航天技術對國防的意義范例6篇

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航天技術對國防的意義

航天技術對國防的意義范文1

解禁輕裝上陣

今年1月中旬,韓國政府公開宣布:韓國希望于年內加入MTCR!如果成功,這不僅解除了對韓國導彈射程的限制,并且使其有資格從其他成員國那里獲得火箭和導彈技術。

其實,韓國多年來,一直夢想輕裝上陣。早在1995年,韓國就與美國展開雙邊談判。要求美國廢除1979年簽署的《導彈諒解備忘錄》。該協議規定,韓國只能研制射程不超過180千米和彈頭不超過300千克的彈道導彈。1990年,美國察覺韓國秘密研制更遠射程的導彈后,又迫使韓國修訂協議,把限制進一步擴展到民用和科研火箭。韓國一直要求美國全面解禁,放松對韓國的限制,準許韓國加入MTCR并從其他國家獲得導彈技術援助。

毫無疑問,加入MTCR后,韓國可以從中獲得不少好處,軍用導彈和民用航天技術都將獲得更大的發展空間,有望實現大踏步前進。韓國將可以研制射程更遠的彈道導彈,美國甚至同意在嚴格限制彈頭的情況下,不限制韓國巡航導彈的射程。同時,韓國發展運載火箭也不再受任何限制,可從國外引進航天技術,促進國內航天業的發展,并可以節省航天發射費用。韓國計劃投資1.08億美元,2005年前在南全羅道省的一座小島上修建衛星發射中心,該中心建成后,韓國將能自己發射科學衛星。目前,韓國擁有通信衛星制造技術,曾使用美、法的運載火箭發射過兩顆國產衛星,但其運載火箭技術還沒有根本性的突破。而一旦能自行把衛星送上太空,韓國的導彈技術自然也就會水漲船高。

秘密研制導彈

導彈是現代戰爭中的重要武器,也是中遠程打擊的主要手段。尤其是彈道導彈,攻擊威力大,防御起來則是難上加難。韓國從70年代中期開始發展彈道導彈。1978年,韓國以引進美國的“奈基-大力神”-1地空導彈為基礎,研制150千米和250千米的兩種彈道導彈,并試射成功180千米的“白熊”地地彈道導彈。80年代初,韓國又在NHK-11基礎上發展性能更先進的300千米“玄武”彈道導彈,并計劃將其增程至400千米,由此引起美國的強力打壓。但韓國并沒有輕易罷手。整個八九十年代,韓國力避美國的監督,一直沒有停止秘密研制導彈的行動。1999年11月15日,韓國國防科學研究所宣布,其自行研制的“天馬”近程地空導彈系統于12月裝備韓軍,該系統是在引進法國“響尾蛇”地空導彈的基礎上開發的,最大射程10千米。據韓國防部聲稱,“天馬”地空導彈的研制成功,是韓國加強自主國防力量建設的里程碑。

建立自主國防

航天技術對國防的意義范文2

關鍵詞:航空航天業;技術溢出;因子分析

一、研究背景

技術溢出(Technology Spillover)是指先進技術擁有者在從事生產、貿易或其他經濟行為時,有意識或無意識地輸出技術而引起的技術水平的提高[1]。航空航天業的技術溢出則指航空航天業的先進技術通過一定渠道自愿或非自愿地傳播到其他工業領域,進而帶動這些工業領域技術水平的整體提升。航空航天業是我國戰略性高技術產業,屬于技術密集型行業,技術裝備多、投資費用大,是國家經濟實力與科技水平的綜合體現。自20世紀50年代以來,我國航空航天業經歷了從無到有、從小到大的發展歷程,逐步建立起平臺化、系統化、專業化的研發與應用體系。它技術內涵高、產業鏈長、輻射面寬、連帶效應強,對眾多高技術產業以及傳統產業的發展起到了舉足輕重的拉動作用。研究表明,內涵科技因素越高的行業部門對其他部門的貢獻效應越大[2]。航空航天技術是高科技領域的前沿,航空航天業必然對其他部門具有較大的貢獻效應,其技術溢出也應該是顯著的,本文正是基于這一前提條件進行的研究。因此,探究影響航空航天工業技術溢出的顯著性因素,充分利用其技術溢出作用,對于加快我國科技進步與經濟發展有著重要的戰略意義。然而,目前對此問題的研究并不深入,多數學者從理論層面分析技術溢出的問題,也有學者較為系統地對技術溢出是否存在、影響技術溢出的因素以及技術溢出的機理進行了實證分析,但這些研究都局限于外商直接投資(FDI)這一領域,沒有從行業層面上分析該行業部門對其他行業部門的技術溢出,并且沒有在理論上形成統一的認識。本文利用我國航空航天業的數據,采用因子分析的方法,提取影響技術溢出的關鍵因素,進而對促進我國航空航天業技術溢出及產業自身發展提供理論支持與政策建議。

