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中国火箭发动机行业发展分析报告

report of development analysis on rocket engine industry

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中国火箭发动机行业发展分析报告

第1章:中国火箭发动机行业发展综述

1.1 火箭发动机概述

1.1.1 火箭发动机行业的定义

1.1.2 火箭发动机主要性能参数

1.2 火箭发动机发展环境分析

1.2.1 全球卫星通信产业日益受到各国重视

(1)全球卫星制造业收入

(2)全球卫星制造业收入结构

(3)全球卫星制造业前景预测

1.2.2 全球商业发射市场起步

1.2.3 我国军费投入向高新武器装备重点倾斜

1.2.4 北斗卫星导航系统:2020年基本覆盖全球

1.2.5 空间科技发展路线图提供了总体指导

1.3 火箭发动机相关政策及行业标准

1.3.1 《关于促进卫星应用产业发展的若干意见》

1.3.2 《2011年中国的航天》白皮书

1.3.3 《国家卫星导航产业中长期发展规划》

1.3.4 高端装备制造业产业政策

(1)火箭发动机相关行业标准

1.4 火箭发动机专利现状

1.4.1 行业专利申请数量

1.4.2 行业专利类型分析

1.4.3 技术领先申请人分析

1.4.4 行业热门技术分析

第2章:液体火箭发动机发展分析

2.1 液体火箭发动机概述

2.1.1 液体火箭发动机发展历程

2.1.2 液体火箭发动机工作原理和特点

(1)工作原理

(2)液体火箭发动机特点

2.1.3 液体火箭发动机技术发展

(1)提高燃烧室压力

(2)提高单台发动机的推力

(3)高比冲和高密度比冲液体推进剂的应用

(4)新型发动机动力循环方式的应用

(5)针对可重复使用运载器所进行的发动机方案研究

(6)提高可靠性和降低成本

(7)改进现有型号发动机

(8)新材料和先进生产工艺的应用

2.1.4 液体火箭发动机应用范围

(1)“土星”5号火箭发动机

(2)航天飞机主发动机

(3)姿控和轨控发动机

2.2 液体火箭发动机主要结构

2.2.1 液体火箭发动机推力室

(1)液体火箭发动机推力室概述

(2)液体火箭发动机推力室的工作过程

(3)液体火箭发动机推力室组成

2.2.2 推进剂供应系统

(1)挤压式供应系统

(2)泵压式供应系统

(3)推进剂供应系统比较

2.2.3 发动机控制系统

(1)基本控制系统

(2)推力控制系统

(3)推进剂混合比和推进剂利用控制

2.3 液体火箭发动机推进剂与应用材料

2.3.1 液体推进剂

(1)液体推进剂分类

(2)液体推进剂的物理化学性能

(3)液体推进剂的能量特性

2.3.2 液体火箭发动机应用材料

(1)纯碳钢/低合金钢

(2)不锈钢

(3)铁基超耐热合金

(4)铝合金

(5)铜合金

(6)镍基合金

(7)钴合金

(8)钛合金

(9)热塑性塑料

(10)合成橡胶

(11)石墨和陶瓷

(12)复合材料

(13)粘合剂

(14)润滑剂

(15)电镀、表面光洁度和涂层

2.4 国外液体火箭发动机发展情况

2.4.1 俄罗斯

(1)概述

(2)应用实例

2.4.2 美国

(1)概述

(2)应用实例

2.4.3 欧洲

(1)概述

(2)应用实例

2.4.4 日本

(1)概述

(2)应用实例

2.5 我国液体火箭发动机发展情况

2.5.1 概述

2.5.2 新型液体火箭发动机研发

(1)yf-77火箭发动机

(2)yf-100火箭发动机

2.6 液体火箭发动机发展趋势

第3章:固体火箭发动机发展分析

3.1 固体火箭发动机发展概述

3.1.1 固体火箭发动机发展历程

3.1.2 固体火箭发动机的基本组成和工作过程

(1)固体火箭发动机基本组成

(2)固体火箭发动机工作过程

3.1.3 固体火箭发动机特点

3.1.4 固体火箭发动机的应用范围

(1)各种军用火箭弹和导弹的动力装置

(2)在宇宙航行中的应用不断增加

(3)飞行器上面级发动机的首选动力装置

(4)各种飞行器辅助发动机的首选动力装置

(5)广阔的民用前景

3.2 固体火箭发动机推进剂和应用材料

3.2.1 固体推进剂

(1)发展历程

(2)主要类别

(3)未来发展趋势

3.2.2 固体火箭发动机应用材料

(1)金属材料

(2)玻璃钢

(3)芳纶复合材料

(4)碳纤维复合材料

(5)树脂基体

(6)内绝热层

3.3 国外固体火箭发动机发展情况

3.3.1 国外航天用固体火箭发动机发展情况

(1)固体火箭助推器

(2)空间发动机

(3)分离和逃逸发动机

