可复用火箭发动机贵在哪?算笔经济账看懂航天降本逻辑

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17:47

可复用火箭发动机很贵,而它贵在,正是整张航天降本账的题眼。贵在三个地方:为扛住几十次点火与关机循环而预留的寿命设计余量、液体火箭发动机里最复杂的系统构型,以及只能靠时间和经费烧出来的试车验证。但一枚火箭的成本结构决定了这笔钱必须花:一子级装着火箭的大部分发动机,是全箭最贵的部分,复用它,就是为了把造价摊到更多次发射上。 所以航天降本的真正分水岭不是发动机贵不贵,而是它能不能反复飞、快速飞,把最贵的一块硬件摊薄成“越用越便宜”。经济观察报知乎

先看一枚火箭的钱,花在哪

券商研报转引的公开口径是:一枚全新的猎鹰9号成本约5000万美元,复用之后单次摊到约1500万美元,砍掉三分之二。发动机在整箭里有多贵?星舰一级“超重”助推器一次就装着33台猛禽——高推力火箭不靠单台大机,而是把发动机并联起来用。反过来,推进剂几乎不值钱——液氧甲烷的燃料费用只占发射成本的1%到3%,一子级却占全箭成本的70%。换句话说,一枚一次性火箭从升空那一刻起,扔掉的首先是发动机的钱。知乎知乎36氪

贵在哪:发动机用三层钱买三样东西

第一层,买寿命。一次性发动机的设计逻辑,是只要单次任务中不烧穿、不断裂就行;可复用发动机不一样,涡轮要经历几十次甚至上百次启动-关机循环,反复的急剧加热和冷却会在材料内部产生循环塑性应变,很快就会因热疲劳而断裂。负责把推进剂高压泵进燃烧室的涡轮泵——液体火箭发动机的“心脏”——因此成了可复用发动机最难守的一关。国内对它的验证按“次数”计:2024年4月,航天科技集团六院的130吨级可重复使用液氧煤油发动机累计完成单台第15次重复试验,点火起动30次,试车时长突破3900秒。知乎央视网

第二层,买工况边界。上升段要全推力,返回段要收着油门减速刹车,发动机必须在宽范围内稳定深度节流。东方空间为大型可回收火箭“引力二号”研制的“原力-110”液氧煤油发动机,海平面推力110吨,具备40%-110%的大范围深度变推能力。深蓝航天走针栓式路线,可重复使用液氧煤油发动机“雷霆R2.0”完成动力升级,推力较初代型号提升50%至30吨级,并于近日完成首次200秒长程试车。每一次长程试车、每一个变推区间,都是往发动机价格里加钱。界面新闻界面新闻

第三层,买性能上限与可靠性。为了把涡轮温度压下来、又不浪费推进剂,全流量分级燃烧循环(FFSC,让全部推进剂先驱动涡轮再进燃烧室烧尽的构型)用两套预燃室和两套涡轮泵换取最低的涡轮温度——目前唯一飞过入轨段的就是星舰的猛禽,富氧预燃室内部充满高温高压氧气,普通合金很快被氧化,必须专门开发特殊合金与防护涂层。知乎

高复杂度意味着长周期:猛禽从2016年首次热试车到2023年完成首次入轨历时约七年,期间数次推倒重来;系统更简单的梅林1D,从立项到首飞只用了两三年。知乎

不过“贵”是设计图上的价格,量产才能把它变成“便宜”。据爱好者整理的公开数据,猛禽的单价从一代约200万美元,一路压到三代约25万美元的量级。国内同样在把产能当成本武器:10月13日,“火圣一号”200吨级全流量液氧甲烷发动机项目落地宁波,规划的就是发动机总装集成产线,为可重复使用火箭高密度发射提供批产支撑。知乎微博

算这笔账:降价幅度由两个变量决定

美国那一桌已经给出了实测答案。单枚一子级的复用记录,2025年做到32次。到今年8月底,执行猎鹰9号年内第100次发射的一子级B1067已是第37次飞行,自2021年6月首飞以来平均不到两个月一次,最快两次发射只隔9天。知乎经济观察报

摊薄的效果直接体现在单位成本上:国海证券测算,高频复飞后猎鹰9号的低轨发射成本下降超过80%,进入700至2000美元/公斤的区间——对照券商给出的阿里安5号约8.5万元/公斤的口径,单位载重降本约4到5倍。知乎