影響技術溢出的因素有很多,根據現有文獻的研究將其大致歸納為:(1)人力資本因素。Keller(1996)研究發現人力資本積累的差距導致技術吸收效果與經濟增長率的不同[3];Borensztein等(1998)認為人力資本存量是影響技術溢出效應的關鍵因素[4];王成岐,張建華,安輝(2002)得出人力資本存量與技術溢出效應不相關的結論,但他們認為人力資本投入以及人才素質是技術溢出的影響因素[5]。(2)技術差距因素。Findlay(1978)和Wang and Blomstorm(1992)的研究表明技術差距越大示范模仿空間越大,吸收技術溢出的潛力也就越大[6];Kokko(1994)的研究發現低技術水平嚴重阻礙技術溢出效應的產生[7];Perez(1997)從吸收能力角度考慮,認為過高的技術差距會影響示范模仿機制發揮其應有作用。(3)經濟開放程度。Blomstorm and Sjoholm(1999)、認為經濟開放度高的企業由于競爭壓力大而進行更多的研發投入以提高自身吸收能力[8];Kokko(1994)發現經濟開放程度與技術溢出效應之間的關系是不確定的[7];包群,許和連,賴明勇(2003)用出口依存度等來衡量經濟的開放程度,發現我國經濟開放程度的提高、基礎設施的建立與完善等都是促進技術溢出的有利因素[9]。(4)研發投入因素。Kathuria(2000)指出技術溢出效應并非自動產生,技術吸收方要想從中獲利,須對學習活動進行投資;田慧芳(2004)的研究則表明工業部門研發投入水平與技術溢出效應呈負相關關系。此外,市場結構、工資水平、產業關聯、基礎設施、經濟政策等都作為影響因素引入了技術溢出的相關研究中,本文在前人研究的基礎之上對此進行探討。

二、指標構建與分析方法

目前,對技術溢出進行實證研究時,學者們通常首先選擇一個影響因素,然后確定與該影響因素內容相關的指標體系,最后采用一定的計量方法(如多元回歸、分組回歸等)來分析這些指標。本文在分析技術溢出時,也采用了這種研究思路:選取航空航天業為研究對象,根據技術差距等影響因素建立與之相關的量化指標體系,采用因子分析的方法對這些指標與技術溢出之間的關系進行研究,并用線性回歸的方法對提取出的公因子進行顯著性檢驗。

(一)技術溢出指標體系

航空航天業是一個以現代科學為基礎的高新技術產業,包括機、光、電、液綜合能力的精密機械加工工業,是我國國民經濟和國防建設的重要組成部分[10]。其研發成本高、風險大、周期長,具有科技含量高、連帶效應強的產業特點,能夠帶動諸多產業的發展。理論上講,研究技術溢出影響因素需要建立一套完整的指標體系,但為了避免信息重疊,本文根據國內外現有文獻的研究成果并綜合考慮我國航空航天業技術溢出的實際情況,選取如下表所示指標體系:

(二)分析方法和數據來源

因子分析是一種研究從變量群中找出共性因子的統計技術,它通過分析眾多變量之間的依賴關系,探尋觀測樣本的內部基本結構,提取并描述隱藏在一組顯性變量中無法直接測量的隱性變量,很好地發揮了降維和簡化數據的作用。因子分析中的共性因子是不可直接被觀測卻又客觀存在的重要影響因素,每一個變量都可以表示為共性因子的線性函數與特殊因子之和,即,式中為的共性因子,為的特殊因子。若滿足以下條件:(1);(2),即共性因子和特殊因子不相關;(3)各共性因子不相關且方差為1;(4)各特殊因子不相關且方差不要求相等。那么,每個變量可由個共性因子和自身對應的特殊因子線性表出,因子分析的數學模型可表示為:

本文采用因子分析和線性回歸相結合的方法,研究我國航空航天業技術溢出問題。用于分析的數據主要來源于《中國高技術產業統計年鑒》(1999~ 2009)中航空航天業相關數據,以及《中國統計年鑒》(1999~2009)中工業企業相關數據,統計口徑為我國國有及規模以上非國有工業企業。

三、技術溢出實證研究

(一)因子分析

從《中國高技術產業統計年鑒》(1999~2009)與《中國統計年鑒》(1999~2009)整理出構建量化指標體系所需數據,并按定義計算出各指標對應值,如下表所示:

利用SPSS17.0軟件做出相關系數矩陣,通過指標之間的相關系數初步判斷各指標相關性較高。從已建立的量化指標體系中提取公共因子,找出影響我國航空航天業技術溢出的主要因素。因子矩陣和旋轉因子矩陣如表3、表4所示:

由表3、表4可知,旋轉后公共因子F1、F2的方差貢獻率分別為4.803和2.795,累積方差貢獻率為84.424%,進一步判斷公共因子F1、F2能夠代表本文所設計的衡量我國航空航天業技術溢出的量化指標體系。由表4還可知公共因子F1在X1、X2、X3、X4、X5的載荷值均大于0.7,能夠反映我國航空航天業科技活動經費投入能力、研發經費投入能力、新產品研發經費投入能力、科技活動人員投入能力以及科學家與工程師投入能力,因此可將F1視為影響航空航天業技術溢出的因素之一――技術投入能力;公共因子F2在X6、X7、X8、X9的載荷值均大于0.65,能夠反映我國航空航天業的新產品銷售收入、新產品出口能力、新產品勞動生產率以及新產品產值比重,因此可將F2視為影響航空航天業技術溢出的因素之二――技術產出能力。

(二)線性回歸

本文根據該檢驗模型,以公共因子F1、F2的因子得分作為自變量,以其他工業企業的全員勞動生產率LP作為因變量(具體數據見表5),構建如下回歸模型:

(1)

其中LP即除航空航天業之外的其他工業企業的全員勞動生產率,是全國國有及規模以上非國有工業企業增加值與我國航空航天企業增加值的差值同全國國有及規模以上非國有工業企業全部從業人員年平均人數與我國航空航天企業從業人員年均人數差值之比。其計算公式為:

全員勞動生產率=工業增加值/全部從業人員平均人數(2)

通過回歸得到人均產出變量與公因子變量之間的關系方程為:

(3)

t值:(6.240)(2.886) ( 3.320)

P值: 0.001 0.028 0.016

R2=0.749AdjR2=0.666F=8.967

由模型估計到的參數可知,我國航空航天業的技術投入能力以及技術產出能力與其他工業企業的全員勞動生產率均存在著顯著的正相關關系,技術投入能力的因子得分每提高1%,其他工業企業的全員勞動生產率將上升17.541%,技術產出能力的因子得分每提高1%,其他工業企業的全員勞動生產率將上升15.9%。

四、結果分析與政策建議

航空航天業是我國國民經濟的先導產業,在人才、資金、技術等方面都有著相當大的優勢,產業結構具有一定的特殊性,技術溢出也不同于其他產業。因此,本文在參照前人研究成果與研究方法的基礎上,構建了一個衡量技術溢出的量化指標體系,采用因子分析的方法從中提取出最為顯著和最具代表性的兩個因素,即航空航天業的技術投入能力及技術產出能力??茖W分析這些影響因素,有效利用技術溢出效應,有利于提升傳統產業的自主創新能力、推動國家整體技術進步。對此,提出如下建議:

(1)加大航空航天業技術投入力度,保障科技研發能力的領先。2007年頒布的《深化國防科技工業投資體制改革的若干意見》等政策,明確指出國防科技工業投資體制的改革思路。2009年提出的《關于加快國家高技術產業基地發展的指導意見》等政策,也明確提出鼓勵高新技術產業的發展思路。因此,同時作為我國國防科技工業和高新技術產業的航空航天業,應構建以政府投資為主、社會投資為輔的多元投資渠道,注重人力資本存量的積累和人力資源結構的優化,切實加大航空航天業的技術投入力度以保證其領先的科技研發能力。

