商業(yè)航天 | 緊追！國產(chǎn)“獵鷹9”盤點

今年4.24中國航天日前后，天兵科技、東方空間、藍(lán)箭航天等我國新興商業(yè)航天企業(yè)先后披露了性能對標(biāo)美國獵鷹9號的火箭研制進(jìn)展。這些新興民營火箭以大運力、低成本、部分可重復(fù)使用為主要特征，可將超過10噸物體送入近地軌道，每公斤載荷成本在人民幣5萬元以內(nèi)，一級箭體可復(fù)用不少于20次。

這些參數(shù)指標(biāo)兼顧了需求與研制能力，一方面能夠滿足星網(wǎng)、千帆（G60）等萬星級大型星座每次部署十余顆甚至更多衛(wèi)星的需求，另一方面技術(shù)跨度適中，有可能僅靠初創(chuàng)企業(yè)有限資金在2026年左右甚至更早實現(xiàn)首飛，以服務(wù)星座建設(shè)高峰。那么，我國已經(jīng)進(jìn)入實質(zhì)研發(fā)階段的“類獵鷹9號”民營火箭有哪些？進(jìn)度怎樣？前景/錢景如何？

天兵科技??天龍三號計劃2024年夏季首飛

天龍三號是目前進(jìn)度最快的“類獵鷹9號”火箭，全長71米，直徑3.8米，低軌最大運力17噸，液氧煤油燃料，一級9臺自研發(fā)動機并聯(lián)。目前首飛所需發(fā)動機、部分箭體以及全箭電氣單機產(chǎn)品已經(jīng)就位，試飛場地為海南商業(yè)航天發(fā)射場二號工位。天龍三號盡量采用成熟設(shè)計，研制迅速（符合天兵科技一貫作風(fēng)）。如果業(yè)內(nèi)各型號均按計劃推進(jìn)，天龍三號將領(lǐng)先其它產(chǎn)品1年左右首飛，給公司在營收和融資上創(chuàng)造先機。

藍(lán)箭航天? 朱雀三號計劃2025年首飛

朱雀三號也是目前進(jìn)度較快且箭體最大的“類獵鷹9號”火箭，全長76.7米，直徑4.5米，低軌最大載荷21.3噸，液氧甲烷燃料，一級9臺自研發(fā)動機并聯(lián)。朱雀三號體現(xiàn)了藍(lán)箭航天“火箭白菜化”的決心：除自研自產(chǎn)發(fā)動機以外，也攻關(guān)激光焊接不銹鋼箭體技術(shù)。這是收益與風(fēng)險并存的獨特路線，充滿敢闖敢拼的創(chuàng)業(yè)風(fēng)格。如果成功，火箭制造全產(chǎn)業(yè)鏈將實現(xiàn)公司自主可控，且繼燃料平民化之后（液氧甲烷燃料可取自天然氣和空氣），箭體也將由成本較高的鋁合金變?yōu)槿粘Ｓ貌讳P鋼，從而將我國火箭成本控制和制造速度帶向全新水平；如果攻關(guān)受阻，則型號面臨停滯風(fēng)險– 國內(nèi)暫時缺少其它此類箭體產(chǎn)能可供“兜底”。目前藍(lán)箭航天已經(jīng)制造出部分試驗箭體。此外，用于初步驗證一級回收技術(shù)的VTVL-1試驗箭已經(jīng)在2024年1月完成百米級飛行測試。

東方空間? 引力二號預(yù)計2025年具備首飛條件

在2024年4月23日的中國航天大會上，東方空間正式發(fā)布了引力二號火箭?；鸺L70米，直徑4.2米，低軌最大載荷21.5噸，液氧煤油燃料，一級9臺自研發(fā)動機并聯(lián)。與其它型號有所不同的是，引力二號還存在加裝2個固體助推器的子版本，低軌運力高達(dá)29噸，比長征五號B還多出4噸，推測其市場定位為空間站艙段等大件運輸。東方空間是非常年輕的企業(yè)，2020年夏天成立，2024年1月即實現(xiàn)全球最大固體火箭引力一號首飛成功，其超過6噸的運力使東方空間后來居上，成為目前我國新興航天企業(yè)中單箭營收的領(lǐng)頭羊（按載荷重量計費），體現(xiàn)了企業(yè)強大的技術(shù)和商業(yè)能力。目前，引力二號配套的發(fā)動機已經(jīng)開始試車。

中科宇航??力箭二號計劃2025年首飛

力箭二號全長53米，直徑3.35米，低軌最大運力12噸，液氧煤油燃料，一級（芯級）3臺外購發(fā)動機并聯(lián)。該火箭最大特點是一級并聯(lián)了2個與其相同的助推器，形成所謂CBC構(gòu)型（其它型號一般在運力擴展版本上才采用這一設(shè)計，基礎(chǔ)型號都是“光桿火箭”）。從運力指標(biāo)看，力箭二號不算突出，但中科宇航屬于背靠中科院的混合所有制企業(yè)，這為型號帶去了充足資金、研發(fā)力量和業(yè)務(wù)機會。力箭二號已經(jīng)確定首飛即運送低成本貨運飛船入軌，這對新興航天企業(yè)來說屬于較高價值任務(wù)。目前，力箭二號正在開展貯箱、氣瓶、風(fēng)洞測試、尾段燒蝕以及其它部組件試驗。

