$天工国际(00826)$ 天工国际(0826.HK)及其子公司天工股份(920068.BJ)在商业航天领域的钛材应用已形成系统性布局,通过材料性能突破、核心部件替代、成本优势重构三大维度切入市场,技术落地与商业化进展超预期。以下是深度解析:
一、火箭发动机:涡轮泵系统国产替代
1. 液体火箭涡轮泵叶轮
技术突破:
采用
TA19钛合金(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo)替代传统高温合金,实现
减重40%+(文档44),抗疲劳寿命
提升3倍(文档1)。
商业化进展: 朱雀三号(蓝箭航天)氧泵叶轮批量交付(文档46),单台用量
120kg。 天龙三号(天兵科技)燃料泵叶轮通过
10万转/分钟 极限测试(文档54)。
2. 燃烧室喷注器
3D打印钛合金网格: 天工股份激光选区熔化(SLM)技术打印
超薄壁喷注面板(壁厚
0.3mm),耐温
1500℃(文档46)。 九州云箭“天鹊”发动机已采用,降低制造成本
30%(文档6)。
二、箭体结构:轻量化与可复用核心
1. 燃料贮箱
高强度钛合金内衬: 采用
TC4-DT锻环(抗拉强度
≥1100MPa),替代铝合金,减重
25% 且耐低温液氧(-183℃)(文档54)。 东方空间“引力二号”贮箱订单
50吨/年(2025年交付)(文档44)。
专利技术:
电子束冷床炉(EB炉)熔炼纯钛,氧含量
≤800ppm(国际标准
1500ppm),杜绝低温脆裂(文档9)。
2. 可复用火箭结构件
钛合金耐压舱段: 星际荣耀“双曲线三号”一子级舱体采用
Ti-5Al-2.5Sn ELI(极低间隙元素),疲劳寿命
10^7次循环(文档61)。 单舱价值量
¥80万(占箭体成本
15%)(文档30)。
三、卫星制造:低成本星座组网
1. 结构支架与承力筒
挤压钛合金型材: 天工股份开发
CT20钛合金(低成本β钛),屈服强度
≥800MPa,价格仅为TC4的
60%(文档47)。 已供货银河航天“灵犀”星座卫星,单星用量
35kg(文档62)。
2. 推进系统贮箱
超薄钛合金气瓶: 冷轧钛带冲压成型(厚度
0.5mm),工作压力
35MPa,较复合材料减重
15%(文档15)。 获长光卫星订单,用于“吉林”星座推进模块(文档9)。
四、颠覆性技术:3D打印整体制造
1. 一体化推力室
整体打印技术: 天工国际与铂力特合作开发
GRCop-84铜钛复合推力室,内壁铜合金导热率
400W/mK,外壁钛合金承力(文档46)。 热试车通过
200次循环(对标SpaceX SuperDraco)(文档6)。
2. 卫星部署器
拓扑优化钛合金框架: 轻量化设计减重
50%,星众空间“立方星部署器”已量产(文档46)。 单架价值
¥12万(2024年订单
1000架)(文档30)。
五、商业价值测算
应用场景单台钛材用量单价2025年市场空间火箭发动机涡轮泵120kg/台¥800/kg¥1.2亿(150台)燃料贮箱500kg/箭¥600/kg¥3亿(100箭)卫星结构件35kg/星¥500/kg¥1.75亿(1000星)
合计——
¥6亿 注:天工目标市占率 50%+(文档44),对应营收 ¥3亿(占钛合金总营收 20%)。
六、核心壁垒与预期差
1. 材料认证壁垒
独家供货资格: 蓝箭航天、东方空间签订
5年钛合金独家协议(文档46)。 通过NASA AMS 4928宇航标准认证(国内仅宝钛、天工)(文档9)。
2. 成本重构能力
EB炉熔炼降本:
自研电子束冷床炉将海绵钛利用率从
60%→95%,成本降低
¥100/kg(文档9)。
残料回收技术:
钛屑重熔成航空级棒材,原料成本下降
30%(文档61)。
3. 市场预期差
误判:“商业航天市场小”
事实: 中国规划
2027年星座组网(GW/鸿雁等),需发射
5000颗卫星(文档62)。 可复用火箭单箭发射成本
¥5000万(一次性火箭
¥2亿),刺激需求爆发(文档54)。
七、催化剂与风险对冲
催化剂时间节点影响朱雀三号首飞(钛合金贮箱)2024年Q4验证材料可靠性,订单翻倍卫星星座组网计划公布2025年H1钛结构件需求爆发3D打印推力室量产2025年Q3打开10亿级增量市场
风险对冲策略可复用火箭技术路线变更布局钛基复合材料(文档61)民营航天公司资金链断裂绑定国家队(科工/科技集团)
结论:商业航天成第二增长极
天工国际在商业航天的布局已从材料供应商升级为结构件解决方案商,通过:
涡轮泵叶轮(减重40%)→ 卡位发动机核心赛道;
EB炉熔炼钛环(成本降30%)→ 垄断可复用火箭贮箱;
3D打印推力室(循环200次)→ 定义新一代动力系统标准。
2025年商业航天营收占比将突破20%(现<5%),估值锚向铂力特(PS 15x)看齐。