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临近空间飞行器市场分析(太空/天空旅游市场分析二)

时间:2021-09-23 作者:Challey 阅读:
待上传3 2019年,全球卫星产业规模就已经达到2860亿美元,最近,传闻iPhone 13将部分配备低轨道卫星通讯,有分析预计2021-2035年中国卫星互联网总产值或可达9337.7亿美元,由此再次在航空航天通信领域带火了国内外实力玩家,尤其是SpaceX的星链,其实中国实力玩家也很多。不过,本文要分析的是这些低轨道卫星通讯玩家的客户:“太空旅游”(天空旅游)头部公司。
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2019年,全球卫星产业规模就已经达到2860亿美元,最近,传闻iPhone 13将部分配备低轨道卫星通讯,有分析预计2021-2035年中国卫星互联网总产值或可达9337.7亿美元,由此再次在航空航天通信领域带火了国内外实力玩家,尤其是SpaceX的星链,其实中国实力玩家也很多。不过,本文要分析的是这些低轨道卫星通讯玩家的客户:“太空旅游”(天空旅游)头部公司。

在《天空旅游市场分析》(一)中,我们介绍了临近空间以及其中的天空飞行器类型和特点,分析了“太空旅游”(实际为“天空旅游”)市场:2027年将达17亿美金,同时,中国商业航天市场已经有30亿美金的融资。并且对“太空”飞行器的国内外一些知名的公司进行了分析,但是由于篇幅有限,没有一一列举。在这第二篇中,我们主要对他们进行简要分析。

回顾一下上一篇的介绍:现在所说的商业公司的“太空旅游”,实际上还属于临近空间的“天空旅游”。

临近空间是指距离地面20-100公里的空域,不在传统航空和航天的覆盖范畴内,是人类尚未进行大规模利用的空白区域。

临近空间不仅从空间层面连接着天空和太空,同时也将航空与航天的技术进行深度融合。临近空间飞行器(临空器)是指能在临近空间空域内飞行并执行特定任务的飞行器。从广义上讲,我们将临近空间内飞行速度超过1.2马赫的各类飞行器统称为超音速临近空间飞行器。

国内航空航天商用公司盘点与简析

在国内,除了蓝剑航空,中国其实还有更多的商用航天公司。

譬如:凌空天行、翎客航天、星河动力、星际荣耀、深蓝航天、零壹空间、九天微星、微纳星空、千乘探索、天仪研究院、希德电子、航天宏图、天兵科技、银河航天、中国卫通等等。

我们将在后续进行详细介绍,欢迎关注。

凌空天行

北京凌空天行科技有限责任公司于2012年08月08日成立。法定代表人王毓栋,公司经营范围包括:运载火箭、探空火箭、可重复使用天地往返飞行器系统、航天器、固体发动机、液体发动机、姿控发动机、航天器配套零部件、航天配套设备、航空航天领域、智能制造领域等等。

公司情况

从天眼查看到,凌空天行的股东较多,历史股东达到36位,目前股东有24位,最大股东为王毓栋,持股比例为:17.31459%,最终受益股份为:25.05349%。

凌空天行全资投资了两家公司:新疆凌空科技有限公司,蚌埠凌空科技有限公司。

航天产品

2020年9月6日,凌空天行自主研发的“凌空二号”发动机可靠性增长热试车取得圆满成功。

“凌空二号”是公司系列化运载平台主动力之一,采用了单室双推力技术、高性能轻质壳体技术、长航时耐烧蚀喷管技术和稳定多级点火等多项技术,具有高性能、高可靠、变推力、多用途等优势。

这次热试车不仅对发动机性能进行了考核,还同时完成了结构系统、电气系统及防隔热系统综合考核,试验结果均达到了预期效果。

“天行”系列运载平台特点

“天行”系列运载平台是系列化、模块化的可重复使用高速试验平台,在航空航天领域,尤其是高速技术验证方面,为企事业单位、科研院所、高等院校等客户提供可靠和高性价比的飞行试验解决方案,为客户赋能新技术孵化和新产品研发。

