当前全球低轨卫星星座建设进入高速发展期，对低成本和高频次的发射能力需求日益迫切。

电磁发射技术被视为颠覆未来航天发射格局的关键路径之一。

马斯克近期表示，未来AI算力将扩展至月球，并提出用电磁轨道炮在月批量发射AI卫星构建“太空超级数据中心”。

电磁发射技术通过地面超导磁悬浮加上电磁推进系统，为火箭提供初始“零级助推”，在轨道上将火箭加速至超声速后再点火起飞。

该技术能够实现大幅降本、高频发射和载荷提升三大核心突破，是商业航天领域低成本有效方案，有望进一步推动商业航天发展和商业化前景。

本文重点解析电磁发射技术产业链核心赛道、竞争格局和产业趋势。

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电磁发射技术概览

电磁发射技术是利用电磁力推进物体到高速或超高速的发射技术。

其核心在于将电磁能高效转化为瞬时动能，可在短距离内实现将克级至几十吨的负载加速至高速，可突破传统发射方式的速度和能量极限。

电磁发射技术优势：相较于传统化学能发射方式，电磁发射具有显著主要体现在“更高、更快、更强”三个方面。

更高：主要指电磁发射技术的发射速度高、发射效率高、有效载荷比大。更快：是指电磁发射技术的启动时间短、发射间隔短、保障要求低。更强：电磁发射技术的发射动能大、发射负载可变、持续作战能力强。

电磁发射装置结构：由脉冲储能系统、脉冲变流系统、脉冲直线电机和控制系统四部分组成。

发射前通过脉冲储能系统将能量在较长时间内蓄积起来，发射时通过将脉冲变流系统调节的瞬时超大输出功率给脉冲直线电机，产生电磁力推动负载至预定速度，同时通过控制系统实现信息流对能量流的精准控制。

关键技术方向集中在脉冲直线电机技术、发射体技术、脉冲电源技术、网络控制技术、电磁发射总体技术等方向。

电磁发射三大核心技术

电磁发射技术按发射长度和末速度主要分为三类：电磁轨道发射技术、电磁弹射技术和电磁推射技术。

电磁轨道发射技术

电磁轨道利用电磁力加速物体至超高速的新型发射技术，通过电能转化为动能实现高效发射。

主要应用在电磁轨道炮（军事打击）和导弹助推（如导弹电磁助推系统）等领域。

与常规发射方式相比，利用电磁轨道发射技术发射的弹丸射程可提高10倍，射高可达100km，实现远程对陆精确打击、中远程防空反导、临近空间目标多重任务。

电磁轨道炮原理示意图：

电磁弹射技术

电磁弹射技术通常用于航母舰载机弹射，通过电磁力将舰载机在短距离内加速至起飞速度。

应用：航母舰载机弹射起飞（如美国福特级航母）、工业试验（如湖北东湖实验室高铁模型车加速实验）。

电磁弹射技术为平台型技术，可延展至十米级/百米级/千米级应用。

该技术同样可以应用于航天领域，但主要用于发射质量较小的航天器或作为火箭的辅助发射手段。

四川资阳超导磁悬浮电磁发射验证平台：全球首个基于超导磁悬浮技术的电磁发射验证平台，位于四川资阳，已进入调试阶段。该平台运用电磁弹射技术，能在火箭点火前将其加速至超声速，大幅提升火箭的有效载荷，显著降低发射成本。

“谷神星二号”火箭：据四川观察消息，星河动力启动“谷神星二号”电磁弹射火箭研发，计划2028年在资阳首飞。该火箭起飞重量100吨，运载能力3.5吨，通过电磁弹射加速至超音速后点火，可显著提升运载效率并降低发射成本至500美元/公斤（SpaceX猎鹰9号复用模式下约3000美元/公斤）。

电磁推射技术

电磁推射技术与电磁轨道炮均基于电磁力加速原理，但技术路径和设计目标存在差异。

电磁推射技术（如电磁线圈炮或电磁推射器）通常采用多级脉冲线圈与动子（发射体）的电磁耦合实现加速，速度可达十千米级（10km/s量级）。

该技术可用于月球基地建设、太空资源开发等场景，通过月基或天基发射装置实现物资的高效运输。

空间物资快速投送

天基应用：在月球或太空环境中，电磁推射装置可通过千米级轨道将载荷加速至10-20km/s，直接进入地月转移轨道或深空轨道。

地基应用：地面试验中，电磁推射技术已实现数千米/秒的加速能力（如中国航天科工三院380米轨道实验达65m/s，虽未达十千米级，但验证了技术可行性）。

小型卫星快速发射

电磁推射可作为火箭的“零级助推”，将火箭加速至超声速（如Ma3-5）后再点火，显著减少火箭燃料消耗，提升发射效率。

发射装置结构

电磁推射技术通常采用直线电机或多级脉冲线圈作为发射装置。

直线电机型：通过定子线圈的行波磁场驱动动子（发射体）直线运动，适用于连续加速；

多级脉冲线圈型：通过分级激励线圈产生脉冲磁场，实现动子的阶梯式加速，适用于高速度、大负载场景。

电磁发射产业链上游：核心材料与设备

高温超导材料具有零电阻、强抗磁性及高电流承载能力，在电磁发射技术中实现高效能源传输、强磁场生成与动态调控。

高温超导可与可回收火箭、核聚变能源等技术协同，构建高效发射体系。例如，可控核聚变商业化成功后，全电力系统发射火箭将彻底降低发射成本，实现“按需发射”的航天新时代。

