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一文盘点中国商业航天:民营火箭的两类瓶颈和三大趋势

导读: 北京时间2019年 1月 3日上午10点 26分,嫦娥四号月球探测器在经过26天的等待之后,终于着陆在了月球背面南极-艾特肯盆地内的冯卡门撞击坑内,实现人类探测器首次在月球背面软着陆。

北京时间2019年 1月 3日上午10点 26分,嫦娥四号月球探测器在经过26天的等待之后,终于着陆在了月球背面南极-艾特肯盆地内的冯卡门撞击坑内,实现人类探测器首次在月球背面软着陆。

2019伊始,中国航天迈出了极为重要的一步。

而在刚刚过去的2018年,中国民营航天的步子也迈得沉稳。

这一年,星际荣耀于4月份在海南发射首枚亚轨道固体验证探空火箭——双曲线一号S;紧跟其后,零壹空间也于5月17日发射名为“两江之星”的亚轨道探空火箭;9月,蓝箭航天自主研发的80吨液氧甲烷发动机短喷管状态试车成功;10月,蓝箭航天发射我国首枚民营运载火箭“朱雀一号”,虽遗憾未能入轨,但在国内第一次拿到中国民营运载火箭发射许可证,并获得官方正式的服务支持,开创了中国民营火箭的先河,具有重大里程碑意义。

自2016年国内火箭发动机的政策发生变化后,中国民营火箭走上了自主研发的道路,比如蓝箭自研液氧甲烷火箭发动机及火箭,零壹则转为自研固体火箭发动机及火箭。经过近三年的发展,中国民营火箭创业公司的数量不断增加,新关注投资人数量在增加,数家知名基金今年纷纷投注,包括经纬、华创、高榕、晨兴、IDG、顺为、源码、险峰、明势、复兴、赛富等在内的知名基金均有出手。

截至2019年1月,我国已有60余家初创企业入局,大部分处于A轮和A轮之前,仅蓝箭航天和零壹空间率先完成了B+轮和B轮融资,均已累计融资至少8亿元人民币。星际荣耀近日宣布,自2017年正式运营起,已经累计获得各类投资逾7亿元。

民营火箭的关键动力——发动机也实现了从固态向液态的升级。零壹空间早期以固体运载火箭起步,于2018年初,其自主研制的中国商用火箭液体姿控发动机试车成功;3月,蓝箭航天10吨级液氧甲烷发动机推力室试车成功;星际荣耀在5月底成功实现15吨级液氧甲烷火箭发动机燃气发生器点火试验;在今年9月,蓝箭自主研发的“天鹊”80吨液氧甲烷发动机短喷管推力室试车成功,仅用4年便做到了SpaceX10年时间研制的发动机性能。众多里程碑的实现,使得中国民营火箭之“火”来势汹汹。

中国商业航天的事业版图

根据SIA数据显示,2016年全球航天产业的总收入为3391亿美元,其中卫星产业的总收入约为2610亿美元,占全球航天产业收入的77%,并且在2007年到2016年的10年间不断增长,翻了一番。

其中,商业卫星研制与运营、商业火箭研制与发射是商业航天市场化程度相对高、商业模式较成熟的两个领域。

1、卫星制造与运营

近几年,全世界范围内卫星行业都发生了深刻的变革。2005年以来,立方星技术出现,全世界出现大量的中小卫星和维纳卫星。小卫星的出现衍生了航天市场对火箭的需求,而卫星的小型化、微型化,使其制造成本持续降低,制作迭代周期也在加快。

目前,就国内卫星市场状况而言,仍然处于技术验证、商业模式和盈利模式的探索以及卫星用户开发阶段,同时,卫星的发射资源也是难题之一。到2020年,全球大概有5千到6千颗待发射的低轨卫星,但现在真正服务于低轨发射的、大规模投入商用的火箭,市场上仍十分稀缺。面向低轨市场,全球范围内较少的火箭供给与日益攀升的卫星发射需求矛盾凸显,这是典型的卖方市场。

目前,民营火箭公司都在朝着发送卫星的目标而冲刺——蓝箭航天的“朱雀一号”已经做了第一步的尝试,星际荣耀也在研制能够入轨的双曲线一号运载火箭,计划于2019年发射;较早成立的翎客航天,研制的新线一号(NL-1)火箭计划于2020年进行首飞;零壹空间研制的OS-M型固体运载火箭也将于2019年首次发射,但截至目前,仍未有研制进展更新的消息。

2、火箭研制与发射

目前来看,国内火箭制造商仍在设计和试验阶段,尚未达到量产要求。民营火箭主要还是产业链、技术的集群较量。

在研制方面,民营火箭的主要路径差异体现在火箭发动机燃料选择,现阶段运载火箭主要为固体发动机火箭和液体发动机火箭。固体火箭相较液体火箭的最大优势在于可以长期储存,快速响应,在军用领域意义重大。然而在商用领域,固体火箭燃料被国家严格管控,且价格较贵,另固体火箭载荷环境差、无法复用,在商业航天领域很难发挥其优势。

液体发动机则可以通过可回收火箭重复利用,提升发射频率和降低研制成本,进而提升发射价格的行业竞争力。在液体燃料中,液氧甲烷因其燃烧低积碳、高比冲、且来源广泛,成本低廉的优势,成为包括SpaceX、Blue Origin、蓝箭航天、星际荣耀、九州云箭等多家公司优先考虑和选择的方案。在国外,已有猛禽、BE-4等著名大推力液体发动机先例在国内,也有民企完成了80吨液氧甲烷发动机短程点火试车。

就发射市场趋势而言,商业航天发射卫星所处轨道大多为近地轨道(LEO)与太阳同步轨道 (SSO),以组网发射微纳卫星和中小卫星星座为主,对于LEO轨道发射,0.5-1.5吨与5.5-7.5吨这两个质量区间涵盖了最多发射频次。因此,以中型火箭为研制标准的和部分可承接订制批量组网订单的固体小火箭的民营火箭存在着广阔的增量市场。

然而,与国家队相比,民营固体小火箭的优势并不明显。以中国航天科工集团旗下“快舟”系列为例,,其商业卫星发射的国际报价为每公斤2.5至4万美元,而快舟一号甲(KZ-1A)不足两万美元,如果是一箭多星价格还有下降空间。初创火箭公司的LEO运载能力500kg的火箭仅能满足市场上非常少量的需求,这也使得国内众多固体小火箭公司的发展路线可能趋于竞争红海。

目前已经进入到固体火箭研制过程中的民营企业,也只能硬着头皮把固体火箭做出来打出去。鉴于2018年多发固体探空火箭和一枚运载火箭已经完成了政策领域内投石问路的历史使命,未来技术和市场的真正战场或将进入到了液体火箭和自主研发发动机领域。伴随着捷龙固体运载火箭2019年的首发,这个固体火箭领域的价格“杀手”也会给2019年发射的民营固体运载火箭增加一个问号,既生瑜、何生亮,有捷龙,民营固体运载火箭立足点在哪里?

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