军用探空小型制导固体火箭行业分析报告.docx
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军用探空小型制导固体火箭行业分析报告
2019年军用探空小型制导固体火箭行业分析报告
2019年3月
一、小型固体火箭总体概况
1、固体火箭的结构
固体火箭包括结构系统（又称箭体结构）、动力系统（又称推进系统）、控制系统和载荷，各系统性能的可靠与否，将直接影响火箭飞行的成败。
火箭的箭体结构是火箭的基体，它把火箭各系统组合在一起形成一个完整的整体，一般由火箭总体单位负责设计。
火箭整体研制是一项技术复杂度和综合性相当高的工程：
在设计箭体结构时应使箭体具有良好的气动外形，以保证火箭的飞行性能；在保证箭体结构有足够的强度和刚度条件下，质量要轻；在满足使用要求和可靠性的情况下，结构应简单；要有足够的空间用来安装火箭上所有仪器、设备，并满足它们正常工作所需的环境条件，如压力、温度和振动等要求；箭体结构还要满足火箭在地面操作过程中便于操作人员对箭上的仪器、设备进行检查、测试、维修和更换的要求；在制造过程中有良好的工艺性和经济性等要求。
火箭的动力系统主要是指固体火箭发动机，是推动火箭飞行的唯一动力来源。
固体火箭发动机采用固体推进剂，其主要成分包括聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。
固体火箭发动机主要部件为药柱、壳体、耐烧蚀组件和点火装置。
固体火箭发动机内部燃气温度通常在3000K以上，常规材料一般无法满足热防护使用要求，需要采用炭/炭复合材料等进行热防护。
火箭的控制系统用来控制火箭沿预定弹道正常飞行，是保证完成飞行任务的核心，其可分为箭上系统（又称飞行控制系统）和地面系统（又称发射控制系统）两部分，其中箭上系统主要由制导控制系统、姿态控制系统、电源供配电和时序控制系统组成。
控制火箭飞行涉及到控制发动机推力，控制发动机推力则需要随时精确测量发动机推力大小。
固体火箭的结构相对简单，技术已较为成熟，可靠性较高。
固体火箭发动机推进剂既含有燃料，又含有足量的氧化剂，发动机工作时，不需要从周围的大气层中汲取氧气，因此，固体火箭不仅能在大气层内，也可在大气层外的宇宙真空中工作；另外，固体火箭推进剂密度大，可在较长时期内储存使用，因此，固体火箭在制造时就在发动机填充了推进剂，维护方便，可随时进入发射状态。
固体火箭多应用于航天、军事领域，但随着社会经济的发展，固体火箭在其他领域的应用范围快速扩大，特别是在气象观测、改善空气环境、减灾防灾、农业增产保收等方面均有着突出贡献。
2、固体火箭的分类
按照近地轨道运载能力可将火箭划分为小型、中型、大型和重型运载火箭。
固体火箭一般为中、小型火箭。
按照发射方式分类，可以将火箭分为地面发射、空中发射和海基发射等。
按照用途可以将火箭划分为军用和民用火箭。
当火箭载荷为航天器时，就被称为运载火箭；当火箭载荷为战斗部时，就成为了武器类火箭；当火箭载荷为探空装置用来探测大气层有关参数或进行科学实验时，就被称为探空火箭；当火箭载荷为作用于目标云层的含有催化剂的焰弹或焰条时，就被称为增雨防雹火箭。
3、固体火箭的研制业务类型及分工
固体火箭的研制业务可分为：
总体设计、分系统研制及试验、总装集成与测试。
（1）总体设计
对固体火箭研制而言，首要进行的工作就是固体火箭总体设计。
设计团队根据用户研制任务书的要求或者火箭载荷的种类和用途来确定火箭关键性能的各项技术指标要求，以及主要技术指标是否可以实现，关键技术解决途径是否明确，经费和研制周期是否符合预期，资源配置是否合理等因素，形成总体设计及各分系统初步设计以及固体火箭各个系统的具体技术要求。
该类业务重点是确定固体火箭系统和各分系统总体方案。
（2）分系统研制和试验
分系统研制是根据固体火箭总体设计方案提供的技术要求开展各分系统研制，具体包括详细设计、样机制造、对接试验、环境试验等，并对总体方案进行多轮验证和完善。
分系统相关产品研制完成后，由固体火箭总体设计单位牵头对分系统供应商（如由第三方提供分系统）提供的产品进行技术指标和性能测试，完成产品验收。
