2021年中国超音速临近空间飞行器行业研究报告_34页_2mb

长风破浪会有时 - 中国超音速临近空间飞行器行业研究报告总结

核心内容概述

临近空间是指距离地面20-100公里的空域，是航空与航天技术融合发展的新领域。超音速临近空间飞行器（简称超音速临空器）是指飞行速度超过1.2马赫的飞行器，包括探空火箭、试验平台、太空旅游飞行器及超音速客机等类型。该领域具备巨大的商业潜力，同时也面临技术挑战和政策支持。

主要观点与关键信息

1. 临近空间飞行器技术特点

• 环境介于航空与航天之间：临近空间存在少量大气，飞行器可以利用气动控制，实现长时间高超音速飞行。
• 技术挑战：
  • 边界层转捩：飞行速度增加导致气动阻力和热流增加，影响飞行器稳定性。
  • 等离子鞘套：气动加热导致电磁波吸收与反射，影响通信。
• 气动外形选择：面对称构型具有更高的升阻比和机动性，但制造复杂度高；轴对称构型则更简单，但性能较弱。
• 动力技术：目前固体火箭发动机是主流，未来液体和组合动力将成为发展趋势。
• 防热技术：包括主动冷却、半主动防热和被动防热，需兼顾气动外形、重量和经济性。
• 回收方式：包括伞降回收、垂直返回和带翼飞回，各有优劣，需根据具体应用场景选择。

2. 超音速临空器市场与应用

• 行业规模：随着技术发展和政策支持，临近空间商业化潜力巨大，未来市场将呈现增长趋势。
• 应用场景：
  • 探空火箭：用于大气环境探测和微重力实验，是唯一可进行实地探测的手段。
  • 试验平台：提供真实飞行验证，是科研和商业应用的重要环节。
  • 太空旅游：逐渐大众化，商业运作即将到来，市场定位为高收入人群。
  • 超音速客机：提供快速、舒适的洲际运输服务，市场需求存在，但技术难度大。
• 行业痛点：缺乏低成本、高响应速度的飞行试验平台，传统航空和航天技术难以满足临近空间需求。

3. 美国发展经验

• 技术发展路径：美国通过NASP等项目积累了高超音速飞行技术，虽经历多次失败，但通过拆分技术目标、竞争机制推动了技术进步。
• 主要类型：
  • 空间轨道机动飞行器：如X-37B，已在轨飞行多年。
  • 助推滑翔再入飞行器：如X-24、X-23，用于研究再入特性。
  • 吸气式高超音速飞行器：如X-43A，具备高超音速飞行能力。
• 国家战略与安全：美国发展超音速临空器主要出于国家战略和国家安全考量，以提升全球影响力和战略威慑力。

4. 中国政策支持与市场前景

• 政策支持：临近空间运载已纳入“十四五”规划，国家鼓励商业航天发展，政策环境日趋开放。
• 行业政策法规：
  • 2015年《关于国家民用空间基础设施中长期发展规划》
  • 2019年《关于促进商业运载火箭规范有序发展的通知》
  • 2020年《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》
• 市场预测：
  • 探空火箭市场有望达到33.2亿元（未来十年）。
  • 试验平台市场规模有望达到154.7亿元/年。
  • 太空旅游市场规模预计在2027年达到17亿美元。
  • 超音速客机市场规模预计达918亿美元。

5. 典型企业分析

• 维珍银河：
  • 以亚轨道太空旅游为核心业务，已获得FAA适航认证。
  • 发展规划包括2021年完成商业化飞行，2025年进行载人试飞。
  • 提供亚轨道旅游、宇航员训练、载荷验证等服务。
• 凌空天行：
  • 专注科研飞行验证市场，提供低成本、高响应速度的飞行试验平台。
  • 计划2023年实现亚轨道旅游样机首飞，2025年进行首次载人飞行。
  • 未来将拓展至太空旅游和超音速运输领域。

6. 发展路线建议

• 初创企业建议：以飞行试验平台为切入点，逐步拓展至太空旅游和超音速客机领域。
• 技术积累：通过试验平台验证关键技术，积累工程经验，为后续商业化应用奠定基础。
• 市场拓展：探空火箭市场由国家队主导，但民营企业可凭借价格优势参与；试验平台市场为蓝海，具备发展潜力。

结论

超音速临近空间飞行器行业正处于快速发展阶段，具备广阔的应用前景和市场潜力。美国在该领域已有成熟技术与经验，中国则在政策支持和技术积累方面不断进步。随着技术突破和商业化进程加快，临近空间将成为未来航空与航天融合发展的关键领域，为各国带来新的经济增长点与战略机遇。