该系列运载平台采用模块化设计,动力、结构及电气产品均已通过地面试验与飞行试验考核,通过本次试验又进一步验证了设计可靠性与质量稳定性。可以为各类大质量、大尺寸载荷提供飞行马赫数15以内,高&低弹道(10km~350km)全面兼容的试验条件。

商业化开始

凌空天行一直致力于探索如何有机的将航天研制与商业落地相结合的商业模式,目前业务涵盖了飞行试验服务、工程样机研发、系统设计开发及数据平台服务等领域。通过前期的摸索与实践,公司稳扎稳打的同时,商业进程又大步向前。目前在研项目已达数十项,多线研制工作稳步并行,商业模式初露端倪,市场规模迅速增长。明年发射任务首先将从半年一发提升为每季度一发,逐渐在未来2-3年内从接力式发射到并行式发射,实现常态化、高频次的发射模式。

“凌空二号”热试车的成功是天行系列运载平台更可靠提供飞行试验服务的里程碑,同时为天行系列运载平台规模化、系列化商业发射拉开序幕,标志了凌空天行已进入商业化高速发展新阶段,已为即将迎来的高密度发射任务做好准备。

2021年8月,完成近3亿元A轮融资

凌空天行于2021年8月宣布完成近3亿元A轮融资。领投方是经纬中国与上海国盛集团共同建立的上海市级产业投资基金,跟投方是厦门斐昱萤航、武岳峰资本、上海惠更斯,以及老股东火山石资本、源码资本、元禾原点、科力创投、真成投资加码参投。 

凌空天行表示,非常感谢新老投资机构对凌空天行一路走来的支持和青睐。在这些机构的助力下,公司目前所承载的创新项目来自全国数十家合作伙伴。未来,凌空天行也会加倍努力,深耕商业飞行领域,助力中国的航空航天事业不断创新和快速发展。

投资人看法

经纬中国合伙人左凌烨表示,介于飞机(低空空域)和火箭(太空空域)之间的临近空间,作为第三块空域,有着特有的高速领域飞行器技术,不仅仅是全球研究的热点,也是在国防和商业领域飞行器的技术变革进程中具有着重大的意义。因此,这块空域带有了巨大的开发价值。凌空天行是国内唯一一家拥有高速领域前沿技术的民营企业,在业界享有广泛的认可度和知名度,是国家队的有效补充力量。经纬中国长期看好航空行业的发展趋势,以及该公司核心团队的专业技术和经营模式,期待能够在未来可以长期陪伴该公司发展。

翎客航天

翎客航天创始人胡振宇,是一位90后。1993年2月生于江西省九江市。2010年9月,就读于华南理工大学工商管理学院。

2014年1月2日,创立中国首家从事火箭研制及发射服务的民营航天公司——翎客航天。凭借其在垄断行业中开创性的创业行为,胡振宇入选2014年《财富》“中国40位40岁以下商界精英排行榜”第37位,并成为当年最年轻的入榜者(21岁);

2015年,入选《Forbes》Asia 30 under 30(Manufacturing&Energy)  ;

2017年,入选2017福布斯中国30位30岁以下精英榜;

2018年,入选“第十四届(2018)光华龙腾奖·中国设计业十大杰出青年”;

2019年,入选《胡润30x30创业领袖》榜单。

公司情况

翎客航天最早成立于深圳,全名:深圳市翎客航天技术有限公司。后来在北京也成立了北京翎客航天技术有限公司。

RLV-T5可回收火箭

据有关媒体报道,2019年8月,中国火箭民企翎客航天科技有限公司完成RLV-T5可回收火箭第三次低空飞行及回收试验,飞行高度300米,落点精度优于7厘米,点火时间50秒。

这是继7月25日星际荣耀的“双曲线一号”火箭在酒泉顺利发射升空后,中国民营航天带来的又一个好消息。掌握火箭悬停技术和低空回收的公司当今世界只有三家,其余两家是杰夫·贝索斯的蓝色起源和埃隆·马斯克的SpaceX。在此之前翎客航天已经进行过两次实验,此次实验打破了今年4月份创下的记录。虽然300米离大气层还有很远的距离,但是不得不说中国民营航天又离大气层进了一步。