在国内，固体火箭总体设计单位为整个火箭研制的牵头单位，分系统研制单位一般情况下会根据总体单位提出的技术要求来开展分系统研制开发。
（3）总装集成与测试
总装集成与测试主要是对分系统总装集成，并通过地面综合试验和飞行试验，全面检验和考核固体火箭系统的各项设计性能指标，完成各种状态下的地面综合试验和飞行试验科目，直至完成整个固体火箭系统的设计鉴定试验。
为能有效控制产品性能、合理利用社会资源、充分提高生产效率，往往由固体火箭总体设计单位进行固体火箭的设计和总装集成，部分分系统由其他专业机构提供。
二、行业管理
1、行业主管部门和监管体制
我国军工行业的主管部门是工信部下属的国家国防科技工业局（国防科工局）。
国防科工局作为我国主管国防科技工业的行政管理机关，主要面向国防和军队建设、国民经济发展以及涉军企事业单位等业务领域，负责国防科技工业计划、政策、标准及法规的制定和执行情况的监督，以及对武器装备科研生产实行资格审批。
鉴于军工行业的特殊性，国防科工局对行业内企业的监管采用严格的行政许可制度，主要体现在军工科研生产的准入许可及军品出口管理等方面。
2、行业主要法律法规及政策
（1）行业主要法律法规
（2）行业主要政策
三、行业总体概况
1、探空火箭发展概况
1945年，美国喷气推进实验室（JPL）发射了世界上第一枚探空火箭，此后的六十多年间，包括中国在内的20多个国家已经研制了不同高度和种类的探空火箭系列，在国际上形成了探空火箭与卫星、空间站搭载实验相互配合的立体研究体系。
美国国家航空航天局（NASA）的火箭探空项目（NSROC）从1999年开始实施，共有十余种不同类型的探空火箭，涵盖了不同的运载能力与探测高度范围。
欧洲空间局（ESA）在欧洲各国探空火箭研制的基础上，组合形成了四种主要的探空火箭，供学校、研究所使用，多用于微重力科学实验。
日本空间科学研究所（ISAS）及其下属的日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）则开展了独具特色的赤道区高层大气、电离层和天文学的探空火箭发射实验及相关探测研究。
根据动力装置的不同区分，我国至今已发展了三代探空火箭：
第一代探空火箭属固体助推的液体火箭，研制、使用时间为1958-1969年；第二代探空火箭为采用双基推进剂的固体火箭，研制、使用时间为1965-1987年；第三代探空火箭为采用复合推进剂的固体火箭，1970年研制。
由于西方国家的垄断和其他因素导致的商业化进程不顺利，使得中国的探空火箭事业在20世纪90年代陷入低谷。
经过多年努力，中国火箭依靠强大的技术重回国际市场，探空火箭方向也迎来新发展。
2008年，中国科学院牵头开展的国家大科学工程“子午工程”的建设，提出改造建设海南火箭发射场以满足新的探空技术要求，为探空火箭事业的发展提供了有利支撑，是重振中国火箭探空事业的重要一步。
以下为探空火箭示意图：
2、小型制导火箭发展概况
早在上个世纪90年代，美国军方就针对制导武器配备的不足，提出了APKWSⅠ型制导火箭的研制需求；2005年又根据近年来的高科技战争实践，提出了APKWSⅡ型制导火箭的研制需求，目标是要在性能和成本之间达成一种可接受的平衡。
随着军工技术的不断进步和器件成本的降低，美国洛克希德马丁公司（LockheedMartin）、美国雷声公司（Raytheon）、英国航空航天公司（BAE）等在制导火箭产品研制方面取得重大进展，典型代表有APKWSⅡ制导火箭、魔爪TALON制导火箭、DAGR制导火箭、LMM轻型制导火箭等。
此外，俄罗斯、
以色列、罗马尼亚、法国、乌克兰、挪威、土耳其等国在竞相研制本国的制导火箭产品。
我国研制的制导火箭类产品弹重多在50kg以上，而在20kg级小型制导火箭领域目前尚无成熟供应商。
因此加速推动小型多平台可挂载制导火箭的研制有利于弥补该类产品的国内空白，并有机会参与国际市场的军贸产品竞争。
以下为小型制导火箭在不同平台上的挂载示意图：
四、行业竞争情况
1、行业竞争格局和市场化程度
由于军品业务（含军贸）受到军工行业严格的资质限制且受国家战略和政策的影响，再加上火箭行业本身的技术要求高、经验沉淀深等壁垒性特征，致使小型军用固体火箭行业市场的集中度较高，产品销售数量和价格受市场供求关系波动影响较小。
