级：元件、装置、系统 ◥火工品是一类小型较敏感装有火药的爆炸 元件，它能在外界不大的某种形式能量 （机械、热或电能）的激发下，发生燃烧、爆炸等化学反应，并用其所释放的能量获得某种化学物理效应或机械效应。 ◥从广义上讲，火工元件、火工装置和火工系统都称为火工品，它们分别构成火工品应用的三个重要层次。 ◥弹上火工品需求种类较多，传统的16大类火工品，大多都在弹上使用，包括战斗部、引信、爆炸螺栓等。 资料来源：新余国科招股书，国联证券研究所 ◥行业具有危险性：火工品使用过程主要是由人工借助设备、工装等操作完成，属于高危险工序作业，对于操作、安全和环境方面有诸多要求。GJB2001A-2019《火工品包装、运输、贮存安全要求》规定，火工品包装、运输、贮存时应有防潮、防震、防静电措施。包装、运输、装卸作业应执行有关安全规定。 ◥航天类产品需求量较大：火药及火工品在航天类产品上应用广泛。美国1969年发射的阿波罗宇宙飞船上有218个火工品，航天飞机上火 工品多达500多个，火工品用量大。 ◥易成为行业产能短板：火药类产品扩产困难。根据颜思铭的《美国防部刺激主要导弹项目的增产》报告披露，美国防部计划在投资超过150亿美元用于扩大AGM-158B/C、AIM-120和“标准”-6的生产时，供应链在固体火箭发动机等方面存在生产瓶颈。对标国外，若国内导弹需求快速增长，固体火箭发动机或也将同样出现产能瓶颈，部分产品价格因受到供需不匹配而出现波动；同时，扩产速度更快的供应商将有市占率提升机会。 火工品易引发安全事故国军标对火工品的包装、运输、贮存有相关安全要求 资料来源：叶迎华《火工品技术》，郭永仓《基于火工品使用装配过程的质量控制方法研究》，GJB2001A-2019《火工品包装、运输、贮存 安全要求》，国家矿山安全监察局（微信公众号），国联证券研究所 2、产品的工艺壁垒、定制化特点以及其占导弹成本比例较高的情况 航天飞机固体火箭助推器-SRB分解图 ◥火药药剂成分复杂。以发动机药剂为例，产品包括氧化剂、粘合剂、固化剂、金属燃烧剂、催化剂、抗老化剂等组成，产品类型十分庞杂。 固体火箭发动机药剂成分各不相同 ◥若顶层指标不同，则化学药剂配方、形状结构可能出现不同。发动机药剂根据顶层指标进行分解选择，比冲与燃速等为药剂的核心指标，不同顶层需求或将导致各型号药剂配方不一样。 组分 序号 组分作用 1 2 3 HTPB 10.03 14.00 7.82 固化系统 二异氰酸酯 0.67 0.70 0.46 三乙醇胺 0.30 - 0.04 三（甲基氮丙啶）氧化磷 - 0.30 - 己二酸二辛酯 1.00 - - 固化系统、增塑剂 癸二酸二辛酯 - - 4.48 增塑剂 苯乙烯 - 2.00 - 稀释剂 NH4ClO4 68.00 67.00 68.00 氧化剂 Al 20.00 15.00 18.00 金属燃料 其他 - 1.00 1.20 含催化剂、防老剂 固体火箭发动机药剂形状设计各不相同 资料来源：杨筱《装药结构对固体火箭发动机烤燃温度分布的影响》，蔺向阳《火药8学》，了不起的中国制造（微博），国联证券研究所 ◥以“陶”式导弹为例，火工品参与导弹工作任务全流程： 导弹启动中，当t=75ms时，陀螺点火具同时点火，打开气瓶，启动陀螺转动并达到额定速度。t=1.5s时，起飞发动机 点火具发火，80ms后点燃发动机内的推进剂，弹在发射简内开始运动。 “陶”式导弹产品 开始运动后，T=50ms时，右翼片张开到45°电子舱内电爆开关由弹上电池供电(50V)发火。