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中国运载火箭行业发展现状:航天科技为主体,民营企业迅速崛起

参考中国报告网发布《2010-2015年中国运载火箭行业市场调研及发展前景预测报告

      中国运载火箭制造商主要是中国航天科技集团,自从1970年4月,长征一号火箭成功发射东方红1号卫星开始,我国已研制包括长征一号、长征二号、长征三号、长征四号、长征六号、长征七号和长征五号等系列运载火箭,其中长征二号丁、长征四号系列和长征六号为航天科技八院研制,其余均为航天科技一院研制。

      随着我国商业航天迅速发展,商业小卫星计划层出不穷,而长征系列中型运载火箭无法满足众多小卫星的发射需求。针对该需求,中国航天科工集团公司利用固体弹道导弹技术进行转化,成立了航天科工火箭技术公司;另外,民营企业零壹空间、北京蓝箭也正在从事小型固体运载火箭研发。

 
资料来源:公开资料,观研天下数据中心整理

      1、航天科技一院:中国长征系列运载火箭的主力军


      航天科技一院又称为中国运载火箭技术研究院,创建于1957年11月16日,是我国最大的导弹武器和运载火箭研究、设计、试制、试验和生产基地,是中国航天的发祥地,先后成功研制了10余种长征系列运载火箭,形成了长征火箭系列型谱,能发射近地轨道、太阳同步轨道、地球同步转移轨道卫星或航天器;实现了从常规推进剂到低温推进剂、从串联到捆绑、从一箭单星到一箭多星、从发射卫星到发射载人飞船的技术跨越,奠定了中国航天事业发展的基础。
      航天科技一院的主要运载火箭包括长征2F、长征三号系列、长征五号、长征七号和长征十一号,其中长征五号是目前我国研制的直径最大、运载能力最强的新一代大型运载火箭,在现役火箭中,其运载能力居世界第二。

 
资料来源:公开资料,观研天下数据中心整理

      长征2F
      长征2F主要用于发射神舟系列载人飞船,是长征二号家族中的最新改进型号。长征2F自1992年开始研制,1999年11月19日首次发射并成功将中国第一艘实验飞船“神舟一号”飞船送入太空。长征2F是一款载人火箭,是按照发射载人飞船的要求,以提高可靠性确保安全性为目标研制的运载火箭,其可靠性达到0.97,安全性达到0.997。作为用于发射载人飞船的运载火箭,长征二号F运载火箭与其它常规运载火箭最大的不同是长征二号F运载火箭顶部有逃逸塔,当火箭发生故障,它可以使箭船分离,使轨道舱和返回舱降落在安全地带,使航天员脱离危险。截至目前,长征2F共将6艘载人飞船、11名航天员送入太空。
      长征2F火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔组成,全长达58.34米,是目前我国所有运载火箭中长度最长的火箭。芯一级火箭采用YF-21B发动机,由4台YF-20B并联而成,推进剂为偏二甲肼、四氧化二氮,总推力可达296吨,助推器采用DaFY5-1发动机,推进剂为偏二甲肼、四氧化二氮,推力为74吨。芯二级采用YF-22B发动机,推进剂为偏二甲肼、四氧化二氮,推力为74吨。近5年,长征2F共计发射4次,主要载荷为神舟系列载人飞船和天宫系列空间实验室。

