2026年国防军工行业空天系列:星舰量产驱动学习曲线重现,降本规模有望重新定义全球物流

  • 来源:广发证券
  • 发布时间:2026/01/28
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国防军工行业空天系列:星舰量产驱动学习曲线重现,降本规模有望重新定义全球物流。前言:如何理解“太空成本降低100倍、每年生产1万艘星舰”?星舰作为SpaceX当前重点发展的可回收大型火箭,其技术迭代方向及工业化的路径,或成为思考太空经济的切入口之一。SpaceX的终极目标为每年生产1万艘星舰,其项目目标是将进入太空的成本降低100倍。10,000艘星舰或许是一个遥远的目标,但当太空产业,从“实验室”、到“工业上的明珠”、再到“工厂模式”,对火箭的思考就不能仅仅解读为对发射频率的预测,而应被理解为对太...

前言:太空成本降低 100 倍、每年生产 1 万艘星舰

商业化的进程离不开技术的突破与成本的降低。星舰作为SpaceX当前重点发展的可 回收大型火箭,其技术迭代方向及工业化的路径,或成为我们思考太空经济的切入 口之一。 (1)每年生产1万艘星舰、3年内星舰发射频率将超过每1小时一次。据大河报公众 号,26年1月,马斯克通过社交平台表示,三年内星舰发射频率将超每小时一次,明 确SpaceX终极目标为每年生产1万艘星舰。此前,SpaceX在星舰基地建造了超大型 总装车间Gigabay,加速星舰的生产。 (2)星舰项目的目标是将进入太空的成本降低100倍。据证券时报公众号,2026年 1月,马斯克在达沃斯论坛指出,希望在今年实现火箭的完全可重复使用,目标是将 进入太空的成本降低100倍,使之低于航空货运。“这就像飞机,如果你飞一次就扔 掉,那成本无法承受。但如果只需加油,那就便宜多了。” 从1艘到1万艘背后的工业化,或是思考未来太空经济演变的切入口之一,降本的核 心就从复用到大规模制造。10,000艘星舰或许是一个遥远的目标,但基于长期对航 空航天的研究,这为我们提供了一个清晰的坐标系,当太空产业,从“实验室”、到 “工业上的明珠”、再到“工厂模式”,对火箭的思考就不能仅仅解读为对发射频率 的预测,而应被理解为对太空经济终局成本路径的定义。 我们的测算发现,如果星舰的制造真正实现工业化(年产10000艘),太空经济有望 迎来“学习曲线”的重现——通过大规模制造而非仅仅依靠重复使用,将太空运输 成本从当前的稀缺资源定价,拉低至传统物流的成本区间。

测算:从复用到量产,莱特曲线对降本路径的复现

(一)现状:火箭复用主导当前火箭降本路径,但存在边际效应递减

SpaceX公司的主力火箭是猎鹰9号和猎鹰重型,近地轨道运力覆盖15~64t,均是可 回收重复使用、高度通用化、产品化的产品。根据《SpaceX公司发展情况分析》(杨 伟杰等,国际太空,2021),SpaceX公司在美国政府支持下相继发展了猎鹰-1、 猎鹰-9、“猎鹰重型”等多型火箭,并正在研制“超重-星舰”(SuperHeavy-Starship) 运输系统。SpaceX公司从2013年9月开始提供商业发射服务,已发展成为商业发射 市场的重要参与者,2018-2020年,SpaceX公司发射次数占全美发射次数的55%。 根据《SpaceX公司发展模式对我国低成本航天发射的启示》(刁吉阳等,军民两用 技术与产品,2024),目前全新猎鹰9号和猎鹰重型火箭的单次发射费用分别为6200 万美元和9000万美元,单位质量发射费用最低为3000~3500美元/千克和1300~ 1500美元/千克。重复使用10次的猎鹰9号运载火箭(一级火箭和整流罩均可回收复 用)发射费用可降至2000万美元,单位质量发射费用的终极目标为1000美元/千克。 这种极低的发射费用助力SpaceX公司在全球航天市场迅速抢占到大量发射订单,给 传统航天发射服务商带来了降维式打击。SpaceX 公司“箭船”回收复用技术的成熟应用,极大地降低了航天发射与太空运输的成本,改变了全球航天发射市场的格局, 对未来全球航天产业和太空经济的发展带来了颠覆性影响。

2025年,SpaceX将继续主导全球火箭发射市场。据《Space Activities in 2025》 (Jonathan McDowell,2026.1),2025年全球共进行329次轨道发射尝试,其中321 次成功入轨,美国以181次发射居首,中国紧随其后完成92次,中美两国占全球发射 比重超80%。其中,SpaceX猎鹰9号火箭发射165次。