T=100ms时，左翼片张开到90，由弹上供电舵机开瓶装置发火，产生推力。此刻，由弹上电池供电，增速发动机点火器点火，并点燃引燃药盒，160ms后推进剂点燃引信第二级保险解脱，推进剂在1s左右燃烧完，速度猛增到360m/s。 资料来源：环球网，叶迎华《火工品技术》，国联证券研究所9 ◥不同环节火药需求量截然不同，数量级相差较大，核心产品为战斗部及固体发动机。导弹火工品包括战斗部、固体发动机、引信以及弹上爆炸螺栓、电点火管、成对电嘴、燃气发生器、烟火点火器、曳光管等火工品器件。弹上火工品种类多；功能不同，其结构、装药量、爆燃方式和毁伤威力也不同，性能相差较大。 不同火工品对装药量及火药品种不同 火工品种类 结构特点及作用 炸药种类 装药量级/g 化学反应形式 战斗部 导弹舱段，爆炸杀伤威力大 猛炸药 103~105 爆轰 固体发动机 导弹舱段，不爆炸 推进剂 104~106 爆燃或燃烧 燃气发生器 部件，不爆炸 火药、烟火剂 101~102 爆燃或燃烧 引信、爆炸螺栓 部件，爆炸，有一定杀伤力 起爆药、中级炸药 100~102 起爆、引爆、爆炸 曳光管 部件，不爆炸 烟火剂 102~103 燃烧 电点火管、成对电嘴、烟火点火器 配套件，爆炸，杀伤力较小 起爆药 10-1~101 起爆、引爆或引燃 资料来源：齐伟《弹上火工品报废处理技术研究》，国联证券研究所10 ◥需求牵引：火工品发展受武器装备需求牵引，并且与同时代的工业技术密切相关，对武器装备发展也起着关键的推动作用。 ◥五轮迭代：根据作用方式、换能体制和使用环境等不同，火工品共经历五个发展阶段，随着技术的进步和总体需求的改变，其技术发展焦点由早期的关注功能性，逐步提升到关注安全性、关注集成度、关注信息化。 ◥伴随研发：受功能多样性的影响，火工品应用目前仍是多阶段并存，没有严格的替代关系。只有跟研火工品多年，才能够掌握最新火工品生产技术。 资料来源：褚恩义《火工品的基础问题及技术发展》，国联证券研究所11 中远程弹道导弹研制成本占比 地空导弹研制成本占比 空空导弹研制成本占比 ◥固体火箭发动机为火药与火工品价值量最高部分，远高于其他组成。固体火箭发动机装药量为106g级别，远高于装药量为105g别的战斗部，以及其他部分（如燃气发生器、爆炸螺栓等）。 美国MX导弹研制阶段主要分系统研制成本分配比例 ◥固体火箭发动机价值量约占整弹比例约20%。根据《固体火箭发动机面向成本优化设计》报告分析，固体火箭发动机在中远程弹道导弹中占比30%，在地空导弹中占比22%，在空空导弹中占比7%。由此推算，固体火箭发动机价值量约占整弹比例约20%，在导弹中价值量占比仅次于制导与控制系统。 分系统 制导和控制 推进系统 弹体 其他 总成本 研制成本(百万美元) 1814.1 1795.1 1000 750 5359.2 占总研制成本的比例(%) 33.85 33.5 18.65 14 100 资料来源：杨青《固体火箭发动机面向成本优化设计》，国联证券研究所12 3、火药及火工品供给格局梳理以及各厂家未来产能响应能力的不同 ◥火工品行业生产经营具有较大的危险性，受到严格的资质限制且受国家战略布局的影响。 ◥军用火工品牌照较少，能够生产的单位主要集中在航天科工、航天科技、兵器集团等大型央企中。 ◥统计相关的地方军工及民营企业4家，包括国科军工、高德红外子公司汉丹机电、新余国科、长城军工，各公司火工品相关产品各有侧重。 国内弹药及火工品相关上市公司产品种类及扩产计划 ◥其中2018年之后，仅国科军工推进增资扩产；若行业需求快速提升，各公司产能提升速度也将有明显差异。 