目前,我国固体推进剂行业规模主要根据下游军品客户的装药量,因此,行业发展状况与国际局势、国家军事战略目标等因素有较强的相关性。从国际政治周期看,目前我国正处于“百年未有之大变局”,国际环境复杂多变,军队现代化建设需求迫切;从武器装备技术迭代角度看,受生产所带来的成本及技术成熟度的限制,暂时不存在能够全面取代固体推进剂的新动力源。因此固体推进剂原材料需求较为稳定,行业周期性特征较弱。
由于固体推进剂原材料的特殊性,各国对部分组分进行了不同程度的出口限制,因此在固体推进剂原材料领域,国内企业与国外企业不构成直接竞争关系。由于固体推进剂行业在资质、技术和资金方面的壁垒较高,目前国内制造商较少,主要为军工集团下属的配套生产单位。随着我们国家国防建设加速,军工业务加大对民企的开放力度,军品供应商制度得以进一步规范和完善,引导行业向良性竞争的方向发展。
固体推进剂是以粘合剂、氧化剂、金属燃料为主要成分,并加入适量功能助剂,包括燃速调节剂、键合剂、防老剂等,通过预混、捏合、浇注、固化而制成的一种具有橡胶弹性体特性的非均质推进剂。固体推进剂技术发展中关键原材料的创新发挥了重大支撑作用。动力主材深刻影响着固体推进剂发展,决定着推进剂的力学、工艺、燃烧等主要性能。固体推进剂动力主材和功能助剂在推进剂配方中单独或协同发挥着不同的作用,影响着推进剂结构完整性、抗过载、比冲、射程、上班时间、弹道性能、加工性能及贮存寿命等。同时,固体推进剂在高安全、高性能、宽温域、低易损的性能方面对企业的技术水平提出了较高的要求。
固体推进剂的研发生产涉及专业领域较多,包括无机化合物、有机物、高分子化合物的合成与生产,以及无机化合物、有机物、高分子化合物之间的包覆、改性及化学反应等众多专业领域,产品工艺技术复杂,无机化合物处理涉及到复分解、结晶、镁热还原、高温烧结等工艺技术,有机物处理涉及到酯化、酰化、叠氮化、还原、缩合、diels-alder 反应、环氧化、裂解、脱水、水解、精馏等工艺技术,高分子化合物涉及到自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、缩聚等工艺技术,产品工艺技术复杂程度较高。
军品用户对武器装备配套新材料的需求较为迫切,为满足固体推进剂高安全、高性能、宽温域、低易损的要求,行业内生产商需要对新产品及新技术进行战略规划,紧跟行业发展的新趋势,持续进行研发投入,形成核心技术,从而满足固体火箭(导弹)固体推进剂应用的要求。此外,固体推进剂行业要求生产企业在有关产品领域拥有丰富的技术储备和成熟的科技成果转化经验,持续对不一样的种类、用途的产品做迭代更新。
固体推进剂是一种固态混合物,由金属燃料和氧化剂在预先混合的形式下组成,具有较高的密度和稳定能力。固体推进剂行业作为航天领域的产业链上游,其发展形态趋势主要受到下游固体火箭应用与发展状况的影响。
固体火箭具有发射机动灵活性强,发射准备周期短、可靠性和安全性高等特点,因此,在武器装备领域,固体推进剂被大范围的应用于弹道导弹、战术导弹等需要快速响应、方便运输贮存的高稳定性弹药装备;在商业航天领域则被用于执行发射灵活近地轨道或太阳同步轨道运载火箭发射任务。
导弹兼具实战与威慑双重使命,是现代战争的“杀手锏”,通常由战斗部、弹体结构、动力装置和制导系统组成。固体推进剂作为导弹发动机的化学动力源,是其动力装置的重要组成部分。对导弹的研制始于第二次世界大战末期,并于二十世纪 50 年代交付使用。彼时导弹广泛使用液体火箭发动机,命中精度与命中概率低,抗干扰能力也差。20 世纪 60 年代,大型固体助推器进入航天领域,用于大型运载火箭和航天飞机。
目前绝大部分第四代导弹使用固体火箭发动机作为动力装置,按照飞行方法不一样,可分为弹道式导弹和巡航导弹。其中,弹道式导弹通常用固体火箭发动机;而巡航导弹通常用固体火箭发动机助推,并使用涡轮风扇或涡轮喷气发动机巡航。