中国这一桌的测算同样具体。蓝箭自己算的是复用5次之后单次成本较首飞下降约45%,中国商火副总经理牟宇的口径更激进:一子级常态回收复用可使发射成本较传统运输方式下降90%以上。知乎

约束条件也被算了出来:星河动力张少丹的测算是,单枚火箭实现10次级复用、一年周转4次以上时,单次发射综合成本可累计下降约80%,这意味着复飞周期平均不能超过3个月。蓝箭为朱雀三号定下的设计复用次数不少于20次。经济观察报36氪

回收不等于降本:复飞次数才是变量

今年7月和8月,长征十号乙和蓝箭航天的朱雀三号先后回收了火箭的第一级,中国由此成为继美国之后第二个完成运载火箭一子级回收的国家。经济观察报

但据经济观察报9月下旬报道,这两枚回收的一子级都还没有进行复用飞行——蓝箭公开争取今年第四季度尝试首次复飞,长征十号乙完成海上回收后仍在进行复飞前的检测。万创投行的判断是,2027年上半年看到中国火箭复飞的概率比较大;真正的门槛不是能不能飞第二次,而是第二次飞完还能不能接着飞、成本有没有真的降下来。研制团队方面,长征十号乙预计年底前完成复飞。经济观察报

即便复飞,也不等于发动机被复用。蓝色起源的新格伦火箭今年4月完成首次一子级复飞,距该箭体上次飞行约5个月,但这枚翻新的一子级换装了全部7台新发动机——箭体收回来了,发动机那笔最贵的钱还没省下来。经济观察报

一位跟踪商业航天的投资人把复用降本拆成三个阶段:只是收回来用一次,检修、运输、翻新都要花钱,成本可能只降两成;走完为复用而生的第三阶段,SpaceX大约用了十年。经济观察报

业内保守估计,国内跑通“回收—检修—复飞”的商业闭环还需约3年工程验证——技术追得上,验证周期省不掉。知乎

同一道题,两种结局:省下的钱归谁

降本之后价格会降吗?猎鹰9号给出了反直觉的答案:成本一边砍掉三分之二,商业报价同期反而上涨了48%。知乎

秘密藏在客户名单里——猎鹰9号的发射订单约74%来自SpaceX自家的星链,省下的钱从火箭部门流进星链部门的成本表,不需要通过降价兑现收益;真正出售的剩余窗口,自然成了稀缺的卖方市场。知乎

SpaceX招股书首次拆出的财务印证了这个结构:以星链为主的连接业务2025年收入114亿美元、经营利润44亿美元,是唯一盈利的板块,火箭发射与星舰研发仍在亏损。火箭在这里是护城河,不是利润中心。经济观察报

中国这批火箭没有这张牌。客户是星座运营方,价格上限直接写进合同:商业航天专家高天伟给的口径是,国内商业发射价格大致在5万元/公斤,且实际成交还要打折。知乎

蓝箭已经把复用作了盈利前提——招股书预计最早2029年实现盈利,假设条件之一就是朱雀三号的一子级重复使用次数能够支撑常态化高频次发射。经济观察报

但眼下的报表很难看:2025年蓝箭营收5209.63万元,归母净利润亏损17.11亿元,毛利率-521.44%——发射一枚收到的钱,连这一枚的直接成本都盖不住。知乎

南开大学金融学教授田利辉的质疑给出了这条账的生死线:若无法把单次发射成本压到1亿元以内,2029年的盈利目标就缺乏商业闭环支撑。所以这笔降本账的落点很清楚:在买方限价合同里,省下的每一块钱只能先变成更低报价和更高频次,规模效应是唯一能把利润留在自己账上的通道。知乎

10月14日19时40分,朱雀二号改进型遥四把10颗卫星送入轨道,这是朱雀二号系列的第10次飞行;而它的“大哥”、低轨运力超过20吨的朱雀三号,正等着回收的那枚一子级第一次复飞。接下来值得盯的只有三个信号:同一枚一子级第二次发射的间隔有多短、回收后检修翻新花了多少钱、下一枚复用箭上留下了几台飞过的发动机——可复用发动机的“贵”是一笔预付的资产,复飞次数,是它唯一的兑付时间表。中国新闻网

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