想做中国版SpaceX,暂无进一步消息

翎客航天目标是想做中国版SpaceX,但是由于自身资金情况以及人才短缺和中国市场的局限,翎客航天目前并没有实质性的商业产品。

有分析表示:翎客航天缺少专业人才、缺少国家的技术支持、缺少市场。

星河动力

星河动力(北京)空间科技有限公司于2018年2月6日成立,是一家商业运载火箭研发商,主要为国内外小卫星发射市场提供低成本、高可靠、快响应的进入太空系统化解决方案。 

星河动力的股东也较多,达到了25位,目前北京至远探索管理咨询中心(有限合伙)为最大股东,持股比例为22.95%。在北京、浙江、长沙均设立了全资子公司。

目前星河动力的团队约100人,其中,70%是来自于航天一线的工程师,年龄在35~45岁之间,基本都有10~20年的工作经验,专业上覆盖了整个火箭的总体设计、发动机设计、结构设计、电气设计、软件设计等,特别是在发动机环节,我们掌握了相关技术,并能快速实现突破。

2018年3月,星河动力自研的“光年”系列固体发动机项目立项;同年11月,“光年”系列60t推力一级发动机(国内最大推力)试车成功;2019年12月,“谷神星一号”商业运载火箭三级发动机地面热试车成功。

谷神星一号

2020年11月7日15时12分,谷神星一号运载火箭在中国酒泉卫星发射中心成功首飞。谷神星一号运载火箭是北京星河动力装备科技有限公司研制的一款小型固体商业运载火箭,可满足近地轨道微小型卫星发射需求。

本次发射顺利将国电高科天启11星精确送入预定轨道,这是星河动力公司实施的首次发射任务,也是中国民营商业火箭首次进入500km太阳同步轨道,是中国商业航天的又一次重大突破。

“谷神星一号(遥一)运载火箭”是星河动力自主设计的四级固体运载火箭,一二三级采用固体发动机,四级为先进液体上面级,火箭直径1.4m,全长19m,起飞质量31t,500km太阳同步轨道运载能力300kg。此次发射除卫星之外,舱内还携带了3颗芯片,分别存储了星河动力联合《乐队的夏天2》节目组通过微博活动征集的 #想对最在意的人说的话#、音乐人庞宽的最新单曲《Time after time》以及星河动力公司内部员工助力祖国太空探索的美好祝福,它们与火箭末级共同进入了太空;同时,在此次发射中借助火箭末子级离轨钝化,星河动力与北京航天方舟空间技术有限公司联合开展了“商业返回式卫星变轨再入”关键技术验证。

其他产品除了谷神星一号成功发射以外,星河动力还有智神星号产品、以及发动机服务。

智神星一号

智神星号的整流罩采用冯卡门曲线头型,复合材料;一箭多星、太空摆渡、主动离轨;

一级火箭采用七台“苍穹”液氧/煤油发动机,燃烧时间135s,海平面推力350t,海平面比冲265s,采用垂直回收方式,可重复使用

二级火箭采用单台“苍穹”液氧/煤油发动机,真空推力达到60t,真空比冲330s。

三款发动机

星河动力研制了可与国际先进水平比肩的可重复使用的液体发动机,为人类低成本、高频次进入空间提供解决方案,也为天地往返、空间运输、太空资源开发提供澎湃动力。拥有三款发动机:

“苍穹”可重复使用液氧/煤油发动机

具有变面积针栓式喷注器、膜冷+再生冷却组合、同轴双吸涡轮泵、多回流涡异形燃气发生器、多功能组合阀一体化设计、机构轻质化3D打印等特点。

额定海平面推力40t,变推比4:1,重复使用次数可达50次。

“光年”系列固体发动机

2018年11月3日,“光年”系列60t推力一级发动机试车成功。由此,星河动力实现了国内商业航天领域大推力的固体火箭发动机突破性研制。全系列发动机最小直径100mm,最大直径2m,最小推力30N,最大推力100t,可根据发射需求灵活定制。

