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    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    1年前 ( 2020-09-12 ) 482 0條評論

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    核心觀點:

    運載火箭市場空間:傳統需求穩增,小衛星發射需求爆發

    運載火箭的需求包括發射衛星、太空探索、太空旅行三類,目前發射衛星占大多數。

    近五年,全球衛星發射市場空間保持在54~59億美元之間,基本保持穩定。展望未來,傳統發射任務仍將維持穩定增長,商業小衛星發射需求即將爆發,軍用衛星小型化也將成為重要趨勢,小衛星發射市場空間巨大。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    運載火箭成本構成:發動機、結構、電子設備為主體

    運載火箭的產業鏈主要分為三部分,下游是總裝集成,包括總體設計、總裝集成與測試,產品為整箭;中游是分系統研制,包括火箭結構、發動機、電子設備等,產品為運載火箭的各個分系統;上游是基礎材料和元器件等,包括運載火箭結構、發動機所用的金屬材料、復合材料等,以及電子設備所需要的元器件等。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    以兩級中型液體運載火箭為例,運載火箭主要成本構成為三大部分:發動機、結構、電子設備。按照美國聯合發射聯盟的統計數據,運載火箭的第一級成本構成中,發動機占比達55%,結構占比為22%,電子設備占比為9%;第二級成本構成中,發動機、結構、電子設備占比相當,約為28%左右。

    對于大型、重型液體運載火箭,發動機和結構占比將更高;而對于小型運載火箭,電子設備占比將更高。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    美國運載火箭產業:私營企業打破壟斷,商業化降低成本

    美國運載火箭產業經了從多方混戰、政府壟斷、巨頭競爭、巨頭壟斷再到開放競爭五個階段,每個階段的轉變都由政府主導,政府政策對運載火箭產業影響非常大。

    多方混戰階段,政府、軍方、企業共同參與運載火箭競爭。在上世紀六十年代,美國生產運載火箭的機構達到了6個,涉及到美國軍方、政府以及企業三類機構。美國1958年首次利用陸軍彈道導彈局研制的運載火箭發射了人造衛星之后,多家企業包括馬丁?瑪麗埃特公司、道格拉斯航空公司、通用動力公司等也進入了運載火箭制造行業。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    政府壟斷階段,航天飛機獨步天下,運載火箭發展陷入停滯。

    上世紀七十年代,為支持航天飛機項目,美國政府要求所有載荷都用航天飛機發射,停用其他運載工具。八十年代初期,美國運載火箭生產線逐步停產,NASA的航天飛機在發射市場處于壟斷地位。

    巨頭競爭階段,波音、洛馬展開激烈競爭。

    1986年,挑戰者號航天飛機失事導致航天飛機發射暫停,運載火箭產業逐漸恢復。1995年,美國國防部開始實施EELV項目,資助了波音、洛馬兩家公司,步入了兩巨頭競爭階段。

    巨頭壟斷階段,ULA壟斷市場。

    德爾塔和宇宙神占據了美國衛星發射市場的80%以上,但2005年左右衛星發射需求嚴重不足,在聯邦政府的支持下,波音和洛馬于2006年成立合資企業ULA,獨攬美國空軍、NASA和其他政府機構的火箭發射項目。ULA在2006年至2016年的時間里,一直壟斷著美國軍事衛星發射,直到美國空軍在2016年向SpaceX授予GPS衛星合同。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    開放競爭階段,私營航天企業SpaceX大獲成功,商業化大幅降低成本。

    由于ULA壟斷導致發射成本急劇上升,在美國政府政策支持和NASA技術支持下,美國私營航天企業SpaceX、軌道ATK公司大舉進軍商業發射市場并獲成功,其中SpaceX近五年占據了近40%的市場空間。

