华泰证券表示,可回收火箭降低了航天发射成本,同时提高了航天发射频率,突破了一次性火箭高成本导致的航天产业发展瓶颈。目前,火箭一级回收复用技术已有成熟应用。全复用火箭成为航天发展的核心趋势,由于火箭二级再入大气层温度高,隔热成为火箭二级回收的核心难点之一。
财联社 VIP 特邀行业专家全面解读影响火箭复用的关键材料之一,2 月 26 日携手蜂网专家为您带来 "火箭隔热材料" 主题的【风口专家会议】。

问题一:各家火箭厂商目前的箭体隔热方案、隔热材料类型及材料应用位置分别是怎样的?
专家:火箭的箭体隔热方案与材料选型会根据火箭构型及使用场景存在明显差异,国内目前主流以一次性火箭为主,这类火箭又分为固体火箭和液体火箭,二者的隔热方案存在较大区别,而可回收火箭的隔热则是行业前沿研究方向。
一次性火箭的箭体隔热主要依靠箭体自身材料的隔热性能,同时搭配各类隔热辅材,且会根据箭体不同部位的高热特性设计针对性的隔热方案,其仅需考虑上升段的隔热需求,核心应对外部大气气流形成的气动热,以及火箭发动机尾部尾焰的尾流防热,仅在箭体产生高热的区域布置隔热措施,不同高热区域的隔热材料选型也有所不同。传统一次性火箭顶部的整流罩隔热要求相对宽松,原因在于其迎风面较小,且气动热的持续时间仅一百多秒,火箭冲破大气层进入低轨后,处于稀薄大气甚至接近真空的环境,无气动热影响,因此整流罩的隔热材料选型简单且技术成熟。
发动机是火箭隔热的核心区域,发动机内部需做隔热处理,喷管外部的防热尾裙等部位也需配套隔热措施,这些区域会根据应用场景适配陶瓷基、碳基、碳陶复合、碳硅等多种隔热材料,材料的具体选择会依据应用场景的高温温度、高温持续时间确定。
可回收火箭的隔热需要兼顾两大核心需求,一是回收再入大气层时空气摩擦产生的气动热,二是材料的耐久度以满足重复使用要求。目前国内在可回收火箭隔热技术上已有充足的理论积累,但尚未有实际应用的信息和数据,未来需要通过可回收火箭的持续实验,积累真实数据后,才能明确材料的实际使用能力。
问题二:火箭各类隔热材料之间是否存在进阶路径?哪种材料的性能相对更优?
专家:SpaceX 作为可回收火箭研发的先驱,其采用的隔热材料技术路径可为国内提供相对确定的参考方向,该路径并非绝对最优,但经过了实践验证具备可行性,且其研发初衷遵循商业逻辑,验证充分度较高,能降低国内的技术试错成本。
SpaceX 星舰所使用的碳陶隔热瓦就是已被验证的可行技术路径,不过该隔热瓦的材料配比是其核心商业秘密,国内材料科学领域还需要开展相应的攻关和验证工作。
隔热材料的应用需求与火箭再入大气层的能量高度相关,火箭二级再入的轨道高度越高,气动热的能量就越大,对隔热材料的性能要求也越高。常规二级火箭在七八十公里高度与箭体分离后,会因惯性上浮至 100 公里左右再入大气层,该过程的再入最高速度约 7 至 8 倍马赫,产生的能量相对较少;而星舰二级从 300 公里以上的轨道再入,再入速度超 20 倍马赫,产生的能量堪比传统洲际弹道导弹,对应的气动热温度超 3000 ℃且持续时间较长,因此必须使用碳陶隔热瓦这类高性能隔热材料。
碳陶隔热瓦具备两大市场化优势,一是适合大规模工业化制造,能够形成成本递减的效应,二是损坏后可单独替换,修补难度远低于一体成型的隔热材料,是符合市场化应用的隔热方案。国内现阶段的可回收火箭研发集中在一级回收领域,该环节的载荷能量相对较小,现有隔热材料已能满足需求,尤其是采用不锈钢箭体的火箭,不锈钢熔点约 1500 ℃,远高于传统铝合金的 600 ℃以下,也远优于熔点仅 200 ℃的碳纤维,不锈钢箭体本身的耐热性已能应对一级回收的隔热需求,仅需涂抹一层隔热涂层即可,无需开发新型隔热材料。
未来十年,火箭行业的技术角逐将集中在碳陶隔热瓦领域,该材料的研发不仅需要保障自身的性能,还需要兼顾可替换能力、作业效率及成本控制,是行业重要的技术创新方向。
问题三:火箭各部位的隔热材料在单火箭中的价值量该如何计算?
