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资讯商业火箭同质化严重,大浪淘沙谁将傲立潮头?
2021.06.25 11:10

2021年6月17日,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后顺利进驻天和核心舱,标志着中国人首次进入自己的空间站。而就在不久之前(5月15日),天问一号探测器成功在火星乌托邦平原南部软着陆,标志着我国首次火星探测任务取得圆满成功。近年来我国的航天事业可谓是捷报频传。这些极具里程碑意义的事件,让大家感受到了中国航空航天事业的蓬勃发展的同时,也让“新大航天时代”成为了当前人们热议的话题。

2020年,国家发改委明确将卫星互联网首次纳入新基建的通信网络基础设施范畴。伴随国家大力推动军民融合以及“互联网+航天”的产业升级变革,中国商业航天行业呈现高速增长态势。

英诺天使基金合伙人卢健表示,我国商业航天正迎来巨大发展机遇,2019年至2024年,中国商业航天市场规模年复合增长率将达23.5%。预计到2024年,商业航天市场规模将达到2.4万亿人民币。

2015年被称为“中国商业航天元年”,一大批民营创业型企业以此为始,逐步成长为推动我国航天产业创新发展的核心中坚力量,并依托体制束缚较少,商业模式灵活等优势抢占先机,有效地与国家队形成差异化格局。截至2020年底,中国已注册商业航天企业数量超161家。其中包括以零壹空间、星际荣耀、蓝箭航天等为代表的商业火箭企业,以及以微纳星空、银河航天、天仪研究院等为代表的商业卫星企业。中国商业航天行业呈现出主体多元、模式多样的竞争格局。

从细分领域商业火箭动力系统来看,蓝箭航天主要致力于研制以液氧甲烷作为推进剂的新型动力火箭产品,对回收技术攻关不多。星际荣耀目前也采用液氧甲烷发动机,深耕可回收领域。星河动力致力液氧煤油路线,相对起步较晚。深蓝航天主要致力于研制液氧煤油运载火箭产品及其回收复用技术,此前进度受公司层面影响而受阻。19年成立的天兵科技得益于激进的技术路线,短期内发展较为迅速。相较于以上诸多同行通过复制模式主攻液体火箭发射,零壹空间另辟蹊径,走了一条差异化发展路线:优先发展固体火箭发射技术,以兼具军民两用。

固液并举,两条腿走路

火箭发射“固液之争”由来已久,行业内对此也是莫衷一是。其实,两者各有其优势和劣势。

液体燃料最大的优点在于它的比冲高,即消耗相同质量的燃料,液体火箭发动机产生的冲量更大。但液体发动机缺点也很明显。一是发动机的结构复杂,配套体系多,受环境影响大,容易发生燃料泄漏,且维修成本相对较高。二是液体火箭发动机在发射之前需要加注燃料,需要配套较多的人员和发射场资源来为其服务,费用高昂。相较之下,固体发动机的优点是:一是不需要提前加注燃料,需要的时候可以马上发射,存储方便;二是结构零件少,工作相对稳定;缺点是不能反复启停,推力相对液体火箭低,推进剂制作难度较大等。

由以上资料可见,液体火箭的性价比优势主要体现在在运载力上。一般认为1.5T-2T是分界线,即2T以上运力,液体火箭性价比更高;1.5T以下运力,固体火箭性价比更高。从卫星市场情况来看,目前主流卫星重量在100公斤左右,且未来将更加趋于轻量化。因此短期来看,固体更能匹配当下商用火箭发射微型、高频、短周期、轻量化的模式需求。应当说,高性价比、低成本运营、快速响应是商业火箭发射实现长久发展的关键要素。

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以长光卫星为例,第一代卫星重420kg,被称为“大块头”。到2019年第三代卫星高分03A星,重量直接从420kg降至40kg,发射成本由此降低4000万左右。再比如九天微星的“瓢虫系列”,主星瓢虫一号为中国民营商业航天首颗百公斤级卫星。

九天微星创始人兼CEO谢涛表示,结合市场需求、研发成本、轨道高度、运载能力等多重因素考虑,百公斤级卫星平台是最佳选择,它相较于纳卫星能承载更多业务,相较于大卫星则更显灵活。

航天科技集团八院科技委秘书长潘军表示:“商业航天竞争日趋激烈,低成本高可靠的航天产品将成为市场的热点。提供有针对性的增值服务,将成为未来三年内航天应用不可逆转的趋势。”

商业航天不等于民营航天,它还包括国有航天。目前中国的航天环境中,国家队具有绝对实力,其在传统的重型液体火箭发射领域的统治地位很难被撼动。民营商业航天的机会主要在增量市场,即利用固体火箭与国家队形成互补,独辟蹊径,走出一条差异化发展路线。

一直以来,零壹空间坚持在固体发动机技术发展上持续发力,取得了高同轴度结构工艺和设计技术、小型高精细化和高装填比装药、超高振动环境适应技术、大型多管自由装填发动机技术等创新成果。今年4月,零壹空间宣布计划在陕西建设国内最大的民营航天固体发动机研发生产总装基地。零壹空间不奉行“液体火箭至上”理念,选择优先发展固体火箭发射技术兼顾军民两用。其独特而不可复制的核心技术和商业服务模式,在帮助零壹空间有效快速地打开国家防务装备市场的同时,也让其先发占领了固体火箭领域的有利位置。