3.3.2 国外战略武器用固体火箭发动机技术发展情况

(1)高压强发动机

(2)超高速导弹发动机

(3)固体冲压发动机

3.4 我国固体火箭发动机发展情况

3.4.1 fg-02 长征一号运载火箭第三级固体发动机

(1)概述

(2)发动机结构

3.4.2 dfh2-1 东方红二号卫星远地点发动机

(1)概述

(2)发动机结构

(3)改进与发展

3.4.3 fg-23a返回式卫星制动发动机

(1)概述

(2)发动机结构

(3)改进与发展

3.4.4 fy2-1风云二号卫星远地点发动机

(1)概述

(2)发动机结构

(3)改进与发展

3.4.5 epkm近地点发动机

(1)概述

(2)发动机结构

(3)改进与发展

3.4.6 fg-47长二丙改进型火箭变轨发动机

(1)概述

(2)发动机结构

(3)改进与发展

3.5 固体火箭发动机发展趋势

第4章:混合火箭发动机及其他火箭发动机发展分析

4.1 固液混合火箭发动机发展情况

4.1.1 主要特点及应用方向

4.1.2 发展历程及现状

(1)固液探空火箭

(2)固液小型运载火箭

(3)固液飞船

(4)固液靶标与导弹

(5)固液助推器、上面级和姿轨控发动机

4.1.3 中国研究和发展情况

4.1.4 北航固液探空火箭

(1)总体设计流程

(2)系统设计方法

(3)“北航2号”固液探空火箭

(4)“北航3号”固液探空火箭

4.1.5 主要关键技术

4.2 核火箭发动机发展情况分析

4.2.1 美俄核火箭技术发展概述

(1)美国

(2)俄罗斯

4.2.2 核分裂热推进引擎

4.2.3 空间核反应堆系统

(1)美国

(2)俄罗斯

4.3 电火箭发动机发展情况

4.3.1 电推进系统组成

4.3.2 电推进分类及特点

(1)电热型推进系统

(2)静电型推进系统

(3)电磁型推进系统

4.3.3 发展水平

第5章:火箭发动机行业主要研制企业

5.1 国外主要火箭发动机研制企业

5.1.1 动力机械科研生产联合体(npo energomash)

5.1.2 洛克达因公司

5.1.3 阿连特技术系统公司(atk公司)

5.1.4 斯奈克玛公司

5.2 国内火箭发动机研制企业

5.2.1 航天推进技术研究院(中国航天科技集团公司第六研究院)

(1)乐鱼app下载的简介

(2)发展历程

(3)主要产品

(4)主要子乐鱼app下载的介绍

5.2.2 航天动力技术研究院(中国航天科技集团公司第四研究院)

(1)乐鱼app下载的简介

(2)主要子乐鱼app下载的介绍

图表目录

图表1:火箭发动机基本形式

图表2:飞行器发动机具体分类

图表3:火箭发动机性能参数

图表4:2008-2013年全球卫星制造业收入情况(单位:亿美元,%)

图表5:2013年发射卫星数量和收入的领域分布(单位:%)

图表6:2013年卫星制造业收入地区分布(单位:%)

图表7:2007-2013年全球geo卫星订单数量变化(单位:颗,%)

图表8:2008-2020年全球军事卫星发射数量及预测(单位:颗)

图表9:载人航天三部曲

图表10:2011-2014年中国军费预算及增速(单位:亿元,%)

图表11:截至2015年中国北斗卫星导航系统卫星发射情况

图表12:中国至2050年空间科技发展路线图

图表13:《2011年中国的航天》白皮书航天运输系统建设

图表14:涉及火箭发动机的高端装备制造产业鼓励政策概要

图表15:火箭发动机部分行业标准

图表16:1996-2015年8月我国火箭发动机技术专利申请数量(单位:项)

图表17:截至2015年8月末火箭发动机相关专利类型构成(单位:项,%)

图表18:截至2015年8月末我国火箭发动机技术专利申请人top10(单位:项)

图表19:截至2015年8月末中国火箭发动机技术相关专利分布领域(前十位)(单位:项)

图表20:液体火箭发动机优劣势分析

图表21:苏联“能源”号火箭第一级液体火箭发动机rd-170

图表22:液体火箭发动机主要构成简图

图表23:美国“土星”5号运载火箭第一级液体火箭发动机f-1组成外观图

图表24:液体火箭发动机rl-10a-3-3截面图

图表25:rz-2液体火箭发动机推力室

图表26:燃烧室工作过程

图表27:液体火箭发动机推力室燃烧室特征长度

图表28:液体火箭发动机推力室燃烧室特征长度(按推进剂组合划分)数值范围(单位:l/m)

图表29:液体火箭发动机推力室球形燃烧室

图表30:液体火箭发动机推力室圆筒形燃烧室

图表31:液体火箭发动机推力室环形燃烧室

图表32:部分典型发动机的燃烧室质量流量密度

图表33:燃烧室收缩比选定数值范围

图表34:锥形喷管示意图

图表35:锥形喷管非轴向流动损失示意图

图表36:锥形喷管和钟形喷管的效率(喷管扩张比=7)