 
资料来源:公开资料,观研天下数据中心整理

      长征三号
      长征三号火箭是在长征二号火箭基础上发展起来的三级火箭,该火箭于1978年开始方案设计,1984年1月29日首次发射。目前,长三系列火箭是我国的主力火箭,其发射总次数占航天科技一院运载火箭的近一半,占长征系列运载火箭的近三分之一。长征三号运载火箭的研制成功使中国成为世界上第四个具有地球同步卫星发射能力的国家。
      长征三号运载火箭的芯一级和芯二级与长征2F相同,芯三级采用YF-73发动机,推进剂为液氢、液氧,推力为4.4吨。长征三号甲在长征三号的基础上,将芯三级发动机升级为YF-75发动机,推力达7.8吨,进一步提升了其运载能力。近5年,长征三号甲共计发射3次,主要载荷为地球同步轨道的气象卫星、中轨的导航卫星。
      长征三号乙是中国近十年在国际发射服务市场上的主推火箭。它实际上是以长征三号甲作为芯级,在其一级上捆绑了长征二号捆火箭的四个助推器,并采用了加长、加强的二级贮箱,其地球同步转移轨道运载能力一跃达到5100千克。近5年,长征三号乙共计发射22次,主要载荷为地球同步轨道的通信卫星、中轨的导航卫星等。
      长征三号丙是在长征三号乙运载火箭的基础上,减少两个助推器并取消助推器上的尾翼,其主要任务是发射地球同步转移轨道的有效载荷,可以进行一箭多星发射或发射其它轨道的卫星。近5年,长征三号丙共计发射8次,主要载荷为地球同步轨道的通信卫星、中轨的导航卫星等。

 
资料来源:公开资料,观研天下数据中心整理

      长征七号
      长征七号是中国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的新一代中型运载火箭,是按载人火箭的标准设计的,可靠性指标达0.98,近地轨道运载能力不低于14吨,于2016年6月25日从中国文昌航天发射场首次成功发射,这也是文昌航天发射场的首次发射任务。预计到2021年火箭各项技术趋于成熟稳定时,将逐步替代现有的长征二号、三号、四号系列,承担中国80%左右的发射任务。
      长征七号采用两级半构型,全部使用液氧煤油发动机,其芯一级采用2台YF-100发动机,推力可达120吨,捆绑4个助推器,分别安装单台YF-100发动机,芯二级采用4台YF-115发动机并联,单台推力为18吨。截至目前,长征七号共计发射2次,主要载荷为天舟一号货运飞船。

 
资料来源:公开资料,观研天下数据中心整理

      长征五号
      长五火箭是目前我国研制的直径最大、运载能力最强的新一代大型运载火箭,于2016年11月3日成功首飞,是我国从航天大国迈向航天强国的重要支撑和显著标志之一。在现役火箭中,其运载能力居世界第二。
长征五号采用两级半构型,其芯一级采用2台YF-77发动机,单台推力为50吨,推进剂为液氢和液氧,另外,捆绑4个助推器,分别安装两台YF-100发动机,芯二级采用2台YF-75D发动机并联,单台推力为8吨。截至目前,长征五号共计发射2次,其中第二次发射失败。

 
资料来源:公开资料,观研天下数据中心整理

      长征十一号
      长征十一号是我国长征系列运载火箭家族第一型固体运载火箭,相较于现役液体推进剂为动力的长征系列火箭,最大的优势是发射更快速、更便捷、更灵活,可实现卫星快速组网和补网,能够满足自然灾害、突发事件等应急发射需求。2015年9月25日,长征十一号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,成功将4颗微小卫星送入太空。
      更快速:以往,液体运载火箭发射准备时间都是以“月”为单位计算,而长征十一号的发射准备时间则缩短至“天”。长征十一号火箭接到任务命令后,24小时内可完成星箭技术准备和发射任务,其中在发射点的发射准备时间不大于1小时,具备“日发射”能力。
      更便捷:长征十一号固体运载火箭较现役长征系列火箭,具有可整体贮存、操作简单的优势,使其发射更加快捷。
      更灵活:与现役长征系列火箭相比,长征十一号的机动性大大增强,能够适应复杂的发射环境。
      长征十一号运载火箭是四级小型固体运载火箭,全长20.8m,起飞质量57.7t,最大箭体直径2m,有直径1.6m和2m的两种整流罩。它主要用于将中小型航天器以“一箭一星”或“一箭多星”的模式发送至1000km以下、不同倾角的近地轨道(LEO)及太阳同步轨道(SSO),具有较强的任务适应性,其发射能力与小卫星发射需求十分匹配。

