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2022年中信证券-全球产业策略系列报告:独角兽十问十答系列15,商业航天独角兽_中科宇航PDF

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独角兽十问十答系列15:商业航天独角兽–
中科宇航
全球产业策略系列报告|2022.11.16
▍▍
中信证券研究部核心观点
中科宇航成立于2018年,是由中科院及国内航天领域领军团队共同设立,致
力于火箭发射领域的商业航天企业。作为中科院在空天飞行科技领域的成果转
化平台,公司在航天领域拥有丰富科研经验,深耕火箭发射领域,在火箭总体
设计、固体发动机、航电系统、箭体结构设计、热发射技术等方面处在国内领
先水平。公司依靠自主可控的底层核心技术、完善的航天产业基础建设,规划
了较为完整的固体+液体运载火箭型谱,面向卫星发射、空间站运输、近太空
何翩翩探测、太空旅游等应用场景进行商业化探索。目前,公司与中科院力学所联合
全球产业策略首席研制的力箭一号火箭于2022年7月27日在酒泉发射中心成功首飞,是目前
分析师国内运载能力最大的固体火箭。此外,公司与多家卫星公司达成战略合作,未
S1010520050004来几年发射合同及产品规划较为明确,力图建成国际一流宇航公司。公司于
2021年5月完成近2亿元人民币B+轮融资。我们就近日与公司管理层的电话
会交流,结合公司介绍情况汇总为十问十答。
▍Q1:公司的核心竞争力包括哪些方面?公司认为:
1)团队:背靠中科院空天飞行科技中心及力学研究所,打造商业航天专业团队。
2019年初,中科院院长办公会通过助推运载器系统设计集成的立项方案,成立
雷俊成了空天飞行科技中心,由公司董事长杨毅强担任中心主任,牵头创立火箭研制
全球产业策略分析团队。空天科技中心成立后,依托力学所进行运营。力学所参与研制公司火箭产

品力箭一号,以技术成果转化方式,将火箭相关知识产权注入到公司。根据中科
S1010520050003
宇航,公司目前约有名员工,其中技术团队占总人数、硕博比例达
24075%
80%,有60%从业年限超10年、另有30%获高级职称,截至目前已取得超100
项知识产权。
2)技术:在总体优化设计、动力系统及推进控制等航天核心技术领域实现创新。
根据中科宇航,公司掌握大吨位固体运载器总体优化设计与试验技术、先进动
力系统与推力矢量控制技术、集中-分布式现代航天电子技术、低成本箭体结构
分离技术、智慧飞行控制技术及大吨位固体火箭地面使用及热发射技术。其中,
最大特色是对所有航电电气控制系统进行模块化、板卡化处理,能较好节约火
箭本体占用空间、降低重量。此外,结构分离技术方面,公司在国内首次采用冷
气推冲装置进行分离,取代了传统爆炸方式,可以实现无污染分离,对卫星较为
友好,且推冲气体可测,有助于更好调节推力。
3)产品:拥有较为完整的运载火箭型谱规划,力箭一号固体火箭于今年成功首
飞。中科宇航主营业务为火箭发射服务,旗下固体、液体火箭面向卫星发射、空
间站运输、近太空探测、太空旅游等应用场景。据中科院报道,力箭一号是目前
国内直径最长、起飞规模最大、运载能力最强、运载系数最高的固体火箭,运载
能力达1.5吨(500km/SSO),于2022年7月27日在酒泉卫星发射中心成功
首飞;力箭一号甲运载能力在5.6吨(500km/SSO),目前正处于研制过程中;
液氧煤油液体火箭包括力箭二号、力箭三号及力箭三号重型,运载能力分别为
2.2吨(500km/SSO)、7.8吨(500km/SSO)、13.8吨(500km/SSO)。此
外,公司计划推出服务科研机构微重力试验需求的近太空探测平台,以及面向
大众市场提供太空旅游服务的飞行器。其中,近太空探测平台预计于2023年首
飞,太空旅游方面则与中旅集团达成合作,计划3-5年内实现。
4)落地:在运载能力、价格、响应速度、发射模式等方面具备优势,持续加深
与下游卫星公司战略合作。中科宇航表示,公司火箭运载能力强,运载能力覆
盖1.5-20吨;销售价格低,预计未来一次性运载火箭发射价格可达每公斤6万
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2022.11.16
人民币;响应速度快,签订合同后6个月即可发射;发射模式灵活,支持批量
打包、整箭采购、拼车发射、搭载发射,且实现陆基、海基发射倾角全覆盖。目
前,公司与长光卫星、垣信卫星、国电高科、紫微科技等多家卫星公司建立了战
略合作,意向合同为60发,正式发射合同超2吨载荷,预计将于2023年发射
2-3发、2024年发射5-8发、2025年发射8-12发,涵盖卫星发射、柔性空间、
深空探测等领域需求。
▍Q2:公司主要有哪些运载火箭产品?