专家:火箭不同部位会配置不同方案的隔热材料,但其价值量归属于火箭的结构分系统,该系统在火箭整体造价中的占比本身并不高。不过火箭单体的总体造价相对较高,尤其是可回收复用火箭,因此隔热材料虽在整体造价中占比不大,但单品的价值量表现较好。
对于未来五年国内主流的不锈钢箭体一级回收火箭而言,箭体本身无需加装任何隔热材料,仅需对发动机尾裙部位的传统隔热材料做加强处理即可。火箭发动机自身无需额外附加隔热材料,发动机喷管虽面临 3000 ℃的尾焰温度,但火箭发动机普遍采用再生冷却循环技术,可将喷管温度控制在 200 ℃左右,大幅降低了隔热难度,因此一次性火箭所使用的传统隔热材料,完全可以沿用到可回收火箭的发动机环节。部分隔热涂层虽需要在传统基础上做技术创新,但这类创新也可依托传统材料开展,原因在于火箭一级再入的速度和能量相对较低,对隔热材料的耐高温要求并不严苛,仅陶瓷涂层这类传统热防护材料就足以满足需求。
隔热材料的成本占比变化,核心受箭体材料革新的影响,不锈钢箭体的出现有效降低了火箭结构分系统的整体造价,进而拉低了隔热材料的成本占比。此前国内长征系列火箭、各类固体火箭,以及 SpaceX 首款回收火箭猎鹰 9 号,均采用铝合金作为箭体壳体和储箱的核心材料,这类铝基合金材料造价高昂,使得结构分系统在全箭造价中的占比达到 20% 至 30%,其中猎鹰 9 号的结构分系统占比约 30%,隔热材料作为该系统的配套环节,成本占比也随之处于较高水平。不锈钢的原材料价格仅为铝合金的十分之一,且制造工艺相对简单,生产所需的设备和环境要求较低,无需昂贵的熔焊设备和恒温恒湿的车间,整体制造成本大幅降低。
问题四:国内目前有多少比例的火箭厂商使用不锈钢壳体方案,未来是否会成为主流路线,SpaceX 使用的不锈钢与国内主流产品是否存在高技术壁垒?
专家:国内早期的火箭,尤其是国家队研发的火箭,均采用铝合金作为壳体材料,现阶段国内几大商业火箭龙头企业均已使用不锈钢合金壳体,未来该方案将成为行业主流,几乎所有火箭厂商都会向这一方向靠拢,仅有极少数厂商可能尝试全碳纤维壳体等特殊方案。
马斯克曾考虑过为火箭配备全碳纤维壳体,但最终因技术和经济层面均远逊于不锈钢方案而放弃,不锈钢方案更符合火箭规模化制造的需求,能降低制造风险。SpaceX 在星舰上的应用已验证,火箭规模越大,不锈钢壳体的成本控制效果越好,且不锈钢与铝合金的材料性能差距会随应用场景不断缩小,在低温液体火箭的应用场景中,不锈钢在低温状态下的结构强度较常温状态能大幅提升,可通过将壳体做薄的方式,弥补其密度高于铝合金的唯一缺点。
SpaceX 使用的不锈钢与国内主流不锈钢产品之间并不存在较高的技术壁垒,二者的核心差异体现在应用工艺层面。铝合金壳体的制造工艺难度高,不仅需要恒温恒湿的生产车间,还需配备昂贵的熔焊设备,生产环境要求严苛。而不锈钢壳体的制造工艺简单,早期可采用手工焊再到可实现机械臂自动焊,且能在露天环境中生产,SpaceX 星舰的不锈钢壳体就是由钢卷组装而成,其生产过程也印证了这一工艺的便捷性。此外,我国是产钢大国,不锈钢原材料供应充足,为该方案的普及提供了基础。国内不锈钢壳体的供应商主要是航天一院 211 厂技术人员创业成立的企业,目前市面上约有五六家这类企业,还有部分原本为国内导弹提供壳体的供应商也在向该领域转型,这些供应商均未上市,属于一级市场主体,且目前都在进行融资。
问题五:火箭隔热材料领域目前实力较强的供应商有哪些?分别为哪些火箭 / 箭体厂商供货?
