国防军工行业深度报告：火箭回收开启航天新篇章，液体火箭引领未来航天技术发展

证券研究报告·行业深度报告·国防军工 东吴证券研究所 1 / 22 请务必阅读正文之后的免责声明部分 国防军工行业深度报告 火箭回收开启航天新篇章，液体火箭引领未来航天技术发展 2024 年 06 月 14 日 证券分析师 苏立赞 执业证书：S0600521110001 sulz@dwzq.com.cn 证券分析师 许牧 执业证书：S0600523060002 xumu@dwzq.com.cn 研究助理 高正泰 执业证书：S0600123060018 gaozht@dwzq.com.cn 行业走势 相关研究 《下游需求有望回暖，持续关注行业各环节投资机会》 2024-06-11 《我国首个液体通用型发射工位竣工，商业化基础设施升级提速》 2024-06-11 增持（维持） [Table_Tag] [Table_Summary] 投资要点 ◼ 运载火箭是实现航天飞行的核心载体：火箭通过发动机喷射工质产生的反作用力推进，主要分为运载火箭和探空火箭两种。运载火箭能将人造卫星、载人飞船等有效载荷送入预定轨道，通常由单级或多级组成，每级包含箭体结构、推进系统等关键部件。起源于军用，现代运载火箭正向商业化和军民融合转型。关键技术指标包括运载能力、入轨精度、可靠性和发射成本。火箭结构设计、能源供应和技术水平共同决定了这些指标。多级串联是主流结构形式，各级火箭通过分离推进有效载荷。化学火箭是主要动力来源，液体火箭因其推力大、可控性高在航天领域占主导地位，而固体火箭则以其简单、成本低在小卫星和军事领域广泛应用。 ◼ 液体火箭技术以其高效、可回收的发动机设计，成为商业航天领域的核心技术：液火发动机作为火箭的“心脏”，由推力室、涡轮泵等复杂组件构成，其研制关键在于推力室的燃烧稳定性和涡轮泵的高效率。液体火箭发动机的工作机理涉及推进剂的化学能转化为推力，其性能参数包括推力、比冲和混合比，直接影响火箭的运载能力和效率。通过优化推进剂选择、循环方式、以及应用先进技术如 3D 打印和动态密封，液体火箭发动机的性能和可靠性得到显著提升。此外，创新的喷注器设计和冷却技术进一步提高了发动机的推力和适应性，而箭体结构和控制系统的优化则确保了火箭的整体稳定性和可靠性。 ◼ 可回收火箭技术是航天领域的重要发展方向，对降低发射成本具有关键作用：火箭发动机作为成本的主要部分，其重复使用技术尤为重要。在一次性火箭中，发动机成本占比高达 54.3%，而其他硬件设备成本相对较低。通过实现火箭的可回收性，可以显著提高硬件设备的使用效率，将高昂的硬件成本分摊到更多的发射次数上，从而降低单次发射成本。火箭的可回收性要求在设计时就必须考虑到发动机推力的灵活调节、精确的制导控制、优化的气动外形、高效的热防护以及快速的检测与维护流程。这些技术集成应用，为火箭的可复用性提供了强有力的支持。尽管目前完全重复使用火箭的技术与经济限制尚存在，但业界通过先实现一级火箭的重复使用，为未来的技术进步和成本进一步降低奠定了基础。随着技术的不断革新，预计未来火箭的单次发射成本将实现更大幅度的降低。 ◼ 投资建议：我国航天产业已进入发展“快车道”，卫星互联网等新兴星座的建设、大运力低成本趋势正引领商业航天开启新时代。我国航天产业快速发展也对我国火箭发射能力提出更高的要求，低成本、大运力已成为运载火箭的发展趋势。建议关注以下标的：上游原材料及元器件：斯瑞新材、宝钛股份、钢研高纳、中航高科、铂力特、华曙高科、航天电子、航天电器、高华科技。测试：西测测试、苏试试验、思科瑞。 ◼ 风险提示：1）火箭研制进度不及预期；2）资金支持不及预期；3）地面设施和运营服务建设不及预期；4）我国商业航天发展速度不及预期。 -31%-27%-23%-19%-15%-11%-7%-3%1%5%9%2023/6/142023/10/132024/2/112024/6/11国防军工沪深300 请务必阅读正文之后的免责声明部分 行业深度报告 东吴证券研究所 2 / 22 内容目录 1. 运载火箭是实现航天飞行的运载工具 .............................................................................................. 4 1.1. 运载火箭起源于军用背景，逐渐向商业化和军民融合方向发展......................................... 4 2. 液体火箭引领商业航天技术前沿 ...................................................................................................... 7 2.1. 液体火箭动力系统的先进设计................................................................................................. 8 2.2. 液体火箭的实用箭体结构和控制系统................................................................................... 12 3. 可回收火箭是发射降本的关键，航天领域重要发展方向 ............................................................ 17 3.1. 发动机是火箭成本的主要部分，其重复使用技术对发射降本至关重要........................... 17 3.2. 先一级重复使用后完全重复使用、多种回收方式并存....................................................... 18 4. 投资建议 ............................................................................................................................................ 21 5. 风险提示 ............................................................................................................................................ 21 请务必阅读正文之后的免责声明部分 行业深度报告 东吴证券研究所 3 / 22 图表目录 图 1： 运载火箭类型与组成................................................................................................................... 4 图 2： V2 火箭被认为是现代火箭技术的鼻祖 ...