中国已宣布未来实施地外小行星防御任务，提前布局高效、低成本的撞击器发射系统，高温超导电磁发射技术将扮演核心角色。

高温超导材料：液氮温区超导，零电阻降低电磁发射系统能耗，航天试验能源利用率提升超30%；具强抗磁性，用于磁悬浮轨道减少火箭发射摩擦，结合轻量化箭体提升运载效率；可承受高电流密度，能动态调控磁场确保发射精准，新超导材料简化冷却设计。

国内相关厂商中，联创光电投资设立资阳商业航天产业运营中心；由联创超导承制的“大功率低温制冷系统与模型超导磁体研制服务项目”已顺利交付，并通过客户正式验收。江西联创超导技术有限公司是联创光电子公司，其航天电磁发射试验中心采用基于超 导磁悬浮技术路线的电磁发射技术验证平台。

西部超导的产品已应用于核聚变装置（如EAST）和电磁弹射轨道；永鼎股份子公司东部超导第二代高温超导带材（REBCO）具有高电流密度和机械强度，适用于电磁弹射磁体的绕制；斯瑞新材提供高强高导铜合金，满足电磁弹射高电流密度和抗磨损需求；振华科技供应抗辐射、高可靠性特种集成电路和传感器，产品性能符合航天标准；胜业电气电磁绝缘材料（如聚酰亚胺薄膜）和冷却系统（如液氮循环管道）是超导磁体稳定运行的关键部件。

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电磁发射产业链中游：系统集成与发射服务

在电磁发射技术中，中游的成套系统集成与发射服务是连接上游核心材料与下游应用场景的关键环节。

其核心任务是将上游的高温超导材料、特种合金材料、电子元件等转化为功能完备的电磁发射系统，并提供全流程的发射服务。

电磁发射成套系统集成

成套系统集成需攻克四大技术集群。

脉冲直线电机技术：需承载大电流（数百万安培），出口速度目标达10km/s（当前技术多在2-7km/s），以及需要解决多段电机设计、长行程供电、连续发射冷却等难题。2025年国防科大磁浮团队试验中，以悬浮支撑和电磁推进在5.3秒内将1110kg高铁模型加速至800km/h，验证了技术可行性，但实际发射需更高加速度与更轻载荷。

高储能密度电源技术：采用飞轮储能 电容储能的混合方案，实现毫秒级能量释放，功率密度超5MJ/m³。典型案例：中车时代电气研制的飞轮储能系统，功率密度达3MJ/m³，已用于轨道交通制动能量回收。

发射体技术：需承受强电磁力（数百吨级推力），实现超高速运动（>5km/s），技术难点包括高强度动子结构（如碳纤维复合材料）与一体化制导弹丸设计。美国NASA设计的线圈型电磁发射装置（9000级驱动线圈）计划将1820kg载荷加速至6km/s，目前处于概念设计阶段。

网络控制技术：基于OPCUA协议实现微秒级时序控制，系统响应延迟<50μs，确保发射精准。国睿科技子公司国睿防务参与电磁弹射控制系统开发，其供应的军用IGBT模块（如6500V/3000A级）作为核心开关器件，通过高可靠性设计（失效率<10^-9/h）保障弹射安全。”

电磁发射服务

电磁发射服务涵盖运载火箭制造、发射场支持及高频次发射能力三大方向。

运载火箭制造：整合发动机、箭体、GNC系统等制造长征系列、Falcon 9等火箭，核心竞争力在于入轨精度、运载能力及成本。星河动力称“谷神星二号”火箭将采用电磁弹射技术，目标将发射成本降至500美元/公斤，但需解决电磁弹射速度（当前理论出口速度2-10km/s）与火箭结构适配性问题，2028年首飞计划待技术验证。

发射场与测控支持：酒泉、文昌等发射场提供商业发射资源及全流程服务。四川资阳建设的超导磁悬浮电磁发射验证平台采用真空管设计减少空气阻力，延长轨道至十公里需解决真空密封、热管理及巨额投资问题，目前处于概念验证阶段。

高频次发射能力：电磁发射技术支持单日多次发射，满足低轨卫星星座组网需求。摩根士丹利预测2030年全球商业航天发射市场将突破数千亿元，电磁发射技术仍需先解决可靠性、成本分摊等问题。

相关厂商中，航天三院具备强大的科研和工程实践能力，在电磁发射相关领域，其有能力聚焦火箭与电磁弹射系统集成适配方面的工作。湘电股份在舰载电磁弹射系统领域技术领先，其全球首创的中压直流系统效率较美国福特级航母交流系统提升约30%，实现储能、电机、电力电子全链条自主可控；王子新材通过子公司中电华瑞和宁波新容切入电磁发射核心环节，提供脉冲能量储存、变换及控制系统产品。

从应用领域来看，电磁弹射在军事领域应用于从航母弹射到全域作战平台。航母电磁弹射系统借助长行程直线电机分段加速，能在百米级轨道内将舰载机加速至数百公里/小时，达成满载起飞。中国福建舰作为全球首艘常规动力电磁弹射航母，可搭载固定翼预警机，其舰载机出动效率相较滑跃航母预计提升2-3倍，日均出动架次大概在270 - 310次。

在航天领域，电磁弹射有望颠覆传统发射模式。电磁弹射火箭通过地面超导磁悬浮 电磁推进系统，把火箭加速至超声速后点火起飞，实现三大突破：降本方面，发射成本有望降至500美元/公斤；高频发射上，支持单日多次发射，可满足低轨卫星星座组网需求；载荷提升层面，能减少火箭燃料携带量，增加有效载荷。

当前低轨卫星星座组网正推动卫星互联网和商业航天高速发展。电磁弹射技术作为未来极具潜力的关键技术，有望从多个维度推动商业模式的创新，带来广阔的变革机遇。