    另外,維珍銀河、美國火箭實驗室公司等,主要瞄準小衛星發射市場,致力于小型運載火箭研制。同時,火箭發動機市場格局發生了重大變化,SpaceX公司決定自己研制梅林發動機,ULA也在與藍色起源合作研制低成本的BE-4液氧甲烷發動機,因火箭發動機需求完全被下游廠商掌握,而下游廠商正在向中游拓展,原來具備壟斷優勢的洛克達因公司下游市場需求正在遭遇嚴重危機。

    在控制系統方面,SpaceX的獵鷹9全部使用了商業現貨部件以降低成本。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    我國運載火箭產業:軍民融合與商業航天共振重塑產業格局

    長期以來,中國航天科技集團為中國運載火箭的唯一生產商。隨著商業航天的興起,中國航天科工集團依靠自身導彈工業基礎迅速切入了小型運載火箭研制序列,民營航天企業也開始成立并開展了小型運載火箭研制。

    預計未來,我國也將復制美國的道路,運載火箭全產業鏈將現央企民企共存。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    傳統格局:中下游以航天科技集團為主體,其他企業參與上游配套。

    運載火箭的總裝集成主要在航天科技一院和航天科技八院;運載火箭分系統研制主要包括航天科技一院和八院的總裝廠,航天科技四院、六院、九院等;運載火箭殼體、發動機、電子設備所需基礎材料、元器件由民營企業和其他軍工央企參與配套。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    當前格局:中下游以航天兩大集團為主體,民企參與產業鏈兩頭。

    在我國軍民深度融合和商業航天大發展共振下,在美國SpaceX等一批民營航天企業獲得成功的帶動下,我國航天產業也發生了重大變革:一方面,航天科工集團高舉商業航天旗幟,進軍運載火箭和衛星制造領域,且具備完整的運載火箭產業鏈;另一方面,零壹空間、藍箭空間也積極進入運載火箭領域,目前只是集中在產業鏈最下游,尚不具備全部分系統研制能力,部分分系統需要從軍工央企采購。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    未來格局:全產業鏈央企民企共存。

    隨著軍民深度融合的不斷推進,未來火箭結構、發動機、電子設備等分系統必將迎來民營企業的參與,將形成運載火箭全產業鏈央企民企共存的格局。

    火箭結構:小型運載火箭的直徑較小,制造難度也較小,隨著軍民融合深度發展,有望實現民營企業生產,有利于降低箭體結構成本;

    發動機:零壹空間、藍箭空間兩個民營運載火箭公司均有研發液體火箭發動機的計劃,有望打破航天科技六院的壟斷;

    電子設備:慣導方面,以耐威科技、西安晨曦、星網宇達、中星測控等為代表的民營企業相關慣導產品,有望在低成本運載火箭應用領域取得突破。

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    商業航天產業鏈:運載火箭產業


    運載火箭市場空間:傳統需求穩增,小衛星發射需求爆發

    運載火箭的需求包括三大類,一是發射衛星,包括軍用、民用以及方興未艾的商業衛星;二是太空探索,包括發射空間站、貨運飛船、月球探測器、火星探測器等;三是太空旅行,隨著運載火箭技術的成熟與成本的降低,人類太空旅行將不再只是夢想。

    目前,發射衛星占運載火箭需求的大多數。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    全球衛星發射市場:發射次數與營業收入保持穩定據美國衛星產業協會(SIA)統計,2012-2016年,全球世界運載火箭發射次數為78~94次,衛星發射市場

    空間保持在54~59億美元之間,基本保持穩定。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    未來展望:傳統發射任務仍將維持穩定,小衛星發射需求旺盛