航天技術對國防的意義范文3

【關鍵詞】軍民融合經濟軍技民用策略

發展軍民融合經濟重要性

發展軍民融合經濟既有利于我國國防軍工企業的生存和發展,促進我國兵器裝備的發展,又可推動我國民用經濟的發展。特別是在當前發展低碳經濟,實現經濟轉型的態勢下,促進西部大開發,發展軍民融合經濟更具重要的意義。

發展軍民融合經濟是增強我國國防建設的需要。當前,我國還處在社會主義初級階段,我們還是發展中國家。加強發展軍民融合經濟,是我國經濟發展和國防建設的必要選擇。古今中外的歷史證明,富國必須強軍。在當今強調和平與發展的國際環境下,對于一個國家來說,沒有一定的經濟實力就“站不起來”,沒有一定的軍事實力,也“硬不起來”,更不可能“挺起胸、昂起頭”。當前,我國的周邊并不安寧,面臨著許多棘手的問題,比如中日、東海大陸架的爭議;中印邊界爭端,中國和南海周邊國家關于南沙群島及南海海域的爭端問題,如果我們沒有強大的國防力量做后盾,我們在解決這些問題中就會處于被動。另外,如果我們沒有強大的國防力量做支撐,就很難在國際社會發揮作用,來保障和維護世界和平與穩定。

發展軍民融合經濟是實現可持續發展的需要。我國眾多的國防科研單位、軍工院校、軍工企業都是處在高新技術發展的前沿,從事的幾乎都是新材料、新能源、光電子技術、航天技術、生物技術和信息技術等等高新技術的開發和研究。它們運用這些高新技術,不斷推動著我國武器裝備的發展。同樣,運用這些高新技術發展民品,可以更快地實現先進技術的應用推廣并實現更大的社會效益。軍工企業在進行器裝備的開發研制中所取得的一些技術專利、科研成果在促進我國經濟增長方面發揮著重要的作用。國防軍工建設在科研開發、科技創新上,為國民經濟的發展注入了活力,帶來新的經濟增長點。

發展軍民融合經濟有利于西部大開發戰略的實施。國防軍工企業既是我國兵器發展的主導力量和核心,也是國民經濟建設的重要組成部分,特別是國防軍工企業所擁有的技術和人才優勢,使得其在我國經濟發展中有著巨大的潛力。特別是在當前的西部大開發戰略中,國防軍工企業的優勢更加明顯。

實踐證明,發展軍民融合經濟在促進西部經濟的大開發中,是可以大有作為的。如西部地區的國防軍工企業在進行我國現代化武器裝備開發生產的同時,在微電子及自控、遙感通訊、激光紅外、生物工程和新材料、新能源等技術領域也孕育了數以萬計的科研成果。這些成果已逐步轉化成效益,促成了西部的發展?!爸袊瘟?、長安汽車、西飛國際、貴航股份、晉西車軸”等軍工企業的上市公司以其良好的業績和經濟效益,在發展西部區域經濟上發揮了很大作用,有效地帶動了地區整體經濟的發展。國防科技工業借助現代傳媒技術成功構建了國防科技成果推廣轉化網,已覆蓋西部70%的軍工單位,使處于偏遠地區的國防科研成果也能實現成果信息資源的快速擴散、順利轉讓或產業化發展,為實現重慶、四川、陜西、貴州等西部省市提出的借助國防科技工業大力發展區域經濟的戰略構想提供了有力支撐,帶來了巨大的經濟效益。另外國防軍工企業利用先進的科學技術手段,在治理西部荒漠化、次生地質災害、改善地理環境方面也發揮了巨大的作用。

發展軍民融合經濟的方針策略

建全完善的軍民融合經濟機制。在和平與發展的主題下,從當今世界發達國家在國防建設方面所采取的方針策略看,加強軍、民經濟融合,促進國民經濟建設與國防建設協調發展的特征越來越明顯。建立軍民結合、平戰結合、寓軍于民的融合體制,已經成為世界上主要國家共同的政策取向。