中科宇航主营业务为火箭发射,具有较为完整的运载火箭型谱规划:
1)力箭一号:是目前国内直径最长、起飞规模最大、运载能力最强、运载系
数最高的固体火箭。该火箭起飞重量为135吨、整流罩直径为2.65米,运
载能力达1.5吨(500km/SSO),全球范围内仅次于欧洲的“织女星”运
载火箭。根据中科宇航,力箭一号于2022年7月27日在酒泉卫星发射中
心成功首飞,实现高精度入轨,偏差仅为545米。
2)力箭一号甲:是为某战略客户量身定制的火箭,运载能力在5.6吨
(500km/SSO),目前正处于研制过程中。
3)液氧煤油液体火箭,包括力箭二号、力箭三号及力箭三号重型:力箭二号
运载能力为2.2吨(500km/SSO)、力箭三号运载能力为7.8吨
(500km/SSO)、力箭三号重型运载能力为13.8吨(500km/SSO)。其
中,力箭三号主要定位于空间站送货备用火箭。在空间站建成后,至少每
半年要进行一次上行及下行货运。根据国际经验,国家层面除使用主力火
箭外,选取1-2家备用火箭也较为常见且安全。
4)近太空探测平台:属于液体探空火箭,预计2023年首飞,长度为10米,
起飞重量达10.5吨,最大飞行高度约120-300km,留空空间为150-450
秒,运载能力可达100-800kg。中科宇航表示,近太空探测平台可为科研
机构提供微重力试验环境,也可为液体火箭研发及回收技术提供经验积累。
5)太空旅游飞行器:主要面向大众市场,是火箭型谱中唯一toC的产品,预
计飞行时间为10分钟,飞行高度达108km,可体验3-7分钟失重感,最
后以伞降方式返回。中科宇航表示,公司有望在3-5年内实现太空旅游业
务,目前正与中旅集团进行合作。
▍Q3:公司在商业火箭技术领域有何创新?
中科宇航将商业火箭技术分为六大系统,在各领域均已实现较为突出的创新成
果。根据中科院报道,公司具备:
1)大吨位固体运载器总体优化设计与试验技术:进行国内最大型运载火箭总
体优化设计,并在国内首创大吨位箭体水平模态试验。
2)先进动力系统与推力矢量控制技术:采取国内最大整体装药的固体发动机,
以及国内最大功率的机电伺服系统。
3)集中-分布式现代航天电子技术:采取国内首个测控融合新型架构航电系
统,以及国内首个数据驱动地面测发控软件。中科宇航表示,公司火箭最
大的特色是将所有航电电气控制系统模块化、板卡化,能非常好地节约火
箭本身的占用空间并降低重量。
4)低成本箭体结构与分离技术:采取国内首个固液融合低成本结构设计,并
且采取大分离力、无污染的分离能源。中科宇航表示,目前火箭与卫星的
冷分离及热分离大多是通过爆炸方式,而公司在国内首次采用冷气推冲装
置,可以做到无污染分离,对卫星较为友好,且推冲气体可测,有助于更好
调节推力。
5)智慧飞行控制技术:采取国内首个5ms控制周期下三冗余CPU软件,力
箭一号成功实现国内最大固体火箭高精度入轨,偏差仅为545米。
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6)大吨位固体火箭地面使用及热发射技术:公司具备国内首个多功能可组装
移动式环境保障厂房、国内最大规模水平起竖车及国内最大热发射固体火
箭技术。中科宇航表示,公司的固体火箭一般从进场到发射仅需7天,应
急则可做到24小时发射。
▍Q4:如何比较中美商业航天在核心技术及商业化方面的区别?公司认为:
核心技术方面,中国商业航天虽与美国存在一定差距,但自主掌握全链条核心
技术。例如美国商业航天公司的代表SpaceX,其猎鹰重型火箭已经可做到60
多吨的运载能力,而中国长征系列如长征5号、长征7号目前运载能力还保持