专家:传统一次性火箭的隔热材料供应商格局相对恒定,而可回收火箭隔热材料属于新兴领域,相关供应商仍处于前期实验阶段,随火箭厂商同步开展技术验证。
体制内院所是传统一次性火箭隔热材料的核心供应商,比如航天科工三院 306 所,长期为国内飞船、各类火箭的关键部组件供应隔热材料;航天科技集团四院下属公司则为火箭提供头衬类隔热材料,该公司的核心业务聚焦于固体小火箭。民营新材料企业也成为重要的配套供应商,湖南星鑫航天新材为国内所有火箭发动机的隔热尾裙供应材料,是该环节的核心供应商。与国防科大联合研制的碳陶隔热瓦已达到实验室验证要求,未来将开展上舰实际飞行验证。部分上市公司也参与到火箭隔热材料供应领域,航发科技、国机精工此前主要为体制内火箭,以及商业火箭公司的固体火箭、液体火箭供应隔热材料,目前仍处于前期实验阶段,与火箭厂商协同开展技术验证工作。
问题六:3D 打印技术目前是否大量应用在火箭制造中?具体应用场景有哪些?未来产值是否具备较大想象力?
专家:3D 打印技术已逐步应用于火箭制造领域,该技术由 SpaceX 率先开启实践,其猛禽发动机就大量采用 3D 打印技术,美国相对论空间公司更是实现了火箭全箭的 3D 打印。
国内传统国家队航天暂未应用该技术,工艺体系牵一发而动全身,新技术的融入难度较大,而国内商业火箭公司成为 3D 打印技术的验证和落地主体。3D 打印技术在火箭制造中最核心的应用场景是发动机部件制造,火箭动力系统占全箭制造成本的一半,是价值量最高的系统,发动机的推力室、涡轮泵、燃烧室、燃气发生器等核心部件均可通过 3D 打印一体成型。传统工艺制造的发动机内部燃料流道构型复杂,制造周期长、成本高,而 3D 打印技术对异形结构的成型优势显著,能实现发动机内部数百个细小燃料流道的一体成型,是该类部件制造的最优工艺。
此外,3D 打印技术还可应用于箭体的异形结构件制造,这类部件通过 3D 打印成型的效率和精度均优于传统工艺,但对于结构简单的箭体部件,3D 打印技术并无明显应用价值。该技术在火箭制造领域的未来产值具备较大想象空间,但其发展需兼顾成本性、规模效率和产品一致性问题,小批量打印时其优势显著,但连续大批量打印的周期和成本,需要与铸造等传统工艺做具体的经济核算。
问题七:国内火箭 3D 打印领域是否已形成稳定的竞争格局?哪些厂商是该领域的主力?
专家:国内火箭 3D 打印领域目前尚未形成绝对稳定的竞争格局,但已出现一批核心主力厂商,未来行业的主流发展方向是 3D 打印设备供应商向下游切入工艺环节,实现设备与工艺的一体化服务。
华曙高科和铂力特是该领域的主力厂商,铂力特兼具自主 3D 打印设备研发能力和成熟的打印制造工艺,华曙高科以 3D 打印设备供应为核心,目前正逐步向工艺解决方案领域延伸。飞而康是重要的外包服务供应商,该企业的部分 3D 打印设备为外采,但承接的火箭 3D 打印订单量充足,且此前为飞机项目提供过 3D 打印配套服务,具备丰富的制造经验。还有部分火箭公司会自行采购成熟的 3D 打印设备,自主摸索箭体和发动机结构件的打印工艺,形成专属的技术体系。未来除了设备加工艺的一体化服务商,纯外包服务供应商和自主研发的火箭厂商将与之形成互补,共同构成国内火箭 3D 打印领域的竞争格局。
问题八:影响火箭可回收效果精度的核心技术和硬件有哪些?目前国内哪些火箭厂商在可回收方面表现较好?
专家:火箭是由数万个零部件组成的复杂大系统,火箭可回收是全系统协调配合的结果,任何一个零部件出现问题都会导致整个系统损毁,因此影响可回收效果精度的核心是结构系统、动力系统和控制系统三大系统,三大系统缺一不可,且需高度协同。
控制系统是火箭回收的核心指挥环节,其作用类似于无人机的飞控系统,算法的精准度直接决定火箭的姿态控制和落点精度,是实现成功回收的基础。动力系统是火箭回收的核心动力支撑,对火箭发动机提出了两大核心要求,一是具备多次启动能力,区别于一次性火箭发动机的单次启动需求,火箭回收再入过程中需要发动机多次点火实现反推减速;二是具备深度变推能力,发动机推力需根据火箭再入速度灵活调节,且调节过程中需保证燃烧稳定性。
火箭发动机的不稳定燃烧问题目前尚无任何国家能完全解决,调节推力时会改变燃料混合比和燃烧效率,若调节匹配不当,极易出现爆燃现象,因此深度变推能力是发动机的核心技术难点。结构系统是火箭回收的核心保障环节,火箭再入大气层时会面临气动热、气动压力和高速应力的多重影响,需要保证箭体的结构刚性、气动弹性和气动稳定性,避免箭体因应力和反向气动作用力出现弯折、损毁等问题。
目前国内开展火箭入轨回收实验的厂商仅有蓝箭航天和上海航天技术研究所(八院),上海航天八院的长征十二号甲火箭、蓝箭航天的相关火箭均已开展回收实验,两家厂商计划在今年开展复飞实验。
问题九:网系回收是否可能成为火箭回收的主流方式?其硬件成本是否较低?相关硬件供应商有哪些?