光年GS-1发动机

“边界”轨姿控动力系统

自主研发的轨姿控动力系统,包括25N、200N、700N、2000N等现有产品序列,并可根据客户需求灵活定制10N~10kN推力轨姿控发动机,能够为运载火箭、卫星等空间飞行器提供精确姿态调整、速度修正和轨道保持等服务。

采用连续液膜和低混合比边区组合冷却方式,控制核沸腾到膜沸腾的转捩点,提高液滴蒸发效率,有效消除热反侵。

优化互击式射流合成动量角和流强分布,确保比冲性能高、工作范围宽、适应性强。

精确设计喷注器射流长度和速度等关键参数,小流量自适应流量分配提高流强分布和混合比分布均匀性,提高发动机燃烧效率。

具备金属旋压内衬外部碳纤维缠绕复合气瓶以及钛合金环形气瓶设计集成与试验能力,气瓶疲劳寿命不低于1000次具有可靠性高,重量轻的特点。

具备低成本推进剂管理系统的设计与试验能力,并可按照客户需求将系统中的单向阀、膜片阀等集成在贮箱的出入口。

高压、大流量、轻质减压阀设计试验能力,采用先导式工作原理,具有响应速度快,零流量密封可靠,不同流量下出口压力精度高的特点。

具备轻质快响应电磁阀的设计与集成能力,可设计单机形式或多机形式的组合电磁阀,阀体可作为安装支架减轻安装质量。采用节能电路,将电流从启动的1A降低至0.4A,极大节约电池能源,设计的阀门脉冲寿命超过10000次,2000N发动机用阀门开启时间不大于10ms,25N发动机用阀门开启时间不大5ms。

不做“中国的SpaceX”, 太空旅行未来有望降到3-5万美元

2015年,国内商业航天兴起。数年间,无论是投资机构还是创业者,行业中一直存在渴望尽快“打造出中国的SpaceX”的声音。

在有关媒体对星河动力采访时,CEO刘百奇表示:“我们走自己的路,不是必须对标SpaceX,也不需要做中国的马斯克。没有办法对标,也没有必要去对标,中国和美国的社会环境、工业技术、发展阶段均不相同。对于我们来说,还是要尽快做出可靠、低廉的好产品,和大家一起解决运力缺口的问题。”刘百奇说道。

在卫星互联网被正式纳入中国“新基建”的范围后,市场需求进一步被刺激和放大。

在亚马逊创始人杰夫贝搭乘蓝色起源的“新谢泼德号”飞船从得克萨斯州往返太空成功之时,刘百奇表示,太空旅行未来市场前景巨大,是商业航天产业发展的重要方向之一。

太空旅行可以分为轨道级太空旅行和亚轨道太空旅行。轨道级商业太空旅行成本较高,目前价格已经达到了8000万美元/人,对于普通民众很难实现这样的太空旅行的梦想。而亚轨道级商业太空旅行速度只需要达到1000m/s,高度100km左右,降低了技术难度的同时也大幅降低了旅行成本。

刘百奇表示:“他们(维珍银河和蓝色起源)给出的价格在20-25万美元左右。随着技术和飞船的不断完善,未来有望降到3-5万美元,届时普通民众就有了到太空去旅行的机会。”

星河动力商城

有意思的是,星河动力还有自己的商城,推出了类似宇航服的星河动力夹克、智神星火箭模型、印花T恤、充电宝、笔记本、书签等。可见这不仅仅是一家有实力的民用航空航天公司,也有着年轻与创新的血液。

星际荣耀

北京星际荣耀空间科技股份有限公司(简称“星际荣耀”)成立于2016年10月。公司致力于研发优秀的商业运载火箭并提供系统性的发射解决方案,为全球商业航天客户提供更高效、更优质、更具性价比的发射服务,以大幅提升人类自由进出空间的能力。