 
资料来源:公开资料,观研天下数据中心整理
      2、航天科技八院:抓总研制的运载火箭发射次数占全国三分之一

      航天科技八院是中国航天科技集团三大总体院之一,又称上海航天技术研究院、上海航天局,创建于1961年8月。50多年来,八院已发展成为“弹箭星船器”多领域并举、军民融合式发展的国防科技工业骨干企业。
      航天科技八院抓总设计的运载火箭主要包括长征二号丁、长征四号系列和长征六号,其所设计的运载火箭发射次数占我国火箭发射总次数的三分之一。
      长征二号丁
      长征二号丁于1990年2月启动研制,是在长征四号甲火箭基础上减少三子级,并进行适应性改进形成的火箭,主要用于发射近地轨道返回式卫星和太阳同步轨道,具有可靠性高和经济性好的特点,1992年首次发射。
      长征二号丁为两级运载火箭,第一级采用YF-21B发动机,第二级采用YF-22发动机,推进剂均为偏二甲肼、四氧化二氮。近5年,长征二号丁共发射17次,主要载荷为遥感卫星、科学实验卫星等。

 
资料来源:公开资料,观研天下数据中心整理

      长征四号乙
      长征四号乙运载火箭为常温液体推进剂三级运载火箭,于1993年启动研制,是在长征四号甲火箭的基础上改进设计而成,主要用于发射太阳同步轨道卫星。1999年5月10日,长征四号乙火箭完成首次发射。
      长征四号乙采用三级构型,第一级为YF-21B发动机,第二级为YF-22B发动机,第三级为YF-40发动机,均采用偏二甲肼、四氧化二氮作为推进剂。近5年,长征四号乙共发射13次,主要载荷为遥感卫星、资源卫星等。

 
资料来源:公开资料,观研天下数据中心整理

      长征四号丙
      长征四号丙运载火箭是在长征四号乙基础上增加了三子级二次启动能力改进设计而成,主要用于发射太阳同步轨道卫星,于1999年开始研制,2006年首飞。由于长征四号丙第三级由YF-40升级为YF-40A,具备高空二次点火能力,提升了运载能力。二次起动YF-40A发动机的研制成功,是国内多次起动发动机技术方面的一项重大突破,填补了国内空白。近5年,长征四号丙共发射13次,主要载荷为遥感卫星、资源卫星等。
      长征六号
      长征六号运载火箭为低温液体三级运载火箭,于2009年启动研制,是我国新一代运载火箭的成员之一,主要用于发射太阳同步轨道卫星,具备适应简易设施发射的能力,可实现7天快速发射。2015年9月20日,长征六号运载火箭在太原卫星发射中心成功发射,同时成功将20颗卫星送入太空,创造了我国一箭多星发射的新纪录。
      长征六号运载火箭是我国新一代运载火箭的首飞箭,火箭采用了全新的总体方案、结构形式、动力系统和电气系统,发射可靠性提高到0.98,达到国际先进水平。长征六号的研制主要是为了满足小卫星的发射需求,从国内外卫星的发射市场分析与预测可以看出,500kg级太阳同步轨道卫星的发射需求占有相当大的比例。
      长征六号第一级发动机采用单台YF-100发动机,推进剂为液氧、煤油,推力可达120吨,第二级采用单台YF-115发动机,推进剂为液氧、煤油,推力为18吨,第三级为YF-50E发动机,推进剂为四氧化二氮、偏二甲肼。长征六号至今仅发射了1次。

