一、需求与供给共振,商业火箭迎来产业化拐点
- 需求端:频轨监管节点、国防星座迭代和民用星座组网共同推动卫星制造与发射从少量定制走向持续批量,极大程度推动了火箭订单。商业航天产业链包括材料、元器件和关键部组件(上游)、卫星/火箭研制、总装测试、发射场与测运控(中游)、卫星通信、遥感测绘、导航增强、国防安全和应急救援(下游)。火箭制造位于承接载荷供给、连接空间应用的中游运力环节。
- 供给端:复用与批量制造共同释放运力。一级复用减少最重、最复杂硬件的重复制造,可回收架构将一级发动机、贮箱、箭体和部分电子系统由一次性消耗品转为周转资产,但同时增加返回推进剂、回收设施、检测和翻修成本。Falcon 9 已验证“复用+高频”的供给闭环。中国已连续跨过两类一级回收节点,产业阶段已由“能否回收”转向“回收箭体能否复飞、复飞多少次、翻修多久、可靠性是否稳定”。
- 政策与资本:支持与监管同步制度化。《政府工作报告》将商业航天列为新增长引擎之一,带动地方专项政策和产业投入。《推进商业航天高质量安全发展行动计划(2025—2027年)》推动低成本、高可靠、快速响应、可重复使用商业运载火箭及发射回收系统技术目标。上交所《第9号指引》明确尚未形成一定收入规模的商业火箭企业可适用科创板第五套标准。国家航天局、市场监管总局《商业航天标准体系(1.0版)》构建行业治理、星箭研发制造、发射和测运控、空间应用服务、基础共性、设施设备6个一级分支、32个二级分支,并纳入可重复使用火箭、批量制造、发射与回收复用等标准方向。
- 火箭核心任务:按窗口将载荷送入目标轨道。火箭发动机通过燃烧推进剂产生高速喷流,依据动量守恒获得推力;飞行过程中既要克服重力和大气阻力,也要持续增加水平速度。典型工作流程:点火起飞→穿越最大动压区→一级主发动机关机→一二级分离→二级点火→整流罩分离→二级关机与轨道注入→载荷分离。不同任务可通过上面级多次点火调整轨道高度、倾角或远地点。分级的本质是丢弃无效质量。
- 火箭分类:决定性能、复用与场站适配。火箭类型并无绝对优劣,任务需求决定技术路线。核心判断: 液体火箭更适合精确入轨、大运力及重复使用,但系统复杂度较高;增加级数或并联助推能够提升运力,也会增加分离事件、可靠性管理和发射场适配要求。口径提示: 火箭运力必须同时注明目标轨道、轨道倾角及回收状态,不能脱离具体任务直接比较。
二、运载火箭构造:三大主系统与核心部件拆解
- 整箭构造:从载荷段到一级尾段。典型两级液体运载火箭由上至下可分为载荷段、二级或上面级、级间段、一级贮箱段和尾段。从功能划分看,结构系统贯穿箭体各部段,承担承力、容纳、连接及环境防护功能;动力系统由推进剂供应系统和发动机构成,负责产生推力;控制与电气系统完成状态测量、轨迹计算、姿态控制、飞行时序和供配电。
- 结构系统:
- 载荷段:包括整流罩、载荷适配器、支承及分离装置。整流罩维持火箭气动外形,保护载荷免受气流、热、噪声、振动和污染环境影响;出大气层后可靠分离。载荷段中体积、质量和专用制造设施需求较大的独立结构件,通常也是最主要的硬件价值载体之一。载荷适配器及支承结构将卫星与火箭上面级连接,承受并传递轴向、横向和弯曲载荷,同时匹配不同卫星接口。分离装置在指定时刻解除连接并向载荷提供可控分离速度,避免碰撞和过大冲击。双星/多星部署装置支承多颗卫星,并按规定次序、方向和轨道释放。
- 第二级:主要包括氧化剂贮箱、燃料贮箱、箱间段、发动机、仪器舱及相关管路设备。二级主要包括归属于结构系统的主要包括贮箱、箱间段、级体壳段和发动机承力结构,二级发动机属于动力系统,仪器舱内的导航、制导、飞控和电气设备属于控制与电气系统。二级燃料贮箱和氧化剂贮箱成本分别约为193万和77万欧元,合计约占二级结构系统成本的67.3%。