SpaceX在火箭成本效率、发射频率和创新方面领先于全球。成本方面,据 SpaceStock网站,猎鹰9号的成本低至2,720美元/公斤,猎鹰重型1500美元/公斤, 包括联合发射联盟(ULA)、阿丽亚娜空间、火箭实验室和蓝色起源正在争夺市场份 额,但没有一个与SpaceX的价格或可靠性相提并论。猎鹰9号可以以每公斤约2,720 美元的价格向LEO轨道运送有效载荷,而猎鹰重型火箭的成本更低,为每公斤1500 美元。与行业标准相比,LEO任务通常为每公斤15,000美元至20,000美元,地球静 止发射可以高达每公斤25,000至30,000美元。

复盘历史火箭降本路径,更大幅度的降本是从2010年初至今的SpaceX的火箭可复 用主导。参考AEI网站,发射成本的革命性,是新兴新太空时代的关键推动因素。美 国宇航局的发射成本从20世纪60年代中期的10多万美元/公斤,大幅下降到1967年 开始用于阿波罗发射的土星五号的约5400美元/公斤。阿波罗11号登月后,平均发射 成本几十年来保持相对稳定,中型/重型有效载荷平均约为16,000美元/公斤,轻型有 效载荷约为30,000美元/公斤。该阶段的成本下降,主要由于使用现有发射系统、发 射次数减少、对载人航天飞行的高可靠性要求以及政府资助的支出文化等因素造成 的。2010年后,SpaceX率先在2010年使用猎鹰9号(2500美元/公斤)和2018年用 猎鹰重型(1500美元/公斤)降低发射成本,其发射成本,是1981年美国宇航局的航 天飞机1/30、是1970年至2010年平均发射成本1/11。

复用次数的增加为当前降本核心,但边际效应或存在递减(或受维修维护周期等影 响)。据《猎鹰-9火箭高密度商业发射经验分析》(2024,北京特种工程设计研究 院),近年来猎鹰-9火箭一子级的重复使用率稳步提升,由重复使用次数超过10次 的一子级承担执行的发射任务也屡见不鲜(截至2025年年底已实现30次复用的一子 级)。在此过程中,猎鹰-9火箭已探索出一套相对成熟的一子级重复使用模式:一子 级通过发动机制动平稳准确着陆后,运输返回至火箭制造工厂执行分级(6次及以下 A级、7~13次B级、13次以上C级)检测维修,随后转至发射场发射工位开展静态点 火测试,确认性能和质量满足复用标准后继续投入新的发射任务中使用。在复用策 略方面,SpaceX公司一般在“国际空间站”载人/货运、重要军用卫星发射等高价值 任务中使用一手或重复使用次数较少的一子级,而在重复使用次数较多的一子级一 般用于Starlink卫星的批量发射任务中,以实现可靠性与经济性的平衡兼顾。据《猎 鹰9号火箭发射及箭体复用的分析》(2024,宇航总体技术),对于一级箭体的最大 可复用次数能力,目前已达到19次水平,未来肯定将进一步向前探索推进,突破20 次、30次甚至更多。一级箭体的年平均复用率目前已经达到8次/年的水平,受维修维 护周期影响,后续再提高的空间有限,10次/年可能会是上限。

(二)学习曲线:航空航天成本降低路径主导者之一、工业化的必经之路

学习曲线表示了经验与效率之间的关系,累积产量的提升会带来单位成本的下降。 1936年,美国学者莱特(Wright)首次在航空工业杂志中提出了学习曲线的实际效 果。在飞机制造业中,学习过程尤为重要,因为装配过程中的熟练工人在总成本中 占很大比例,而在制造一种特定飞机的过程中积累的经验会随着经验提高生产率而 逐步降低生产成本。莱特模型可用于预测产量与成本之间的关系。学习曲线在军用 飞机制造中发挥重要作用,同样是美国国防部购买的飞机定价的主要工具之一。一 架飞机的最终价格取决于同一型号以前生产的飞机数量。以军用飞机为例,鉴于装 备装配阶段学习获取的强度,在制造过程中观察到的“做中学”过程对确定装备的 最终采购价格具有重要意义。通过F/A-18E/F与F-22A的研究可知,这两种机型学习 率达到85%。1997-2013期间,F/A-18E/F采购了554架。2000-2009年间,F-22A采 购了182架。

通常航空航天学习曲线的生产效率为85%(即每累计产量翻倍成本降低约15%)。 据NASA《Cost Estimating Module,Space Systems Engineering,version 1.0》, 学习曲线是指,每当产品数量翻倍时,生产该产品所需的资源(工时)便会按一定比 例减少,而这一比例即被称为曲线斜率。简单来说,如果曲线斜率为90%,且生产第 一单位产品需要100个工时,那么生产第二单位产品将只需90个工时。航空航天系统 的学习曲线斜率通常在85%~90%。

学习曲线在猎鹰9号的成本降低中或发挥了重要作用。据AASZEWCZAK网站,火箭 必须表现出很高的发射节奏学习率——如果他们想有竞争力的话,学习率会更高。 在初始阶段,2010~2019年猎鹰九号的初始学习曲线率在39%,而后在2020~2025 年达到了56%。

编辑:火腿肠
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