軍民融合決不意味著要把我國已建立起來的相對獨立的國防科技工業體系完全融入國民經濟大體系,我們還需保留基本的核心軍工能力,特別是尖端的武器研發技術。這樣在制度和法規上,保障軍民融合經濟的正常運行。

在建立我國軍民融合經濟發展運行機制時,要著力解決好相關的問題。要把握好軍民融合的產業結構、技術類型,進行優化組合,達到優勢互補。在軍民結合中,我們要把擴大投資需求與加強國防能力建設科學統籌起來,使軍工生產能夠取得平時與戰時、軍事與經濟兩種效益;把握好調結構、上水平的發展機遇,把軍工研發生產和企業的生存發展結合起來,把加強武器裝備自主創新和現代化武器裝備的開發與促進國民經濟發展、創造企業的經濟效益結合起來,大力優化國防軍工企業的組織結構,加大軍民技術研發融合的力度,加強平戰結合,解放思想,努力探索走出一條符合中國特色的軍民融合機制。

在當前市場經濟的大環境下,國防軍工企業不僅要能更好地生存,而且要能更好地發展,形成軍民有機結合,軍民互動發展,既能提升我軍武器裝備,又能推動經濟的發展。另外在軍工科研方面,有效發揮民用科技和人才優勢,將其注入到武器裝備的研究發展上,形成合力,推動我國武器裝備的發展。

加大軍工企業在市場經濟環境下的改制和轉型?!败娒窠Y合、寓軍于民、民”是中國國防軍工行業在市場經濟環境下進行結構調整的必由之路。我國的國防軍工企業在市場經濟條件下,只有有效地實施改制和轉型,才能擺脫在計劃經濟環境下,依賴國家,產品單一,經濟效益低,甚至虧損的尷尬局面。當前我國不少國防軍工企業在原來依靠國家投入、資金緊缺的情況下,進行股份制改造,向社會進行融資,成功上市。如中國嘉陵、哈飛股份、航天科技、中核科技、航天信息、西飛國際、中兵光電等等上市公司,原來都是國防軍工企業,其向社會融資,引入社會資本,成功改制上市,成為中國股市中亮麗的軍工航天板塊,受到投資者的青睞。

我國許多國防軍工企業由于引入社會資本,注入了優質資產,在軍民結合,寓軍于民的方針下,提高了研發和生產能力,開發了新的產品,開辟了新的市場,增強了競爭力,不僅給國家減輕了負擔,而且使自身經濟效益大大增加,在國防建設和民用經濟發展中扮演了重要的角色。

中國國防軍工企業在當前和平環境下,大幅度地調整和壓縮了軍工科研生產能力,將相當多的軍品科研生產能力轉向為國民經濟建設服務。如核工業發展核電、核燃料工業,同時積極開發消防產品、精細化工等多種經營項目;航天工業大力發展了衛星、運載火箭發射服務和衛星應用、通信設備等高技術民品;兵器工業以車輛為主,發展了機械、光電、化工等系列產品。中國的國防軍工企業先后開發生產了數萬種民品,進行了數千項民技術改造,涉及能源、交通、輕紡、食品、通信、醫療衛生、工程建筑、環境保護、家電等國民經濟各領域。

當前,我國有許多國防軍工企業還沒有完全實行改制和轉型,這不僅增加了國家負擔,而且自己也困難重重。在這方面,我們必須加大力度,學習那些改制、轉型成功的國防軍工企業的先進經驗,創造條件,使我國軍工企業在“軍民結合、民”的轉型方面,規模更大,范圍更廣,促進軍民經濟的更好融合。

強化“民參軍、民技軍用”措施。在我國現有的軍民融合經濟中,民機制已有許多成功的經驗和做法。許多國防軍工企業在開發生產民品方面取得了很大的成效。但在軍工產品的開發研制中,如何參入民用企業,融合民用的先進技術和成果,還是我國軍民融合經濟中的薄弱環節。