（1）探空火箭细分市场
国内探空火箭领域发展起步较早，但主要服务于科研试验，尚未形成产业化。
21世纪以来，我国逐步加大气象科学研究力度和国家气象保障建设，探空火箭军民两用特征开始显现，探空火箭民用市场需求潜力可观。
美国、欧洲以及日本的探空火箭发展史较长，其探空火箭应用也从探测气象数据延伸到进行微重力科学实验以及空间科学论证，获取的实验数据和探测资料对于科学研究、天气预报、无线电通讯、航天飞行器的研制意义重大。
目前国内解放军理工大学、国防科技大学、江西国防科工办620单位等科研院所也在独立或合作开展相关探空火箭业务。
（2）小型制导火箭细分市场
目前，国际市场比较成熟的小型制导火箭有美国APKWSⅡ制导火箭、美国魔爪TALON制导火箭、美国DAGR制导火箭、英国LMM轻型制导火箭等。
国内除公司之外，目前在20kg以内、高精度、低成本、多平台兼容的小型空地制导火箭方面尚无成熟产品的供应商。
中国兵器工业集团有限公司具备研制生产部分有控弹/箭的经验。
2、进入行业的主要障碍
开展军用火箭产品的研制，需要企业具备雄厚军工技术积累、完备的科研生产保障条件、完整的军品配套链条和成熟的火箭研制人才队伍。
本行业的进入壁垒较高，具体体现在以下三个方面：
（1）军品资质壁垒
根据《武器装备科研生产许可管理条例》，国家对列入武器装备科研生产许可目录的武器装备科研生产活动实行许可管理，未取得武器装备科研生产许可的，不得从事许可目录所列的武器装备科研生产活动。
未取得装备承制单位资格的，不得与军队直接签订装备采购合同（部分科研项目除外）。
另外，涉军企业还需要通过武器装备质量体系认证和武器装备科研生产单位保密资格审查认证。
由于目前军用的小型固体火箭行业下游应用大多集中在国防科技领域及军贸领域，涉及国防安全事项，国家对涉军企业实行严格的强制性资格许可管理制度，并且相关许可资质对申请企业的技术要求高，资质申请需要经过特定的审查流程，因而形成了较高的行业准入限制。
（2）技术、人才壁垒
一方面，小型固体火箭行业是一个多学科交叉的行业，其专业性要求较高，技术攻关难度较大且耗时较长，只有通过较长时间的技术沉淀和无数次试验的经验积累才能具备较强的研发和生产水平。
另一方面，火箭技术对世界各国而言都具备一定的战略性意义，发达国家均对火箭技术一般采取出口限制措施，如果缺乏国家的支持，较难发展火箭技术。
在我国，固体火箭技术基本掌握在少数央企的技术团队中，新入企业很难在短时间内寻找合适的研发人员开发、掌握固体火箭的核心技术。
因此，本行业的技术壁垒较高。
（3）协作和先入壁垒
由于军品的技术复杂度高、产品容错率较低，并且生产工艺成熟度和技术安全可靠性都需要一定的时间积累，因此下游客户通常会与具有丰富军品研制和生产经验，以及资质齐全的单位建立长期的合作关系。
同时，出于安全、保密和成本的考虑，军品研制完成后一般不会轻易更换供应商。
另外，军品的研制和生产通常由多个配套企业协作完成，原有协作单位之间通过长期磨合，已建立了有效的合作和沟通机制。
上述情况使行业内的主要企业在较长时期内保持优势竞争地位，并对新入企业构成了进入壁垒。
五、行业市场需求情况
1、推动行业发展的动因
面对变幻莫测的国际政治军事形势，现代化战争中精准打击的需要以及军工企业发展的需求，推动着我国军用小型固体火箭业务的行业发展，主要体现在以下两方面：
（1）现代战争的特点催生对轻型精确打击作战工具的需求提升
在纵深、立体化、数字化的现代战争中，制导火箭类现代化作战工具将发挥其低成本、机动性强且具备精准打击等优势，直升机、无人机等各类机载平台的大量使用，进一步催生了小型可挂载制导火箭的国内外市场需求。
小型制导火箭作战目标包括轻型装甲车辆、简易工事、武装人员等，具有机动性好、精度高、附带损伤小等优势，受到了包括我国在内的亚洲、非洲、南美洲等30多个国家军方的广泛重视，符合国内和国际军贸市场的需求。
（2）近地空间探测和科学试验需求增加，探空火箭产业化需求提升
探空火箭比探空气球飞得高，比低轨道运行的人造地球卫星飞得低，是有效的气象环境探测工具。