- 级间段:位于火箭一级与二级之间,主要承担结构连接、级间载荷传递以及飞行过程中的级间分离功能。级间分离主要通过爆炸螺栓和配套的分离装置实现。级间分离方式主要包括冷分离和热分离两类。
- 第一级:承担火箭起飞后的主要速度增量,是全箭推进剂承载量最大、结构尺寸最大的一级,也是当前可重复使用技术主要作用对象。一级与二级均包含推进剂贮箱、箱间结构、发动机承力结构和相关管路设备,但二者并不是简单的尺寸放大或缩小关系。一级在地面点火并携带全箭穿越大气层,需要以较大推力尽快降低重力损失和气动阻力损失;二级分离后主要在稀薄大气或真空环境中工作,任务重点转向继续加速和精确入轨。可回收需求进一步抬升一级贮箱和尾段技术门槛。
- 动力系统:
- 发动机:液体推进剂必须以高于燃烧室压力的压力进入发动机。按照推进剂的加压方式,液体发动机首先分为挤压式和泵压式两类;泵压式发动机再按照泵的动力来源,细分为燃气发生器循环、补燃循环、膨胀循环和电动泵压式。发动机系统主要组件:(1)推力室组件;(2)推进剂输送系统;(3)阀门与控制系统;(4)推进剂贮箱组;(5)连接组件与安装支座。电动泵压式液体火箭发动机以低成本、推力易调节、高可靠等优点受到关注。
- 关键部件:涡轮叶片、涡轮泵主轴、管道、泵叶片、燃烧室、喷管。液体火箭发动机的关键部件主要集中于涡轮泵和推力室两大系统:涡轮泵负责将推进剂加压并输送至推力室,推力室则通过喷注、燃烧和喷管膨胀完成化学能向推力的转换。发动机工作过程中,各部件同时承受高温、高压、低温、高转速、压力脉动及强振动等复杂环境;对于可重复使用发动机,多次启停带来的热循环和交变载荷不断累积,使结构疲劳、蠕变和剩余寿命评估成为限制复用次数的核心因素。
- 燃料类型:推进剂包含氧化剂与燃料,氧化剂普遍选用液氧;主流燃料有液氢、煤油、甲烷三类。燃料的密度、储存温度、燃烧混合比、真空比冲,决定储箱体积、隔热要求、发动机输出性能以及复用维护难度。
- 控制与电气系统:感知、计算、决策与执行。运载火箭的电气系统是由电气元件、电子设备和软件组成的功能系统。其主要功能是控制运载火箭将有效载荷送入预定轨道,保证轨道精度,实现运载火箭的姿态控制,确保其在各种条件下的飞行稳定性。该系统还负责测量、传输和处理火箭的遥测参数,并对火箭的外部轨迹进行监测和控制。电气系统由控制系统和测量系统组成。核心功能1——制导功能;核心功能2——姿态控制功能。
三、未来展望:可回收技术破局,火箭产业迈向规模化发展
- 火箭回收技术:支腿着陆路径 vs 海上网系路径。主要回收对象:当前轨道级部分可回收方案以一级为主,部分型号还回收整流罩;二级通常继续完成入轨并一次性消耗。一级回收能够保留多台发动机和大尺寸箭体,但返回推进剂、气动控制面与回收机构会占用有效载荷能力。着陆腿垂直回收流程:一二级分离→返航/再入点火→栅格舵调姿与修正落点→着陆点火减速→着陆腿展开→陆上着陆区或无人回收船软着陆→运输、检测、翻修与复飞。海上网系捕获流程:长征十号乙一级在完成返回制导和垂直下降后,通过箭上挂索机构与回收船“井”字形缓冲拦阻网配合,实现海上垂直捕获。回收闭环不止“落下来”。可复用流程还包括回收后排空与安全处置、无损检测、发动机寿命评估、易损件更换、系统验收和再次任务匹配;只有完成复飞,回收资产才能真正摊薄制造成本。
- 复用次数提升与翻修成本降低将提升复用降本幅度:分层级的动态航线规划。
- 成功回收的下一步——复飞、快速翻修与低失效率:发动机寿命与多次点火;再入热防护与结构裕度;制导、导航与末端控制;快速翻修与质量闭环;运力—复用权衡。