    軍用衛星將維持穩定增長,民用衛星與飛船將穩步推進。和平發展是當今世界的主題,雖然目前已呈現出太空軍事化的端倪,但和平利用太空仍是主旋律。

    軍用衛星主要提供C4ISR相關支持,在信息化戰爭為主導的條件下,預計世界各國軍用衛星數量仍將維持穩定增長。

    世界各國的空間探索在穩步推進,未現冷戰時期大躍進式發展態勢。民用資源衛星、氣象衛星等預計也將維持穩定。

    商業小衛星發射需求爆發。目前太空中運行的衛星中,商業衛星已占據了半壁江山,未來從衛星數量上看,商業小衛星將占據主導地位。

    美國商業航天發展迅猛,涌現出了一大批如OneWeb、SpaceX、LeoSat等新興商業航天企業,各自推出了數量巨大的衛星星座計劃;中國商業航天已經起步,多家非傳統衛星制造企業也紛紛推出了自己的商業衛星星座計劃,部分公司已發射了數顆衛星。

    據不完全統計,按照國內相關公司規劃,未來三年內將有近300顆微小衛星的發射需求,假設每顆微小衛星的平均重量為100公斤,使用小型運載火箭發射衛星的價格為2萬元美元/公斤,僅國內微小衛星發射市場空間就有望達到每年2億美元。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    軍用衛星小型化是重要發展趨勢。未來信息化戰爭,各國對太空的依賴性將越來越強,太空必將成為各國爭奪的焦點,太空軍事化難以避免,美國空軍將領近日表示“太空不是避難所,而是戰場”。

    功能強大、成本極高的大型軍用衛星雖然能夠為軍方作戰行動提供很好的支持,但其也將成為首先被打擊的對象,因此,采用化整為零的策略將軍用衛星小型化,由多顆小衛星組網共同實現大衛星的功能將是未來發展趨勢,這將大大提升打擊衛星的成本。

    未來,小型化軍用衛星的發射需求也將進一步提升小型運載火箭市場空間。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    運載火箭產業鏈:

    自下而上分別為總裝集成、分系統制造、基礎材料元器件運載火箭的研制流程可分為運載火箭總體設計、分系統研制、分系統驗收、總裝集成與測試四個階段。

    1、運載火箭總體設計:一型運載火箭的誕生首先要進行總體設計,包括結合衛星發展情況進行需求分析,確定運載火箭的運載能力等關鍵指標,然后完成運載火箭各分系統指標分解,形成對各分系統的技術要求,并與分系統供應商開展協調溝通,反復迭代,最終形成總體方案。

    2、分系統研制:各分系統供應商根據運載火箭總體設計單位提供的技術要求開展分系統研制。

    目前,運載火箭總體單位對分系統供應商具有較強的牽引作用,分系統供應商難以向總體單位提供貨架產品供其挑選,而是按照總體提出的需求進行新品研制。未來,隨著運載火箭總裝集成商的增多與競爭加劇,分系統供應商有望獲得更多的話語權,提供批量生產的貨架產品供下游選用。

    3、分系統驗收:分系統相關產品研制完成后,運載火箭總體設計單位對分系統供應商提供的產品進行技術指標和性能測試,并完成產品驗收。

    4、總裝集成與測試:運載火箭總裝集成單位將收上來的分系統產品進行總裝集成,與總體設計相關人員共同完成整體測試,確認沒有問題后可以進行發射。

    運載火箭的產業鏈主要分為三部分,下游是總裝集成,一般運載火箭的總裝集成與總體設計為同一企業,包括總體設計、總裝集成與測試,產品為整箭;

    中游是分系統研制,包括火箭的箭體結構、發動機、電子設備等,產品為運載火箭的各個分系統;

    上游是基礎材料和元器件等,包括運載火箭結構、發動機所用的金屬材料、復合材料等,以及電子設備所需要的元器件等。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    美國運載火箭產業:私營企業打破壟斷,商業化降低成本

    美國運載火箭產業經了從多方混戰、政府壟斷、巨頭競爭、巨頭壟斷再到開放競爭五個階段,每個階段的轉變都由政府主導,政府政策對運載火箭產業影響非常大。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    在美國運載火箭產業不斷演變的過程中,多家傳統運載火箭產業鏈相關制造商被合并或消失,在美國政府對商業航天的大力支持下,近年來也有一些新興私營航天企業誕生,形成了如今的產業格局。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    我國運載火箭產業:軍民融合與商業航天共振重塑產業格局

