中国商业火箭,迎接历史机遇和挑战

中国商业火箭,迎接历史机遇和挑战
金属石墨垫片图源/3D探险者
中国商业航天已经逐步进入成熟期,已经有很多从技术、行业和国家战略角度来论述的文章和评论。本文试图从一个比较少见的视角,即资本的角度去理解中国商业航天火箭公司的内在逻辑和发展趋势。希望不仅能为已经或即将涌入这个赛道的投资者描绘出一个准确的图景,也能为顶层决策者们提供参考。
截至8月10日,2023年累计有6发民营商业火箭成功发射,行业主流观点均认为,今年是中国商业航天取得突破性进展的一年,国内商业火箭行业即将进入新的阶段。
虽然众多商业火箭正陆续成功发射,但整体行业仍然比较年轻,过去多年行业故事多种版本传递的逻辑和认知冲突迭现。这在各类行业交流、监管调研、资本碰撞、爱好者讨论中表现最为明显。
实际上,只有真正理解了商业火箭的产品研制规律,才有可能构建严谨的底层逻辑和科学的产业视角,从而更好的认识和评价商业火箭行业的发展。
笔者从SpaceX成立不久就开始关注美国商业航天,也始终在跟踪国内商业航天企业的发展过程,一直在尝试建立一个认知商业航天(尤其是火箭)的视角。这是一个充满理想主义和英雄主义的行业,是一个波澜壮阔、坡长雪厚的行业,更是一个不经深入必然雾里看花的行业。裹尸袋
一个相对准确的视角,能帮助我们来审视和判断这样一个硬科技行业的历史性投资机会。
01.技术路线——商业火箭的原点
火箭的技术路线通常按照推进剂种类来划分,根据形态不同分为液体燃料和固体燃料,其中液体燃料又包括甲烷、煤油、液氢和肼类推进剂等。液氢比冲值最高、无毒、无污染,是非常理想的航天燃料,但由于密度低且氢分子极易逃逸,液氢火箭的贮箱和增压输送装置工艺复杂、体积庞大、造价昂贵,难以商用;肼类推进剂虽然状态稳定,但作为有毒推进剂有着很强的时代背景,对商用并不友好。内存缓冲区
对于商业火箭企业来说,可选的推进剂路线只剩下甲烷、煤油和固体燃料,甲烷推进剂代表了发展趋势,煤油推进剂技术较为成熟,而固体火箭结构最简单。由于固体火箭比冲小,
在运载能力和成本方面存在天然限制,其型号场景较为受限。商业火箭的主战场主要还是在液体火箭领域:甲烷和煤油。
中国的商业火箭企业在选择技术路线和发展战略时,除了发展前景和行业趋势的因素以外,还需要考虑既有资源的现实约束,以及行业格局的不断变化情况。我国航天产业已经历几十年的发展,摆在中国商业火箭企业面前的可选路线并不多。
固体火箭
结构简单、门槛相对较低,既有航天体系已有成熟的技术积累和型号产品,如快舟、捷龙系列,由于固体火箭动力系统不向民营开放,固体商业火箭公司天然定位于“系统集成”,对团队和资金的规模要求都相对较低,在资源保障充分的情况下,商业火箭企业能在2年时间内就研制出一款固体火箭。
液氧煤油火箭
结构复杂,门槛较高,既有航天体系已有成熟的技术积累和型号产品,长五、长六、长七、长八都是液氧煤油火箭。如果基于自主研发的发动机研制一款新型煤油火箭,那么对
外科医生的手套团队和资金的规模都很大,研制周期会很长,所需要的资源要远高于固体火箭。由于中国煤油火箭的积累较多,如果团队经验比较丰富,能一定程度上减少技术摸索的时间。基于同样原因,煤油火箭也具备“系统集成”方式的研制条件。
液氧甲烷火箭智能飞行器技术
代表了行业发展趋势,不仅燃料价格最低,而且不存在发动机积碳问题,使得它天然适合复用,也能实现煤油难以企及的全流量分级燃烧循环,商用潜力大。但由于既有航天体系在甲烷火箭方面的积累很少,以预研为主,没有型号产品,商业火箭公司要选择甲烷火箭,必须独立自主研制,必须自研发动机,过程中会涉及新技术、新工艺的摸索问题。甲烷火箭作为新型液体火箭,从0到1不容易实现,对团队和资源保障有着更高的要求。
目前的行业共识是:固体代表当下(相对容易实现),液体才是未来,单靠固体型号难以去支撑一家火箭公司的业务和估值。所以不管实际研制进度如何,中国所有的商业火箭公司都有明确的液体火箭型号计划。
对于商业火箭企业来说,先固后液一定程度是资源约束下的现实选择,可以帮助企业前期
走的更稳,但后续向液体型号转型时,必然会面临固液型号共存的资源消耗问题,或者由固向液转型的自我革命问题。而对于选择直接攻坚液体火箭的企业,则会在长期的研制过程中面临持续的资源保障压力,当然,这条路一旦坚持下来并跑通,也将构建起来足够高的竞争壁垒。
02.差异化竞争——中国商业火箭企业的路线选择和发展现状