目前,零壹空间即将启动液体火箭研制,坚持贯彻先固后液,固液并举的“两条腿走路”战略。一方面零壹空间发展固体火箭为其奠定了扎实的技术基础,另一方面同行对液体火箭的探索也积累了很多宝贵经验,零壹空间开启研制液体火箭的计划,或将产生“1+1>2”的后发优势效应。厚积而薄发,后发而先至。最新消息称,零壹空间新型灵龙系列运载火箭即将问世,主要包括灵龙一号固体火箭与灵龙二号液体火箭。灵龙系列采用模块化组合、系列化设计的思路,具备模块化组合、高运载系数、大范围机动、多平台发射、长时间储存、快响应发射、低保障条件等特点,针对不同重量和尺寸的有效载荷,将形成不同运力梯度,可实现50kg--1吨的多样化运力需求。据了解,灵龙液体火箭主要参照SpaceX的猎鹰九号,将用一款发动机打天下。目前研发团队已在组建中,整个研发已然逐渐提上日程。

“商业”“航天”,两手抓两手都要硬

商业航天其实是两个命题,一个是“商业”,一个是“航天”。商业航天这个市场很大,但竞争也很激烈,必须做到一手“商业”,一手“航天”,才能在大浪淘沙的激烈竞争中屹立不倒,发展壮大。前者要求企业必须“以客户为中心,以市场为导向”,后者要求企业必须“持续研发投入,发展核心科技”,提供切实满足市场需求的高质量产品和高品质服务。

中国航天工业经过60余年的发展,积累了大量的军工技术,但受制于技术二次开发周期长、转化风险大、收益分配机制缺乏等一系列原因,绝大多数技术成果均未转化为经济效益。据统计,航天科研院所通过专利许可、转让等获取的收入,不足总收入的千分之一。同时,整个航天科研生产体系相对闭塞,现在国家和地方层面都在积极推动其产业化发展。目前,无论是军用技术转民用,还是民用技术转军用,提升空间还非常大,难以形成相关多元化的军工与民品相结合的业务体系。

作为国内最早的民营航天企业之一,零壹空间成立于被称为“中国商业航天元年”的2015年,已成功研制灵龙、望舒、玄鹊、玄珠、鸿鸣五大神兽产品。公司多项产品参与了探月工程、深空探测、国产大飞机等重大战略工程,服务40家卫星客户、100余家军工企业客户。

零壹空间认为,当前的军民融合已不再局限于产业层面的军民能力和资源互通,也不再停留于产品层面的军民共用,而是朝向军民技术的一体化研发迈进。为此,零壹空间积极探索火箭技术成果转化,将其应用到国防军工领域。2019年,零壹空间交付的一批空天电子产品,就是火箭技术转化的典型成果。其机载摄像头、安控电池、信号变换器等产品,均获得客户一致好评。以60mm遥测舱为例,其转化了火箭测量系统中的遥测发射机相关技术,是零壹空间设备小型化、轻质化和集成化设计能力的重要体现。目前,零壹空间通过促进科技成果转移转化,形成“后发优势”的同时,也持续在运载火箭核心领域加强技术研究投入,全面增强原始创新能力,构筑“先发优势”。

此外,零壹空间的垂直一体化商业布局与SpaceX非常相似。国内航天产业链上游材料供应商多为国有科研机构下属公司或军工国企,对民营航天公司的支持度和开放度影响因素较多。一旦商业火箭进入量产阶段,能否稳定获得供应商供货,零部件品质和成本能否可控,将成为各家商业航天公司的关注重点。眼下国内商业航天公司只有零壹空间、蓝箭航天拥有自建工厂,其他公司对零部件生产供应商环节的议价能力相对一般。而零壹空间的火箭三大业务板块已经完全实现自主研发和100%市场化供应,完全消除了供应链“卡脖子”风险。

可以说,零壹空间已经成功构建了从底层技术到总体级的产品体系和稳健金字塔业务模式。其中,底层技术主要涉及火箭总体设计、车载发射技术、无线通信、智能控制、固体发动机;核心分系统包括火箭地面保障系统、电子类单机、软件系统、各型发动机;火箭总体产品主要为OS-X飞试平台和灵龙运载火箭。这样的商业布局、产品体系和业务模式,保证了零壹空间可以实时与客户进行交交互,其获得的订单会帮助公司高频次技术更新、有效提升公司火箭性能。

掌握好平衡术,才能走得快走得远

商业航天是指采用市场化机制以获取商业利润为首要目标而开展的航天活动。中国的航天工业在于2015年首次打开了面向民营资本的大门。一时间,政策、资本、技术、人才源源不断地涌向商业航天领域,在短短几年中就实现了由政府主导向商业化转变,形成了初具雏形的产业体系,基本形成了国营为主、民营补充的完整产业格局。

从2014年民营商业航天历史上的第一笔投资开始,中国商业航天经历7年稳步快速发展,越来越多的企业看到了“迈向太空”的巨大商业前景。数据显示,2019年资本寒冬,中国商业航天基本没有受到影响,全年行业融资金额突破50亿元。2020年疫情当前,大部分产业都受到重大影响,中国商业航天持续火热,融资额不降反升突破100亿元,较2019年增长61.21%。

从各轮次的融资时间分布来看,2020年商业航天融资主要集中在A轮和C轮之间,投资整体还以早期轮次为主,后期潜力巨大。从细分领域来看,火箭总体制造是资本主要关注和投资的对象。数据显示,卫星制造领域融资占比33.11%,火箭发射占比46.41%。其中,头部火箭制造企业受资本青睐。蓝箭航天、星际荣耀、零壹空间融资额位列三甲。

应该说,中国商业航天正处于规模蓝海,发展空间巨大,但同时竞争也很激烈,各个细分赛道不断有选手进入。在此情形之下,只有真正具备正确的发展战略,拥有核心科学技术,平衡好“商业”与“航天”两大关系的极少数头部公司才能从中脱颖而出,引领新一代面向太空的征程!

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