 
资料来源:公开资料,观研天下数据中心整理

      3、航天科工四院:快舟系列小型固体运载火箭成为军转民典范
      航天科工四院又称为中国航天三江集团公司,由原航天科工四院和原航天科工九院于2011年12月合并重组而成,是固体运载火箭研制生产的主体与技术抓总单位。2016年2月,航天科工火箭技术有限公司注册成立,运载火箭主要包括快舟一号、快舟一号甲,正在研发快舟十一号、快舟二十一号等。
      快舟系列运载火箭采用了国际首创的星箭一体化技术,在国内首次采用栅格舵控制技术,是中国首个具有快速集成、快速入轨能力的小型固体运载火箭,创造了中国航天发射的最快纪录,使中国航天发射运载工具由液体运载火箭拓展到固体运载火箭,初步形成了中国亟需的空间快速响应能力。2013年9月25日,我国首次采用快舟固体小型运载火箭,以一车一箭车载机动发射方式,成功将快舟一号卫星发射升空。
      快舟一号甲
      快舟一号甲运载火箭(KZ-1A)是一型三级固体运载火箭,是在原快舟一号星箭一体化运载器的基础上改进研制的一款通用型固体运载火箭,扩展了整流罩的长度和直径,提高了任务适应性,在保证运载能力的同时增加了搭载卫星的空间。火箭采用车载机动发射方式,主要面向微小卫星发射和组网,具备一箭多星发射能力。
      快舟一号甲运载火箭全长约20m,起飞质量约30t,最大直径1.4m,太阳同步圆轨道的运载能力为200kg/700km,近地轨道运载能力为300kg。2017年1月9日,快舟一号甲在酒泉卫星发射中心完成首飞,成功将“吉林一号”灵巧视频星03星及行云试验一号、凯盾一号两颗立方体星送入太空,并实现了我国首次商业运载火箭发射服务。计划于2018年4月,由快舟一号甲在一周之内,连续完成4次发射,如此密集程度在国内尚无先例。

 
资料来源:公开资料,观研天下数据中心整理

      4、零壹空间:为商用微小卫星提供专享发射服务
      “零壹空间”专注于低成本小型运载器的研制、设计及总装,其主营业务是为商用微小卫星等小型航天器提供专享发射服务。目前正专注于第一款低成本小型运载火箭的研制、设计及总装,并致力于将新技术新机制运用在航天领域,从而实现在保障可靠性的同时降低成本。
      2016年10月,零壹空间宣布完成超过1亿元人民币的A轮融资。2017年5月,零壹空间再获重庆两江航空产业投资集团更大规模资金支持,零壹空间将在重庆投资近3亿元打造国内首个民营商业航天智能制造基地。同时,重庆市已将该项目列入重庆“十三五”军民融合重点项目,予以大力扶持。
      零壹空间的第一型火箭“信使一号”为三级固体火箭,600km太阳同步轨道的运载能力为700kg,全箭高21m,重量70-80吨,预计首飞时间2018年。该火箭主要分系统采购自航天科技、航天科工两大集团,公司负责总体设计和总装总测。

 
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      5、北京蓝箭:国内最早进入运载火箭研制的民营企业
      北京蓝箭空间科技有限公司成立于2015年6月,公司经营范围包括运载火箭及航天器的技术研发、技术服务、产品设计等。北京蓝箭作为国内最早进入运载火箭研制的民营企业,致力于成为一流的运载火箭企业,亦是目前国内已经开始服务于国际发射服务市场的第一家民营商用运载火箭提供商。该公司已具备了运载火箭总体系统研制能力,包括火箭的箭体结构系统、控制系统、分离系统及其系统单机设备的设计等核心能力。同时,通过贯通上下游产业链,具备了运载火箭总装、总测的研保条件和能力。
      2017年1月13日,北京蓝箭与丹麦Gomspace公司在杭州签订火箭发射服务协议,按照协议约定,北京蓝箭将于2018年使用LandSpace-1运载火箭发射GomSpace的立方体卫星群。
蓝箭一号(LandSpace-1)是北京蓝箭开发的第一型运载火箭,为四级固体火箭,采用车载发射方式,其500km太阳同步轨道的运载能力为400kg,全箭高20.7m,直径2m,重量57.4吨,预计首飞时间2018年。

 
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