    我國航天事業始于 1956 年,經過多次機構調整,形成如今的兩大航天集團。1956 年 10 月,我國組建國防 部第五研究院,從事火箭技術研究,錢學森任院長,這是我國航天事業奠基的歷史性紀念日。

    1965 年,在國防 部第五研究院的基礎上,成立第七機械工業部,統一管理導彈火箭和人造衛星的研究、設計、制造和基本建設。

    隨著改革開放,1982 年,七機部更名為航天工業部。1988 年,航空航天二部合并,成立中華人民共和國航空航 天工業部。1993 年,隨著我國建設社會主義市場經濟,航天部分改為中國航天工業總公司,同時設立國家航天 局,行使政府職能。

    1999 年,航天總公司一分為二,成立中國航天科技集團公司和中國航天科工集團公司,其 中,中國航天科技集團公司負責運載火箭和人造衛星的設計、研制和生產,而新成立的中華人民共和國工信部 下設的國家航天局行使政府職能。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    長期以來,中國航天科技集團為中國運載火箭的唯一生產商。隨著商業航天的興起,中國航天科工集團依靠自身導彈工業基礎迅速切入了小型運載火箭研制序列,民營航天企業也開始成立并開展了小型運載火箭研制。

    預計未來,我國也將有望復制美國的道路,運載火箭全產業鏈將現央企民企共存。

    傳統格局:

    中下游以航天科技集團為主體,其他企業參與上游配套長期以來,航天科技集團是我國運載火箭的絕對主力,運載火箭產業鏈的中下游均在航天科技集團各個研究院內閉合,其他企業提供部分配套產品,處于產業鏈上游。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    運載火箭的總裝集成主要在航天科技一院和航天科技八院,航天科技一院運載火箭型譜最為全面,小至長征十一號小型固體運載火箭,大到長征五號運載火箭,是目前我國運載火箭研制生產的主力軍。

    航天科技八院運載火箭主要承擔太陽同步軌道衛星發射任務,長征四號系列運載能力較大,長征六號主要針對太陽同步軌道500kg級衛星的發射需求。

    航天科技一院的長征十一號主要瞄準國內低軌小衛星市場,已拿到十幾億元訂單。此外,長十一項目組已對30多家衛星用戶建立了名錄,并與7家衛星公司協調ICD技術文件,正為10余家潛在用戶做發射論證方案。

    在抓住國內市場的同時,長十一項目組還在國際市場開疆辟土,正與白俄羅斯、烏克蘭、沙特、丹麥、德國等國小衛星公司或大學團隊接洽。目前,在國際商業發射中,小型運載發射報價一般為每公斤2~5萬美元,未來,長征十一號的發射報價將有望不超過每公斤1萬美元。

    2016年,航天科技集團組建了新的中國長征火箭有限公司,負責航天科技集團多型運載火箭的商業化運營,成為航天運輸及商業火箭發射平臺,業務涵蓋航天發射服務、空間資源利用和亞軌道飛行體驗等三大板塊,提供火箭及發射、商業航天保險、衛星地面測控系統建設、地面站建設等多方面服務,并通過合資公司等多種靈活模式在通訊、遙感、導航等方面開展多種商業運營,最終實現天地一體化。

    長征火箭公司根據不同用戶的使用要求,提供了太空星網、太空順風車、太空班車、太空專車在內的四種類型發射服務。

    太空星網是指根據星座組網客戶的需求,為用戶設計最經濟高效的發射方案;太空順風車可利用現有長征系列火箭發射時的剩余運力,提供載荷搭載服務;太空班車是指在每年相對固定的時間里,以成本價提供一發定點發射服務;太空專車可依據客戶指定的軌道及時間要求,提供從100千克到1000千克的專屬、快速發射服務。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    運載火箭分系統研制主要包括航天科技一院和八院的總裝廠,航天科技四院、六院、九院等。