随着我国军事现代化建设的推进,我国国防支出规模逐步扩大,对武器装备方面的投入持续不断的增加。导弹作为武器装备有着非常明显的消耗性质,除战争需求外,还包括实弹演练及日常老化销毁等消耗方式。因此,我国国防要求对导弹的需求将持续增长,导弹消耗量长期增长具备确定性。鉴于目前导弹技术出现重大革新的可能性较小,军用固体推进剂作为导弹动力系统的重要组成部分,其应用需求也将持续增加。
随着航天技术的持续不断的发展和航天产业规模的日益扩大,全球商业航天快速地发展,以运载火箭发射、低轨互联网星座、太空旅游等为代表的商业航天活动不断取得新进展,成为推进全球航天产业经济发展的重要动力。商业航天行业市场规模快速上升同时带动了相关领域固体推进剂需求的增长。
固体推进剂在中国商业航天中大多数都用在执行近地轨道或太阳同步轨道任务,得益于其发射灵活性、可靠性和安全性等方面的战略优势,固体推进剂在商业航天中的应用不断的提高。同时,固体推进剂常被用作商业火箭的助推器。商业航天企业通常使用固体推进剂助推器来增加火箭的起飞推力,提高火箭的运载能力。
随着中国商业航天市场的逐步扩大和技术的进步,固体推进剂在商业航天中的应用将继续增加。
2)固体火箭发动机技术研发加速,大型固体火箭研制成功将逐步提升固体推进剂市场需求
随着固体火箭发动机技术的不断突破,固体推进剂未来将突破现有的载荷限制,应用于重型运载火箭之中。2021 年 10 月,航天科技集团第四研究院的 500吨整体式固体火箭发动机在西安地面热试车圆满成功。在 500 吨推力整体式固体发动机的基础上,我国已开始对直径 3.5 米级分段发动机的研究,届时该发动机最大推力将达到千吨级以上,可应用于大型、重型运载火箭固体助推器中,为满足中国空间装备、载人登月、深空探索等航天活动对于运载工具的不同发展需求,提供了更多的动力选择。
固体推进剂原材料除了用于发射阶段外,还可用于固体推进剂的研制及储存。随着商业航天的加快速度进行发展,提高固体推进剂的性能和效率是各大航天企业提高固体推进火箭运载能力的重要研究方向,固体推进剂研发的需求将迅速增加。此外,随着航天发射整体规模的逐步扩大,固体推进剂储存量将随之增长,进而提高固体推进剂原材料的市场需求。
涉及固体推进系统的火箭发射包括固体火箭、“一、二、三级采用固体推进、四级采用液体推进”的火箭以及“一、二级采用液体推进、三级采用固体推进”的火箭。据统计,2020 年我国航天发射次数为 18 次,其中涉及固体推进系统的发射仅有 2 次,比例为 11.11%。相比之下,2022 年我国航天发射次数为 64 次,其中涉及固体推进系统的发射为 16 次,比例为 25.00%,涉及固体推进系统的火箭发射次数及占比呈逐年快速提高的趋势。
近年来,国家相继出台的一系列产业高质量发展有关政策或产业规划《关于构建新型军事训练体系的决定》《我国关于制定国民经济与社会持续健康发展第十四个五年规划和二〇三五年远大目标的建议》《新时代的中国国防》《关于深化国防和军队改革的意见》等,积极鼓励国防军工建设。“十三五”期间有三年的时间全行业在进行三项改革,分别是:军队编制体制改革、军品定价机制改革、军代表制度改革。随着改革结束,国家出台的一系列政策为行业进入业绩释放期提供了制度保障。
目前导弹的消耗方式除正常战争需求外,还有实弹演练以及日常老化等原因的销毁等,当前我国的导弹消耗集中在后两者。例如我国近年来加强实弹演练,据《报》有关报道披露,东部战区陆军某旅 2018 年全旅枪弹、炮弹、导弹消耗分别达到 2017 年的 2.4 倍、3.9 倍、2.7 倍。近年来,我国南海、东海地区军演频繁,导弹消耗量巨大,除训练作战能力外,也充分对旧型号导弹进行去库存、抽检,对新型号进行实战演练等。
从产品属性来看,导弹属于一次性耗材,使用即消失,导弹的消耗主要为战争需求和维持一定规模的安全库存;从战略结构来看,目前我国航空和远洋力量尚不足完全应对外部威胁,我国的导弹装备需要承担更重的国土防御任务。同时,海空军平台本身也一定要通过加装导弹武器系统来执行攻击和防御任务,平台的加快速度进行发展也为导弹提供了更加广阔的空间。