公司 国科军工 高德红外-汉丹机电 新余国科 长城军工 相关产品种类 防空反导弹药、各型特种弹药、弹药引信、 弹药智能控制产品 传统弹药及信息化弹药产品 火工元件、火工装置、火工品系列产 品 迫击炮弹系列、光电对抗系列、引信系列、子弹药系列、火工品系列产品 募集资金方式 IPO 增发 IPO IPO 发行时间及进度 2023年受理 2016、2021年发行 2017年发行 2018年发行 扩产项目 统筹规划建设项目等 / / 迫击炮弹及光电对抗弹药系列产品生产、单兵火箭系列产品、引 信及子弹药系列产品 募集资金 16.01亿元 4.93亿元 资料来源：各公司公告，国联证券研究所14 ◥美国防部计划在扩产导弹时，供应链在固体火箭发动机等方面存在生产瓶颈。对标国外，若国内导弹需求快速增长，火药相关的固体火箭发动机或也将同样出现产能瓶颈，部分产品价格因受到供需不匹配而出现波动。 ◥火药及火工品主要生产单位为航天科技、航天科工、兵器集团等军工央企下属单位；地方军工集团及民营企业，经营 机制灵活，产能相应能力或更强。若市场需求快速增长，则产能快速响应的相关公司市占率有望快速提升。 中游 科技八院 806所 15 科技四院 41所 科工三院 31所 下游导弹 火箭 卫星 总体单位：航天科工二院、三院、四院，航天科技一院、五院、七院，兵器集团等 上游 国科军工 新余国科 长城军工 资料来源：各公司年报及官网，国联证券研究所 ◥国防预算不及预期：受国家经济及外部环境影响，若国防预算不及预期，则会对武器装备采购造成严重不利影响。 ◥行业需求不及预期风险：若军工行业整体需求不及预期，则对行业盈利能力产生影响。 ◥行业竞争加剧风险：若行业竞争较为激烈，各公司为保障市场份额而采取降价措施，则行业利润率将下降。 ◥价格压降风险：若下游客户压低产品价格，则会对行业盈利能力产生不利影响。 分析师声明 本报告署名分析师在此声明：我们具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，本报告所表述的所有观点均准确地反映了我们对标的证券和发行人的个人看法。我们所得报酬的任何部分不曾与，不与，也将不会与本报告中的具体投资建议或观点有直接或间接联系。 评级说明 投资建议的评级标准 评级 说明 报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级（另有说明的除外）。评级标准为报告发布日后6到12个月内的相对市场表现，也即：以报告发布日后的6到12个月内的公司股价（或行业指数）相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。其中：A股市场以沪深300指数为基准，新三板市场以三板成指（针对协议转让标的）或三板做市指数（针对做市转让标的）为基准；香港市场以摩根士丹利中国指数为基准；美国市场以纳斯达克综合指数或标普500指数为基准；韩国市场以柯斯达克指数或韩国综合股价指数为基准。 股票评级 买入 相对同期相关证券市场代表指数涨幅20%以上 增持 相对同期相关证券市场代表指数涨幅介于5%~20%之间 持有 相对同期相关证券市场代表指数涨幅介于-10%~5%之间 卖出 相对同期相关证券市场代表指数跌幅10%以上 行业评级 强于大市 相对同期相关证券市场代表指数涨幅10%以上 中性 相对同期相关证券市场代表指数涨幅介于-10%~10%之间 弱于大市 相对同期相关证券市场代表指数跌幅10%以上 一般声明 除非另有规定，本报告中的所有材料版权