星際榮耀??雙曲線三號計劃2025年首飛

雙曲線三號基礎(chǔ)型火箭全長68米，直徑4.2米，低軌最大運力13.7噸，液氧甲烷燃料，一級9臺自研發(fā)動機并聯(lián)。除基礎(chǔ)型號以外，雙曲線三號還有分別捆綁了1個和2個助推器的衍生型號，助推器與一級通用。作為我國首個實現(xiàn)入軌的老資格民營航天企業(yè)，星際榮耀早在2019年就啟動了雙曲線三號中大型液體火箭研制，但或許是受2021 – 2022年雙曲線一號小型固體火箭連續(xù)三次發(fā)射失利的影響，公司近期較少披露雙曲線三號研制進(jìn)展，僅告知配套的JD-2發(fā)動機正在密集試車；型號在開展方案設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。隨著星際榮耀在去年完成雙曲線一號復(fù)飛以及成功進(jìn)行雙曲線2Y垂直起降驗證火箭百米級測試，公司的研發(fā)保障條件應(yīng)該在逐步改善。

3種構(gòu)型的雙曲線三號。左側(cè)為基礎(chǔ)構(gòu)型。

箭元科技? 元行者一號預(yù)計2025年具備首飛條件

火箭全長64米，直徑4.2米，低軌最大運力超過10噸，液氧甲烷燃料，一級9臺外購發(fā)動機并聯(lián)，不銹鋼箭體（據(jù)了解其制造工藝與朱雀三號不同），最大特色為一級海上濺落回收，無需回收船或著陸平臺。目前完成了一級落水試驗（不點火，由吊車投放）以及安裝1臺發(fā)動機狀態(tài)下的一級點火試車。

星河動力??智神星一號計劃2024年首飛

火箭全長52米，直徑3.35米，低軌最大運力8噸，液氧煤油燃料，一級7臺自研發(fā)動機并聯(lián)。如果以運力劃分，智神星一號其實低于“類獵鷹9號”標(biāo)準(zhǔn)，但考慮到其具備可重復(fù)使用能力，這里也將其納入。星河動力是我國王牌民營商業(yè)航天企業(yè)之一，其谷神星一號小型固體運載火箭創(chuàng)造了一年7次的國內(nèi)同類企業(yè)發(fā)射頻率紀(jì)錄，在全球也屬前列，但公司中大型液體火箭研制相對緩慢，且面對大型星座“單星重量1噸左右，每次盡量多發(fā)”的建設(shè)需求，智神星一號的設(shè)計指標(biāo)已經(jīng)略顯尷尬。目前智神星一號已經(jīng)有完整箭體露出（但不確定是否用于首飛）。后續(xù)智神星一號究竟是“目標(biāo)箭”，還是更強大產(chǎn)品披露前的過渡型號，有待關(guān)注。

小結(jié)

綜合以上介紹，對于我國新興民營航天企業(yè)研制的“類獵鷹9號”火箭，可以得出以下結(jié)論：

1、型號眾多、路徑豐富，在行業(yè)尺度上產(chǎn)出成果的概率高。火箭研制屬于高風(fēng)險任務(wù)，參研企業(yè)越多、技術(shù)路線越豐富，就越有可能孵化出成功型號供市場選擇。前述產(chǎn)品體現(xiàn)出了這種多樣性，因此行業(yè)應(yīng)當(dāng)有信心在7個型號中看到成功作品：數(shù)量眾多，7企爭先；燃料齊全，液氧煤油、液氧甲烷、固體全部出現(xiàn)；工藝兼?zhèn)?，傳統(tǒng)鋁合金與不銹鋼焊接均有選用；一級回收方式有所創(chuàng)新，除常見的陸地和船只甲板著陸以外，還存在海上濺落方案；產(chǎn)業(yè)鏈“雙保險”，全自主研發(fā)和采購集成并行；研發(fā)戰(zhàn)術(shù)多樣，快、全、穩(wěn)、巧……各具特色。

2、首飛時間不確定性較大。7款火箭全部聲稱在2024 – 2025年首飛或具備首飛條件，但進(jìn)度卻差異明顯。有的型號首飛箭已經(jīng)露出真身，有的還在進(jìn)行部組件試驗。雖然當(dāng)前狀況不代表最終結(jié)果，但這也提示部分乃至全部火箭首飛時間“跳票”是大概率事件，對此投資人、客戶應(yīng)當(dāng)有所準(zhǔn)備。

3、效率高者為王，后期型號洗牌或不可避免。目前美國已經(jīng)先于我國3至5年進(jìn)入星座建設(shè)高峰期，其經(jīng)驗表明，“類獵鷹9號”火箭年發(fā)射量上限為100 - 150發(fā)（注意國家隊的長征八號、十二號等型號也會“分羹”），此后業(yè)務(wù)應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)入星艦級別巨型火箭。因此，7個型號不太可能都達(dá)到商業(yè)計劃書上“每年大幾十次發(fā)射”的目標(biāo)，部分產(chǎn)品可能會提前消亡。

機遇屬于能夠快速推出可靠大運力產(chǎn)品的企業(yè)。快魚吃慢魚。自2014年國家向民營企業(yè)全面開放航天市場以來，短短10年，我國已經(jīng)取得僅次于美國的成績，這是國家真誠支持、企業(yè)家銳意進(jìn)取、員工敬業(yè)勤勞的共同結(jié)果。但這不是終點。此刻，國內(nèi)迫切的發(fā)射需求即將井噴，國外同行正夜以繼日搶占技術(shù)新高地。我國的航天新興力量唯有快馬加鞭、再接再厲，方能以過硬產(chǎn)品抓住機遇、迎接挑戰(zhàn)，在市場立足。