在政策扶持下,我国商业航天于 2015 年开始萌芽,历经多年发展慢慢的变成了产业后起之秀。随着多家民营航天企业成功进行发射验证,2021 年行业进入加快速度进行发展期。据航天科技集团发布的《中国航天科技活动蓝皮书》统计,2022年,我国共完成发射任务 64 次,研制发射 188 个航天器,总质量 197.21 吨居世界第二位,各项数据均创历史新高。
2020-2022 年间,我国低轨卫星星座陆续面世,2023 年我国在轨低轨卫星规模已超过 800 颗。从长期看,随着产业链各环节技术的成熟及制造成本的下降,低轨星座规模也将持续上量,公开资料显示,2027 年我国低轨卫星总规模有望达到 3,950 颗,卫星发射对固体推进剂的需求也不断扩大。
固体推进剂产业链下游主要为军工集团配套生产单位,其产能基本决定了整个产业链的最终产值情况。而下游军品客户产能提升相较上游原料生产而言更加困难,主要是由于其安全生产因素影响较大,装药工序中的混合、浇注对于生产安全性要求极高。因此,下游军品客户的安全生产风险会影响到整个产业链的产能释放和发展速度。
由于我国对武器装备投入日益增加,涉及固体推进剂的武器型号升级换代较快,随着相关型号在性能方面不断的提高,下游客户对固体推进剂原材料的指标要求也逐步的提升。因此,固体推进剂原材料制造商需要紧跟市场需求,通过定制化研发管理,提升产品性能,完善相关生产技术,形成从客户的真实需求到产品指标提升反馈的有效闭环。
固体推进剂原材料料主要使用在于火箭(导弹)动力系统,行业相关资质要求比较高,企业从事相关的科研生产活动,必须取得相应的质量管理体系认证证书和保密资格证书,并通过国家国防科技工业局为主组织的特种装备资质现场审查。产品在进入型号应用之前,需要接受下游军品客户很严格的试验验证,包括多轮样品检测、小批量配方调试测试、静态试验、靶场试验等多个环节,整体流程周期较长,耗费较高。
此外,固体推进剂领域的生产企业要达到行业的基础标准还需通过严格的资质认定,包括安全生产许可证、危险化学品登记证等。业内企业的生产的基本工艺能力、厂区地理位置、车间生产环境等多个角度受到严格规范及控制,构成了行业的资质壁垒。
在固体推进剂领域,下游客户对产品主要参数、产品良率等具有明确要求,且不同的推进剂应用领域,在产品工艺性能、力学性能及燃烧性能方面存在明显不同的侧重点;随着下游火箭(导弹)对固体推进剂性能要求日益增强,业内企业要持续不断地研发新产品来满足固体推进剂的高性能要求,企业需拥有稳定的开发团队和长期丰富的行业研发经验,在动力主材系列、燃速调节剂、键合剂、粘合剂等领域掌握了成熟的技术和可靠的生产流程,形成了特有的技术群,在行业里具有较高的技术壁垒。
在固体推进剂领域,存在产品研制种类多、研发周期长、固定资产投入大等行业客观情况。以功能助剂系列新产品为例,作为固体推进剂的重要组成部分,功能助剂产品品种类型达到 50 余种,同时,相关这类的产品从参与型号预研到应用的时间比较久,需5至10年不等,因此就需要供应商不断投入,并保持跟踪研究和持续创造新兴事物的能力。此外,为配合产品规模化生产还需购置金额较大的固定资产。基于上述因素,新企业进入难度较大,构成了行业的资金壁垒。
更多行业资料请参考普华有策咨询《2023-2029年固体推进剂行业市场调查与研究及发展的新趋势预测报告》,同时普华有策咨询还提供产业研究报告、产业链咨询、项目可行性报告、十四五规划、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。
第三章 《国民经济行业分类与代码》中固体推进剂所属行业2023-2029年规划概述
第五节 2017-2022年固体推进剂行业财务能力分析与2023-2029年预测
第六章 POLICY对2023-2029年我国固体推进剂市场供需形势分析
第九章 普●华●有●策对2023-2029年固体推进剂行业产业体系调整分析
第十三章 普●华●有●策对2023-2029年固体推进剂行业投资前景展望
第十四章 普●华●有●策对 2023-2029年固体推进剂行业发展的新趋势及投资风险分析
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