    運載火箭的箭體結構核心部分包括推進劑貯箱、火箭殼體和整流罩,目前,這三個關鍵部分的制造基本上在火箭總裝廠內。

    運載火箭的發動機研制單位主要為航天科技四院和航天科技六院。航天科技四院研制大型固體火箭發動機,航天科技六院研制液體火箭發動機,是目前我國唯一的液體火箭發動機研制單位。

    運載火箭的電子設備主要包括箭載計算機、慣導設備、測控通信設備等,均由航天科技九院研制,其中慣導設備、測控通信設備主要的研制、生產任務已注入其下屬上市公司航天電子。

    當前格局:中下游以航天兩大集團為主體,民企參與產業鏈兩頭

    在我國軍民深度融合和商業航天大發展共振下,在美國SpaceX等一批民營航天企業獲得成功的帶動下,我國航天產業也發生了重大變革:一方面,航天科工集團高舉商業航天旗幟,進軍運載火箭和衛星制造領域,打造快舟系列運載火箭,專注商業衛星發射市場;另一方面,在國家政策支持下,民營企業和資本也積極進入運載火箭領域。

    商業航天產業鏈:運載火箭產業

    航天科工集團四院雖然剛剛進軍運載火箭領域,但其所長期從事的導彈武器裝備與運載火箭有很多相似性,因此具有較為完善的運載火箭中下游產業鏈。

    對于火箭發動機,戰術導彈武器一般采用固體火箭發動機,因此,航天科工集團下屬的航天科工六院主要研制固體火箭發動機,尚無液體火箭發動機研制能力。

    但是從航天科工集團四院第九總體設計部的招聘通知可以看出,其正在招聘液體火箭發動機總體設計師、推力室設計師、機渦輪泵設計師、閥門設計師等,可見航天科工四院也在積極研發液體火箭發動機,有望打破航天科技六院的壟斷,未來航天科工集團也有望具備自己的中大型液體運載火箭。

    2016年,航天科工集團將快舟系列運載火箭獨立運營,成立航天科工火箭技術有限公司。2017年,航天科工火箭公司完成了首次商業航天發射,利用快舟一號甲通用型固體運載火箭,成功發射“吉林一號”靈巧視頻星03星,同時搭載行試驗一號、凱盾一號兩顆立方體星,實現“一箭三星”發射。

    2017年5月,航天科工集團公司火箭技術有限公司A輪股權融資推介會在武漢舉行,共計融資12億元。本次融資募集的資金將主要用于快舟系列運載火箭批產能力一期建設、快舟系列運載火箭研制、天基物聯網、航天動力、商業航天發射場及測運控項目等投資。

    未來格局預測:全產業鏈央企民企共存

    目前,產業鏈最上游競爭相對充分,產業鏈最下游央企民企已經開展競爭,而產業鏈中游受限于其較高的資金投入和較長時間的積累,目前仍處于近乎央企壟斷的狀態,但隨著隨著軍民深度融合的不斷推進,未來火箭結構、發動機、電子設備等分系統必將迎來民營企業的參與,將形成運載火箭全產業鏈央企民企共存的格局。

    火箭結構:小型運載火箭的直徑較小,制造難度也較小,隨著軍民融合深度發展,有望實現民營企業生產,有利于降低箭體結構成本。

    發動機:零壹空間、藍箭空間兩個民營運載火箭公司均有研發液體火箭發動機的計劃,有望打破航天央企的壟斷。

    電子設備:慣導方面,以耐威科技、西安晨曦、星網宇達、中星測控等為代表的民營企業相關慣導產品,有望在低成本運載火箭應用領域取得突破。獲取本文完整報告請百度搜索“樂晴智庫”。

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    本文作者:yuneuseo 網址:http://www.bokeen.com/post/444.html發布于 1年前 ( 2020-09-12 )
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