专家:网系回收目前并非火箭回收的主流研发路径,除了国内航天一院的长征十号和少数新兴火箭势力在开展相关实验外,SpaceX 和美国国家队航天,以及国内多数商业火箭公司均未布局该方向。核心原因在于网系回收的技术难度极高,对火箭的姿态控制和地面回收网络的协同控制要求严苛,是火箭与地面系统高度耦合的工程。网系回收的硬件成本无法通过理论分析得出明确结论,实践过程中会存在诸多违背理论的核心节点,其成本优势需要通过实际实验和商业化落地才能验证,而回收网的具体价值也暂无公开可参考的数据。国内网系回收相关硬件的核心供应商是巨力索具,该企业在钢索领域处于国内领先地位,是火箭回收网、钢索等核心硬件的主要供应主体。
问题十:2026 年国内航天行业有哪些重要的技术或事件有望落地?上半年是否会成为行业重要节点?
专家:2026 年国内航天行业的重要事件和技术落地主要集中在可回收火箭复飞实验和商业航天企业上市两大方面,是商业航天发展的关键年份。
可回收火箭复飞实验是今年的核心技术落地方向,蓝箭航天计划在 2026 年第二季度开展复飞实验,上海航天技术研究所(八院)的长征十二号甲、长征十二号乙及长征十号也将安排复飞;深蓝航天计划开展一次超低轨飞行和海上降落的全流程回收实验,全流程回收要求火箭在回收平台上平稳落地且完好无损,否则不具备回收复用价值。
此外,中国宇航的力箭 2 号、天兵科技的天龙 3 号、星航动力的中型液体火箭均计划在今年发射,但除蓝箭航天外,其余企业的首飞型号均为一次性火箭,暂未开展回收验证,其中力箭 2 号为 CBC 构型,设计上不具备回收能力,天龙 3 号因未按回收方向设计,无起落架等相关结构,也无法实现回收,星河动力的相关火箭虽宣称具备回收能力,但实际状态尚未可知。
商业航天企业上市是今年行业的标志性事件,科创板推出了针对火箭类企业的第五套上市标准,只要企业的首发液体火箭实现入轨成功,且开展了可回收能力验证,即便回收实验失败,也可申报科创板上市。蓝箭航天有望成为国内商业航天第一股登陆科创板,中科院孵化的国有企业工科宇航也具备较高的上市确定性,两家企业的上市将成为商业航天行业发展的重要里程碑。
问题十一:若开展二级火箭的回收,隔热材料的使用量是否会大幅增加?是否会采用陶瓷基和碳陶材料?
专家:若开展二级火箭的回收,隔热材料的使用量会出现大幅增加,碳陶材料是核心应用材料,陶瓷基材料也会作为配套材料使用,其中碳陶隔热瓦未来将成为可回收火箭的高频耗材,具备巨大的市场规模潜力,只是目前该材料尚未实现商业化,其成本占比暂不具备实际参考价值。
二级火箭再入大气层的能量远高于一级火箭,对隔热材料的性能和使用量要求均呈量级提升,SpaceX 星舰的二级箭体有半数面积都铺设了碳陶隔热瓦,这也是二级火箭回收的核心隔热方案。从 SpaceX 星舰的实际应用情况来看,碳陶隔热瓦在每次飞行后都会出现大量脱落的情况,需要更换部分隔热瓦,即便未来火箭实现航班化的高频次往返,隔热瓦也无法实现全寿命使用,将成为火箭结构系统中最大的高频耗材点。
隔热瓦的市场规模潜力会随火箭发射频次的提升而凸显,若未来火箭年发射频次达到 1000 次,隔热瓦的更换需求将形成巨大的市场量级。目前隔热瓦仍处于实验室级别,早期因产量较小,单品价格会相对较高,未来随规模化制造落地,成本必然会逐步下降。
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