- 新增发射工位提升发射能力,突破运力瓶颈:发射场是系统工程。专用工位与通用工位各有取舍。海南商业航天发射场形成双工位能力。新增火箭发射工位提升发射能力:文昌商业航天发射场二期在建:新建3#、4#发射工位,预计2026年底建成投产。酒泉商业航天发射工位在建:规划新增一批液体可回收火箭发射工位,服务朱雀三号、天龙三号、智神星一号等大型液体民营火箭,作为陆地回收首选试验场。海阳海上发射平台在建:国内首个海上液体火箭发射回收人工岛试验平台,计划2026年投入使用,补齐液体可回收火箭海上发射-回收能力,弥补之前海上固定发射台的空缺,与海南形成一南一北沿海双枢纽格局。
- 多种液体推进路线适配不同发射任务:不同液体推进路线各有侧重,满足不同平衡性能、维护与场站需求。液氧煤油、液氧甲烷和液氧液氢并非简单的代际替代关系,而是在燃料密度、推进效率、热端维护和低温工程难度之间进行权衡。
- 3D打印减少零件与焊缝并缩短迭代应用环节:金属增材制造已由早期喷注器和阀门试制,逐步延伸至燃烧室、喷管、涡轮泵部件等高温、高压复杂构件。激光粉末床熔融和定向能量沉积等技术,可直接形成传统机加工难以实现的复杂内流道、随形冷却结构和轻量化拓扑结构。核心价值来自一体化设计与工序减少。技术正由“能否打印”转向“能否稳定复现并通过认证”。量产壁垒仍然显著。
- 新材料持续探索,兼顾轻量化、耐高温与复用寿命:材料路线的最终目标是全寿命经济性。轻量化可增加有效载荷或返回推进剂裕度,耐热与抗疲劳可提升复用次数;但昂贵材料、复杂连接和高检测成本可能抵消制造端收益,应同时评价质量、寿命、可修复性和供应链成熟度。
四、中美商业航天发展复盘
- 美国:
- 里程碑付款叠加固定价采购模式:政府分阶段承担风险,企业保留技术迭代与商业化激励。美国商业运载模式以任务阶段划分政府与企业责任:COTS(商用现成品或技术)通过里程碑付款支持企业完成关键技术验证,CRS(商业再补给服务计划)等后续项目再以固定价合同采购运输服务。政府提供早期资金和锚定需求,企业保留系统设计、知识产权和市场拓展能力,逐步形成“研发共担—服务采购—商业放量”的产业闭环。
- Falcon 9以高频复用形成供给闭环:高可靠与高频同时建立:据SpaceX披露,截至2026年3月31日,Falcon 9已完成约620次轨道发射,任务成功率超过99%;2025 年完成 165 次发射,约占当年全球轨道发射的一半以上。经飞行验证的一级成为主流供给:2025年165次Falcon 9发射中,157 次使用经飞行验证的一级;截至2026年3月31日,一级着陆超过570次,并且超过540次任务由经飞行验证的Falcon一级执行。单枚一级复用纪录继续上移:SpaceX披露,截至2026年3月底单枚一级已完成34次复飞;官方任务记录显示,2026年7月9日,一枚Falcon 9一级完成第36次飞行并再次着陆。纪录本身不是成本,但证明发动机、结构、检测和任务调度可以跨多次循环运行。规模经济来自系统协同。自有星座提供稳定任务池,标准化火箭和发射流程提高设备利用率,多处发射工位和回收船支持并行周转;飞行数据积累有助于将全面拆检逐步转为状态维护。
- 中国:
- 商业火箭跨入两类一级回收阶段:时间关键里程碑产业意义。商业火箭由政策破冰进入市场化探索期→民营火箭入轨“零的突破”→液氧甲烷入轨→入轨级一级回收。当前阶段已完成两类一级回收,下一关是箭体检修、首次复飞与高频交付。
- 发展主线:政策破冰→民营火箭入轨→液氧甲烷入轨→入轨级一级回收。