图表37:钟形喷管主要方案

图表38:采用可延伸喷管的rl-10b-2火箭发动机

图表39:环形气动塞式喷管和直排式气动塞式喷管简图

图表40:膨胀偏转喷管

图表41:rd-107发动机

图表42:各类型喷管长度的比较

图表43:单组元喷嘴

图表44:双组元喷嘴

图表45:三组元喷嘴

图表46:部分气液喷嘴的结构方案

图表47:部分液体喷嘴的结构方案

图表48:部分气气喷嘴的结构方案

图表49:在气瓶出口给气体加热的系统示意图

图表50:在气瓶内给气体加热的系统示意图

图表51:气瓶串联系统示意图

图表52:用固体冷却剂的固体推进剂燃气发生器示意图

图表53:用叠氮冷却填料的固体推进剂燃气发生器示意图

图表54:热燃气与贮气瓶中其他混合的固体推进剂燃气发生器示意图

图表55:喷注冷却的燃气发生器系统示意图

图表56:燃气发生器压缩气体系统示意图

图表57:喷注冷却的双燃气发生器系统示意图

图表58:在贮箱中直接反应的系统示意图

图表59:燃气发生器循环示意图

图表60:推力室抽气循环示意图

图表61:膨胀循环示意图

图表62:补燃循环示意图

图表63:全流量补燃循环示意图

图表64:发动机动力系统循环方案对比

图表65:挤压式供应系统与泵压式供应系统的比对

图表66:ssme发动机控制系统示意图

图表67:典型的发动机启动和关机程序控制

图表68:通过调节燃气发生器组元流量来调节推力

图表69:通过调节推力室组元流量来调节推力

图表70:发动机推进剂混合比闭环控制系统

图表71:发动机的推进剂利用控制系统

图表72:液体推进剂分类

图表73:主要液体氧化剂的物理化学性能

图表74:主要液体燃料的物理化学性能

图表75:主要单组元推进剂的能力特性

图表76:主要双组元推进剂的能量特性

图表77:俄罗斯研制的主要液体火箭发动机

图表78:rd-107火箭发动机和rd-108火箭发动机技术参数

图表79:rd-253发动机和rd-275发动机技术参数

图表80:rd-170、rd-171和rd-171m火箭发动机技术参数

图表81:rd-180和rd-191火箭发动机技术参数

图表82:nk-15、nk-33、nk-43火箭发动机技术参数

图表83:rd-0120氢氧发动机技术参数

图表84:美国研制的主要液体火箭发动机

图表85:ssme火箭发动机技术参数

图表86:rs-68火箭发动机技术参数

图表87:f-1火箭发动机技术参数

图表88:j-2x火箭发动机技术参数

图表89:rl 10火箭发动机技术参数

图表90:欧洲研制的主要液体火箭发动机

图表91:火神发动机(vulcain)技术参数

图表92:hm-7b和vinci火箭发动机技术参数

图表93:日本研制的主要液体火箭发动机

图表94:le-7a火箭发动机技术参数

图表95:我国研制的主要液体火箭发动机

图表96:yf-77发动机技术指标

图表97:yf-100发动机技术指标

图表98:yf-100发动机主要创新点

图表99:power cycle weight comparison(1424kn sea-level thrust engines/vehicle)

图表100:欧洲火箭动力装置两种方案

图表101:固体火箭发动机结构图

图表102:固体火箭发动机工作过程

图表103:固体火箭发动机优劣势分析

图表104:航天飞机两种推进系统提供动力和成本比较(单位:没有,%)

图表105:美国航天用助推发动机飞行成功率

图表106:三种固体推进剂性能参数对比(单位:牛·秒/千克,g/cm3)

图表107:几种芳族有机纤维性能比较

图表108:先进的高强中模碳纤维性能

图表109:国外主要固体助推器性能表

图表110:国外典型的空间用固体发动机性能表

图表111:fg-02 发动机主要性能及结构参数(单位:毫米,公斤,千牛,兆帕,千牛·秒,牛·秒/公斤,秒)

图表112:fg-02 发动机结构图

图表113:fg-02 发动机壳体主要性能和结构参数(单位:毫米,兆帕)

图表114:fg-02 发动机绝热层及衬层的主要性能参数(单位:兆帕,毫米/秒,公斤/米3,%)

图表115:fg-02 发动机推进剂药柱主要性能及结构参数(单位:毫米,牛·秒/公斤,毫米/秒,公斤/米3,公斤,%)

图表116:dfh2-1固体火箭发动机主要性能与结构参数(单位:毫米,公斤,千牛,兆帕,千牛·秒,牛·秒/公斤,秒)

图表117:dfh2-1固体火箭发动机结构图

图表118:dfh2-1固体火箭发动机绝热层及衬层的主要性能参数(单位:兆帕,毫米/秒,%)

图表119:dfh2-1固体火箭发动机推进剂药柱主要性能与结构参数(单位:毫米,牛·秒/公斤,毫米/秒,1/开,公斤/米3,公斤)

图表120:dfh2-1b固体火箭发动机主要性能与结构参数(单位:毫米,公斤,千牛,兆帕,千牛·秒,牛·秒/公斤,秒)

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