在20多吨。因此在国家层面,中美运载能力上仍存在差距。但与其他行业不同,
中国航天所有技术都是自有技术,不受任何国外因素干扰,是自主掌握全链条
核心技术的产业。中科宇航表示,应承认中美航天之间存在客观差距,但中国一
直以来掌握独有技术,是全球目前唯一能够与美国较量的国家,未来发展潜力
较大。
商业化方面,中国起步相对较晚,但进展迅速。在美国,SpaceX早在2002年
便已成立,而中国商业航天最早追溯到2015年。航天传统意义上是为国家、军
方服务的自闭环系统,国内现有火箭以长征系列为主,主要服务于国家大的战
略目标。而商业卫星在发射优先顺序和排期保证上有一定难度,传统发射难以
满足商业卫星公司的迫切需求,所以市面上陆续出现了一些商业火箭公司。中
科宇航表示,中国商业航天近几年发展速度非常快,伴随力箭一号首飞,中国商
业火箭即将进入2.0时代,即拥有更大的运载能力、更低的价格,能够实现批量
生产、密集发射与全天候试验。
▍Q5:如何看待中美商业航天领域“民营队”及“国家队”的竞争格局?
“国家队”方面,中美在底层逻辑及运营上大致相似,差异更多在于技术层面。
中科宇航认为,中美技术路线差别不大,固体、液体的路线都有,但都以液体为
主。固体火箭的运载能力存在上限,因此国际通行的方法是3吨以下载荷采用
固体火箭,3吨以上采用液体火箭。中美“国家队”在发射逻辑上都是不计成本,
保证万无一失,因为要实现探月、登月、空间站运输等重大战略任务。
“民营队”方面,中美国情存在不同,中国较难催生出SpaceX这样的企业。
中科宇航表示,SpaceX的发展也历经了很多挫折和磨难,是在NASA一手扶
持下才得以成长起来。国内商业航天公司在发展模式上也较为类似,像中科院
上海微小卫星创新研究院便参与了北斗二期、三期的建设,从国家层面大幅降
低经费。中科院培育中科宇航公司,也与NASA扶持SpaceX存在相似之处。
力箭一号是中科院牵头抓总、公司参与研制发射的工程项目,其首飞成功,被中
科院和上级部门作为“新型举国体制”在商业航天领域的最佳实践,给予了较高
肯定。
▍Q6:公司如何对比其他商业火箭初创公司的技术路线?
中科宇航认为,同行业初创公司如蓝箭航天、星际荣耀等,目前都处于建立和
稳定发射能力的阶段,技术路线上存在差异。蓝箭航天首飞的是小型固体火箭,
后来转向研发液氧甲烷的液体火箭。星际荣耀也先尝试了小型固体火箭的首飞,
目前也在做液氧甲烷的液体火箭。而中科宇航选择固体火箭路线,直接研制能
为卫星批量发射组网提供运力的中型火箭。同时,公司也在研制液体火箭,出于
降本考虑,选择液氧煤油的技术路线。SpaceX目前也在研制液氧甲烷火箭,但
全球目前还没有一家公司研制并发射成功,都还处于试制阶段,当下真正能够
带来现金流收入的还是液氧煤油火箭。
商业火箭技术路线的选择主要基于人才来源及技术背景。中科宇航表示,液氧
煤油、液氧甲烷、液氧液氢是3种主流火箭推进剂,几十年前国家在选型时就
对推进剂进行论证,最终选择了液氧煤油。液氧甲烷的比冲虽比煤油高,飞行的
冲劲较大,但甲烷密度小于煤油,需要更大的贮箱去放,对于结构件的要求更
高,高出来的比冲又被贮箱增加的体积给抵消了。此外,液氧甲烷都是低温储
存,而煤油是常温,对于液体火箭加注要求更低。公司原先很多研发人员在体制
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2022.11.16
内研发长征系列火箭,技术路线比较难转移,液氧煤油也是基于公司早期团队
构成选择的一条较为稳健技术路线。中国在长征5号之后,新一代液体火箭全
都采用液氧煤油,仅在个别型号上采用液氧液氢。
▍Q7:公司如何看待商业火箭上游供应链及下游卫星应用?