公司发展前期专注于高品质、低成本、快响应的小型智能运载火箭研发,为全球小卫星及星座客户提供一体化的商业发射服务。

2019年7月25日13时00分,中国民营航天运载火箭首次成功发射并高精度入轨,星际荣耀成为除美国以外全球第一家实现火箭入轨的民营公司。

2020年8月25日,星际荣耀获得数额为11.925亿元的B轮融资。

在2020年12月24日,星际荣耀还和天风证券、中信证券分别签署了上市辅导协议,是国内首家拟前往科创板上市的商业运载火箭公司。

星际荣耀开发了双曲线一号、双曲线二号火箭,以及焦点1号和焦点2号发动机以及轻质、高性能液体姿轨控一体化动力系统

双曲线一号(Hyperbola-1):小型固体运载火箭

双曲线一号(Hyperbola-1)运载火箭为四级小型固体运载火箭,四级均为固体发动机,辅以液体姿控发动机。火箭直径1.4米,总长24米,总质量约42吨,起飞推力为770KN。500公里太阳同步轨道运载能力大于300公斤,700公里太阳同步轨道运载能力225公斤。

双曲线一号运载火箭具有高品质、低成本、快响应的特点,可提供整箭产品、卫星发射(单星或多星)、搭载服务、增值服务等多种服务形式。

双曲线二号(Hyperbola-2):可重复使用液体运载火箭

双曲线二号(Hyperbola-2)运载火箭是一款小型液体运载火箭,采用两级串联构型,用于提供小卫星发射服务。双曲线二号运载火箭长度为28m,一级箭体直径3.35m,二级箭体直径2.25m,起飞推力106t,近地轨道运载能力为1.9吨。

双曲线二号运载火箭采用液氧/甲烷作为推进剂,无毒无污染;一子级具有垂直着陆回收功能,可以重复使用,进一步降低卫星发射服务成本。

亚轨道概念飞行器:国内首款民营公司发布的亚轨道太空旅游概念飞行器

发动机

焦点1号可重复使用、变推力液体火箭发动机

焦点1号的推进剂采用液氧甲烷,真空推力:15吨,真空比冲:大于355秒,变推范围:40%~105%。

焦点2号百吨级可重复使用、变推力液氧甲烷发动机

焦点2号的推进剂也采用液氧甲烷,地面推力:约100吨,地面比冲:大于300秒。

轻质、高性能液体 姿轨控一体化动力系统

此动力系统的推进剂采用四氧化二氮/一甲基肼,推力规格有3000牛、2000牛、300牛、30牛四种,真空比冲:大于285秒。

2021年两次发射失利

2021年8月3日15时许,星际荣耀第三发火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,但此后火箭飞行异常,箭身搭载的卫星在分离后未能正常入轨,本次飞行试验失利。

这是双曲线一号继今年2月以后,再一次发射失利。2月1日,双曲线一号遥二运载火箭在酒泉发射升空,此后火箭飞行异常,发射任务宣告失败。

失利原因

8月4日中午,星际荣耀官方发布试验任务情况说明表示,8月3日下午发射的双曲线遥五火箭,其固体发动机、液体姿轨控动力、导航制导与控制工作正常,各级间的分离及星箭分离正常,飞行时序与理论时序基本一致。

但由于整流罩未能正常分离,未能将火箭送入预定的500公里SSO(太阳同步轨道),飞行试验未达预期目的。

星际荣耀表示,本次发射验证了双曲线一号火箭总体方案的正确性,获取了有效飞行数据,积累了宝贵的经验教训。

双曲线一号是国内民营商业航天领域的明星火箭,由民营商业航天头部企业星际荣耀设计研制,是一款四级小型固体运载火箭,四级均为固体发动机,辅以液体姿控发动机。双曲线一号直径1.4米,总长24米,总质量约42吨,起飞推力770kN。

不过,据《小火箭》统计,从2006年3月4日至2020年3月13日,SpaceX共进行了91次发射,成功率为93.4%,6次发射失败,再加上2020年后续的猎鹰9号一级火箭回收失利等,SpaceX发射失败次数也至少有8次。

更多中国商用航天公司

除了上面介绍的中国商用航空航天公司,还有深蓝航天、零壹空间、九天微星、微纳星空、千乘探索、天仪研究院、希德电子、航天宏图、天兵科技、银河航天、中国卫通等等。

我们将在后续进行详细介绍,欢迎关注。

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