探空火箭所获取的资料可用于天气预报、地球和天文物理研究、军方获取必要的大气环境参数及为各类航天航空飞行器的研制提供必要的研究数据。
探空火箭通常采用固体火箭发动机，与其他空间探测手段相比，具有结构简单、成本低廉、发射方便等优点。
21世纪以来，国家开始加大气象科学研究力度和国防气象保障建设，探空火箭市场需求开始显现，一些火箭研制企业的探空火箭产品已形成系列化、族谱化，民营资本也试图从探空火箭板块切入航天领域，但总体来说我国探空火箭行业的产业化程度不高。
此外，具备高定位精度、低探测成本、易于操作的高空探空火箭也有较大的研制需求。
2、行业未来市场规模情况
（1）探空火箭
探空火箭产品可以进行兼顾中高层大气立体剖面探测、微重力科学试验、空间生物技术试验、星载有效载荷先期原理性飞行实验验证的综合试验，还能为卫星、飞船等航天器的发射提供高空大气环境保障，为空间链路电磁环境监测预警提供保障，能够有效促进空间探测、微重力科学、空间生命科学与技术以及有效载荷技术的快速发展，未来市场应用前景广阔。
（2）小型制导火箭
制导性武器已经成为现代高科技战争不可或缺的重要组成部分。
世界各国都非常重视制导性武器系统的研制和生产，对各种类型制导火箭/弹的需求旺盛，并且将在未来一段时间内继续保持旺盛的需求态势。
小型制导火箭属于空地、灵巧弹药类别，符合全球指导性武器产品发展趋势，定位准确、性能指标先进，市场前景广阔。
六、行业利润水平的变动趋势及原因
我国军方采购的军品实行审价制度，保证了军工企业的合理利润，行业的利润水平基本保持稳定。
军贸产品采购实行价格协商制度，根据市场需求和市场行情协商谈判确定产品销售价格。
我国的军贸产品若属于战技指标先进且西方国家不对外出售的中高端产品，利润水平往往较高。
七、影响行业发展的因素
1、有利因素
（1）国家政策大力支持
军用小型固体火箭行业作为航天行业领域的一个分支，具有非常重要的战略地位。
根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》及《国务院关于印发“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知》等文件，我国政府将航天、火箭工业作为我国重点发展的战略新兴行业。
可以预计，在未来较长时间内，政府将持续加大在本行业的投入。
（2）国防工业的庞大需求
经过三十余年的经济高速增长，我国的国民经济得到了快速发展，经济实力得到了有效提升。
为确保国家和平发展的局面，需要国防能力的有效保障。
当前，我国国防装备亟须全面提升技术水平，为从事先进小型固体火箭装备的研制企业带来了较大的发展机遇。
（3）国际环境不安定因素的增加
随着国际形势的日趋复杂，国际安全风险和不安定因素增加，各国为维护政治安宁、社会稳定、保持经济发展和国防安全，对轻型化、低成本、灵活性较高的军用小型固体火箭的需求将持续上升。
（4）国家战略助力发展
当前和今后一个时期是发展的战略机遇期，也是实现跨越发展的关键期。
推动深度发展，必须向重点领域聚焦用力，以点带面推动整体水平提升。
基础设施建设和国防科技工业、武器装备采购、人才培养、军队保障社会化、国防动员等领域发展潜力巨大，海洋、太空、网络空间、生物、新能源等领域技术共用性强，有望成为国家战略发展的重点领域。
小型固体火箭行业作为横跨多层次、多领域应用的重要细分行业，可以在科技成果转化的过程中实现国家战略的快速发展，努力引导经济社会的多元投资、多方技术、多种力量更好地服务于国防建设和社会经济发展。
2、不利因素
目前军用小型固体火箭多运用于国防科技工业领域，国际上，技术领先国家对该行业的技术输出基本上实行严格限制，我国火箭行业的发展基本依靠自身。
尽管我国航天军工事业已发展数十年并取得了一系列的瞩目成就，但与航天和军事大国美国、俄罗斯相比，在某些领域还需要加紧突破技术壁垒，缩小差距。
八、行业技术水平及技术特点
小型固体火箭的核心技术集中在总体设计、控制系统、动力系统及箭体结构等方面，总体设计决定了小型固体火箭总体技术方案路线和各项技术指标，控制系统决定了小型固体火箭的飞行控制性能，动力系统决定了小型固体火箭射程能力和载荷能力等，箭体结构涉及维持全箭气动外形和结构设备安装、分离机构等。