上游供应链方面,航天原先是自闭环系统,从14-15年产业开始商业化后,
采取开放式供应链进行降本。中科宇航表示,力箭一号上采用的部分配套零
部件,其中一半目前还来源于传统航天供应商;而通用化零部件,如爆炸螺
栓、结构件,公司也会采用一些其他行业的产品。此外,可靠性方面也有军
标质量管理体系作为保障,产品需经过各项测试检验才过关。
下游卫星应用方面,火箭与卫星捆绑着向前发展,卫星公司唯一瓶颈在于发
射。根据中科宇航,卫星很多元器件比较敏感并有质保期,在未明确发射来
源时不会提前生产过多。所以,各家卫星公司都愿意与火箭供应商捆绑,使
其提供稳定的发射来源。总体来说,火箭发射还是卖方市场,火箭厂商占主
动地位。产品方面,火箭和卫星有很多对接口,因此卫星也需要提早找火箭
厂商签约,以便进行技术对接。此外,火箭发射存在一定周期,要申报发射
计划。因此,火箭公司的综合能力也很重要,包括发射场协调能力、批产总
装能力、各方资源协调能力等。卫星公司在选择时,也会优先考虑综合能力
强、能够按期、按质量发射的火箭厂商。
▍Q8:公司如何拆分商业火箭的成本结构?未来降本空间有多大?
根据中科宇航,商业火箭成本结构可大致拆分如下:1)动力系统,即发动机,
占50%左右成本;2)结构系统,即火箭外部的各种部段,大约占20%;3)航
电系统,即电气控制设备,大约占15-20%;4)地面发射支持设备,该部分系
统不上箭,约占8%左右;5)自研软件系统,成本相对较低,占2%左右。
降本方面,未来公司将通过规模采购、新材料应用进一步降低发射报价。公司
表示,力箭一号目前发射报价在每公斤9-10万人民币,未来1-2年目标降至每
公斤6万人民币。对比长征系列,长征11固体火箭报价在每公斤16.5万人民
币,航天科工的快舟一号则为每公斤20万人民币。因为公司目前还处于研制阶
段,首飞时会先通过2发进行方案稳定性的验证,未来可能以10-20套的规模
采购,降本空间较为可观。另外,结构件的迭代替换方面,也会通过应用新材
料,进一步降低成本。
▍Q9:公司未来发展规划如何?
中科宇航表示,2022年,实现力箭一号火箭首飞的任务已经成功完成。2023年,
预计加上液体火箭,将实现3-4次发射。2025年,预计公司中型运载火箭将占
领市场;2026年,将进行亚轨道载人旅行。2028年,将投入使用新一代液体大
运载火箭。2031年,实现空间站货运。公司陆续将火箭型号推向市场,提供稳
定可靠的发射能力,同时承接一些国家任务,目标是建设国际一流的宇航公司,
成为国内商业火箭的代表企业。
▍Q10:公司融资进展如何?
中科宇航于2021年5月完成近2亿元人民币B+轮融资,投资方包括中科创
星、越秀产投、建投华科、中信建投资本、湖南航空航天基金等。中科宇航表示,
公司成立以来总融资额度不到9亿人民币,一方面公司具备科学院研制经费保
障;另一方面,公司在一众商业火箭公司中成立相对较晚,融资金额比较克制。
▍风险因素:公司产品研发不及预期;公司客户拓展不及预期等。
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2022.11.16
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