中国商业火箭企业在选择技术路线时,发展前景、产业条件、团队背景、行业格局都是重要的影响因素,各商业航天企业基于各自的情况,分别做出了选择。从路线选择来看,中国的商业火箭企业都有意无意地采取了“差异化竞争”的策略。(编者:以下排序根据企业火箭成功入轨时间,排名不分先后)
星际荣耀(技术路线:小固体+甲烷)
2017年成立,自带光环的创始团队,2019年7月双曲线一号遥一成功发射,成为中国民营航天首枚成功入轨的火箭,使星际荣耀一度成为社会关注度和资本认可度最高的商业火箭企业,所提出的“由固到液、由小到大、固液并举、小步快跑、快速迭代、持续进化”的经siv 011
营理念具有广泛的传播度。但2021年2月至2022年5月,双曲线一号连续三次发射失利,使星际荣耀的发展和型号节奏受到了极大影响。
2023年4月,双曲线一号遥六成功发射。2023年7月星际荣耀公布了双曲线一号以及液氧甲烷动力的双曲线二号Y、双曲线三号、双曲线三号B的型号图谱,但暂未公布型号的具体计划时间。
星河动力(技术路线:小固体+煤油)
2018年成立,团队风格低调求稳,先固后液的经营路线。2020年11月至2023年8月,星河动力的固体火箭谷神星一号连续七次成功入轨,在小固体火箭领域建立了可靠的品牌形象。由于小固体火箭的盈利和发展空间都相对有限,星河动力也一直寻求在液体型号上的突破,公司在2018年底启动了煤油火箭智神星一号的立项工作,2022到2023年陆续披露了煤油火箭产品总装的信息。
由于星河动力的发展重心仍在固体火箭,基于公司的路径选择,也结合各方面资源约束的原因,液体型号的研制优先级在固体火箭之后。目前来看,如果智神星一号计划2024年3季度首飞,各方面的挑战依然很大。
中科宇航(技术路线:大固体+煤油)
2018年底成立,依托中国科学院力学研究所和空天飞行科技中心而设立的混合所有制商业航天企业,有着独特的资源和体制优势。中科宇航选择了大固体+液体的技术路线,2022年7月,力箭一号遥一火箭飞行验证成功,成为中国最大固体火箭。2023年6月,力箭一号遥二火箭成功完成了一箭26星的飞行任务,在固体火箭领域建立了差异化的竞争优势。
中科宇航也有明确的液体型号规划,在2019年即开始了液体发动机的研制,但和星河动力类似,中科宇航目前发展重心也在固体火箭型号上,因此液体型号的研制进度相对缓慢,公司所披露的进展信息也比较少。
天兵科技(技术路线:HCP->煤油)
2019年成立,以不走寻常路著称。天兵科技刚成立时以小众推进剂HCP火箭起步,2021年技术路线切换至煤油火箭,期间业内曾传出欲与九州云箭合作研制液氧甲烷火箭。2021天兵科技转向煤油火箭后,极速开发出液氧煤油火箭天龙二号并取得首飞成功,引起行业震动。天龙二号的研制周期约2年时间,比其他商业火箭公司固体火箭的研制周期还要短。
目前天龙二号并无公开的后续飞行计划,天兵科技的研制工作主要都转向了“天龙三号”。根据公司7月披露的方案,天龙三号的目标性能参数将对标SpaceX的猎鹰九火箭,500km太阳同步轨道(以下简称SSO)运力达14吨,与长征五号的运力(15吨)相近。天龙三号计划于2024年5月首飞,如果计划得以执行,将意味着天兵科技将猎鹰九级别的液体运载火箭的研制周期从Space X的10年(含梅林发动机的研制周期)缩短至3年,这将是惊人的跃进,但也会面临极大的挑战。
蓝箭航天(技术路线:甲烷)
2015年6月成立,中国最早成立的民营运载火箭企业之一。2016年全面启动液氧甲烷发动机的研制,确立了液氧甲烷+发动机自研+全产业链布局的经营策略,也经历了液体火箭的长周期研制过程。2023年7月,蓝箭航天自主研制的朱雀二号遥二火箭成功发射,成为全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭,一举奠定了蓝箭航天的行业地位,也是截至目前唯一依靠自主研制的动力系统,在自建发射工位完成首飞的中大型液体商业火箭。
朱雀二号的SSO运力1.5吨(后续改进型号提升至4吨),是目前已入轨的运载能力最大的民商火箭,预计会是蓝箭航天未来几年的主力型号产品。此外,蓝箭航天正在开发可回收
火箭型号,但尚未发布相关型号的具体信息。

本文发布于:2024-09-21 17:28:24,感谢您对本站的认可!

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