- 中美对比:中国美国2025年发射频次商业航天发射50次,占全国宇航发射总数54%;其中商业运载火箭发射25次SpaceX单家公司完成165次Falcon 9发射代表性可靠性长征系列截至2026年4月累计发射630余次,成功率超过97%Falcon 9截至2026年3月31日约620次轨道发射,任务成功率超过99%一级复用状态2026年7月完成海上网系一级可控回收;据蓝箭航天披露,8月完成陆地支腿一级软着陆已形成经飞行验证的一级机队;单枚一级公开达到第36次飞行并再次着陆供给体系民营液体火箭、海南商业发射场和供应链扩产同步推进自有星座、成熟箭型、多发射场和回收船构成高频闭环
- 市场规模与驱动因素:2025 年我国商业航天核心产业规模达1.01万亿元,同比增长近7%。截至2025年底,我国商业航天企业数量已超600家,同比增长20%以上,卫星、火箭、发射场、测控、应用等环节创新活跃,为产业发展打开了更为广阔的空间。根据赛迪智库预计,“十五五”期间我国商业航天核心产业规模复合增长率将达到11%左右,保持快速发展态势。
- 四类驱动共同打开火箭产业增长空间:星座首部署、补网和代际更新形成连续任务池;民营运力由小型固体向中大型液体和可回收演进;发射场由单工位保障转向多工位、通用化和高周转;核心供应链从研制件转向批产件。
- 未来关键催化事件:长征十号乙2026年7月完成首次发射、卫星入轨及一级海上网系可控回收推进重复使用火箭工程化应用;重点观察首次复飞、复飞间隔和任务可靠性已完成首次回收;复飞待验证。朱雀三号遥二据蓝箭航天披露,2026年8月19日将载荷送入预定轨道,一子级依靠着陆支腿在陆地场坪软着陆回收回收箭体检修维护、首次复用飞行、周转时间和连续任务可靠性已完成入轨与回收;复飞待验证。长征十二号乙2026年6月1日首飞将千帆星座卫星送入预定轨道;本次未进行回收试验官方披露后续将择机开展一子级回收试验已完成首飞;回收待验证。海南商业发射场二期3、4号工位规划适配5米级商业火箭,甲烷加注等系统推进建设工位建成、全系统合练、首次任务及实际周转能力在建/待投运SpaceX Starship2026年7月完成第13次飞行试验;公司8月4日披露任务完成全部飞行目标,包括释放20颗量产型V3卫星、Raptor太空再点火和Starship软溅落稳定将有效载荷送入目标轨道、Super Heavy与Starship回收复用及高频交付Flight 13已完成;完全快速复用及常态化入轨交付待验证
五、相关上市公司
动力系统航天动力(600343.SH,未评级):液体火箭发动机泵阀、涡轮组件铂力特(688333.SH,未评级):金属3D打印发动机燃烧室、喷注器航宇科技(688239.SH,未评级):发动机高温环形锻件、涡轮盘昊华科技(600378.SH,未评级):常温液体火箭氧化剂(四氧化二氮)供应箱体结构与贮箱派克新材(605123.SH,未评级):箭体环锻件、发动机壳体锻件中航高科(600862.SH,未评级):碳纤维预浸料(整流罩复合材料)超捷股份(301005.SZ,未评级):箭体结构件、可复用特种紧固件、一级尾段斯瑞新材(688102.SH,未评级):液体火箭推力室内壁耐高温铜合金材料控制系统航天电子(600879.SH,未评级):箭上制导导航、回收监测系统、无线通信设备;长十乙配套航天电器(002025.SZ,未评级):箭上高可靠连接器、继电器高华科技(688539.SH,未评级):为火箭提供温度、压力、振动等高可靠性传感器紫光国微(002049.SZ。未评级):箭上FPGA芯片,箭载计算测控与配套服务海兰信(300065.SZ,未评级):海上回收测控船、动态定位系统;长十乙网捕回收配套海格通信(002465.SZ,未评级):无线通信、导航定位、航空航天电子九丰能源(605090.SH,未评级):液氧、液氮、液态甲烷特燃供气服务商总装集成蓝箭航天(待上市)、中科宇航(待上市)