1、探空火箭技术水平及特点
目前，探空火箭技术主要包括多级探空火箭总体设计技术、特种动力技术、简易控制技术、复合控制技术、有效载荷释放分离技术等，产品可以应用于中高层大气立体剖面探测、微重力科学实验、空间生物技术实验、星载有效载荷先期原理性飞行实验验证的综合实验，还能为卫星、飞船等航天器的发射提供高空大气环境保障，为空间链路电磁环境监测预警提供保障，能够有效促进空间探测、微重力科学、空间生命科学与技术及有效载荷技术的快速发展。
2、小型制导火箭技术水平及特点
当前，国外机载小型制导火箭的技术水平和特点主要有以下四点：
第一，主要作战目标为轻型装甲车辆、简易工事及人员等，适合于反恐作战；第二，质量轻，尺寸小，射程远，适用于载机多发挂载，以提高载机的本身安全性和可持续攻击能力；第三，采用激光末制导导引头，要求实现高精度、低成本、低附带损伤；第四，要求通用性强，适应多种载机平台挂载。
国内研制的小型制导火箭紧密跟踪国外制导火箭/弹技术发展趋势，充分借鉴有关成熟技术及成熟产品，以制导火箭性能指标与经济性达成平衡为追求目标。
九、行业特点及经营模式
1、高科技性
军用小型固体火箭行业是典型的多学科交叉行业，相关产品研制周期较长，需要大量的资金投入与人才技术储备。
其对基础材料性能、加工工艺、生产安排等方面具有很高的要求，需要综合运用多种基础科学和应用科学，才能形成相应的总体设计能力，某种程度上，火箭工业技术水平的高低也是一个国家现代工业技术发展水平与综合国力的反映。
2、高壁垒性和高集中度
由于军用小型固体火箭通常涉及国家战略安全和保密安全，世界各国包括我国在内对本行业的进入往往有着相当严格的资质认证或资格审查，行业进入壁垒较高。
由于行业门槛很高，国内军用小型固体火箭行业在核心零部件、分系统以及整体结构的研制主要集中在航天科技集团、中国航天科工集团有限公司、中国兵器工业集团有限公司及中国兵器装备集团有限公司等国有控股军工集团内，呈现很高的产业集中度。
十、行业周期性、区域性和季节性
军方或军贸用户一般按照军费开支计划进行军品采购，也会根据国内外局势、国家国防布局需要等因素进行小幅订货调整，但总体而言，军品采购随着军费中装备费用的增长而相应增长，受国民经济周期性波动的影响较之非军行业要小，行业整体周期性、区域性和季节性特征不明显。
对于军品总装企业而言，涉及上游配套企业较多，研制和生产周期相对较长，因此军方订货时会对承制单位（含协作配套单位）产品的交付时间进行统筹规划。
十一、行业上下游的关系
军用小型固体火箭产业链由上至下可以分为上游基础材料和元器件、中游火箭总体设计、分系统研制和总装集成以及下游军方和军贸客户。
当前我国军用小型固体火箭行业在中游产业链集中度较高，这与我国固体火箭行业发展历史有关，产业集中在航天科技集团、中国航天科工集团有限公司、中国兵器工业集团有限公司及中国兵器装备集团有限公司等军工集团。
上游基础材料和元器件企业负责提供小型固体火箭箭体结构、发动机等核心部件所需要的金属材料、复合材料，以及小型固体火箭中电子设备所需要的电子元器件等配套产品。
由于军品和军贸用户对于产品可靠性、稳定性具有很高的要求，产品定型后其研制方即为批产阶段的供应商，通常不会轻易更换，如有特殊原因需要进行供应商重大变更的，则需要通过最终用户及公司组织的供应商评估流程后才可进行更换。
总的来说，军用小型固体火箭上游行业供应相对充足，供应价格相对稳定，对中游不会产生波动影响。
中游包括总体设计、分系统研制和总装集成。
分系统研制部分常常由总体单位自行研制配套分系统，部分由专业的第三方分系统研制单位提供，包括火箭结构系统、动力系统（如发动机）、控制系统等各分系统的研制工作。
军用小型固体火箭的总体设计单位和总装集成单位往往为同一家企业，负责火箭的总体设计和总装集成与测试工作，整箭是中游企业交付给下游客户的最终产品。
由于该产业链中游环节需要大量的资金投入和长时间的技术沉淀，形成较高的进入壁垒，产业集中度较高。
军用小型固体火箭业务主要处于产业中游。
下游主要是指军贸公司、国内军方用户以及国内科研院所。
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