在“民參軍、民技軍用”方面,我們要敢于沖破束縛,改變觀念。發達國家在“民參軍、民技軍用”的做法和經驗值得我們學習和借鑒。美國有很多民用技術轉為戰場上尖端武器裝備的例子。比如,美國杜邦公司生產的Kevlar合成紡織纖維就是其中之一。這種纖維目前已成為制造頭盔、防彈衣和其他軍用服裝必不可少的原料。我國也有了不少“民技軍用”的成功例子,如中興通訊作為國內最大的通信網絡設備制造業上市公司,能夠并已經為軍隊提供光通信網、數據通信網、視頻會議網、電話交換網等各種通信網絡建設的全面解決方案,同時希望能夠在軍事科研方面以及無線通信、IPV6、軟交換等新的技術領域,與軍隊進一步加強合作。

航天技術對國防的意義范文4

關鍵詞:創新指數榜;考核;導向性

2010年,在中國航天科技公司“構建航天科技工業新體系”的指導下,中國運載火箭技術研究院(以下簡稱“航天一院”)建立了技術創新評價指標體系和配套管理機制[1],經過試運行及考核評價指標體系優化完善,于2012年正式啟動實施,每年正式航天一院“創新指數榜”。經過4年的實踐,以“創新指數榜”為牽引的考核評價工作流程逐步規范,已成為航天一院戰略績效考核的重要支撐。本文從4年來的“創新指數榜”結果入手,分析以“創新指數榜”為牽引的技術創新考核與評價指標體系的導向性。

1大型航天企業技術創新考核與評價指標體系

創新績效考核是企業技術創新管理的重要手段與工具之一。技術創新是一個相對復雜的過程,創新產出轉化為經濟成效難以具體量化,國內學者對技術創新多基于研發項目[2]、研發團隊[3-5]、研發人員[6-12]、研發成果[13]等不同的側重點評價進行研究,也有對績效考核指標體系[14]進行研究。航天一院作為典型的大型航天企業,是航天科技集團公司(以下簡稱“集團公司”)下屬二級單位,向上接受集團公司技術創新考核與評價,向下對院屬單位進行考核評價并“創新指數榜”,兩級考核評價一脈相承又兼具特性。從表1可以看出,集團公司技術創新考核評價與航天一院技術創新考核評價指標體系整體較為一致,航天一院考核指標體系在涵蓋集團公司技術創新指標體系基礎上,結合實際情況,調整了“技術創新體系建設”指標的構成;按照技術創新工作流程對具體指標進行重組,便于分析各單位技術創新階段情況;增加了市場開況、院屬單位協同創新情況和整體加減分項指標;考慮到各單位知識產權產出基本都達標的情況,刪減了知識產權產出考核評價指標。需要說明的是,集團公司和航天一院每年都會根據實際情況,對指標體系進行適應性微調。

2創新指數榜

2012年起,航天一院每年正式“創新指數榜”并納入院對所屬單位的年度考核體系。經過逐年完善,目前參加“創新指數榜”排名的院屬單位包含4類:總體單位、軍品研制及軍民結合單位、航天技術應用產業單位、保障類單位。因4類單位性質差異,其得分差距很大,考慮到航天技術應用產業單位、保障類單位的業務屬性與另兩類單位有較大區別,且在業務類型、運營模式方面存在一定差距,為客觀分析“創新指數榜”的導向性,僅選取前兩類單位的得分數據進行分析。表2給出了2012—2015年院屬13個單位“創新指數榜”排名情況,表3給出了各單位原始得分結果。為便于對各年度數據進行橫向分析,將每年度排名第一名的單位按照100分來計算,其他單位以此為滿分進行標準得分換算,得到表4。

3技術創新考核與評價導向性分析

為客觀分析創新考核與評價對各單位的導向作用,本文對4年來航天一院“創新指數榜”數據進行分析。

3.1整體導向性分析

圖1給出了13個院屬單位歷年排名變化趨勢情況。為橫向對比創新與評價對各單位得分情況的影響,圖2引入3個量化指標———引入了“平均分”指標,分析考核評價對院屬單位整體的變化趨勢作用,引入了“方差”和“標準差”作為量化指標,分析各年度各單位之間的差距。為減少年度大環境因素對分值的影響,圖3采用各單位標準分進行了平均分、方差和標準差等指標分析。圖1“創新指數榜”從圖1可以看出,院屬13個單位4年來的排名波動情況參差不齊,總體單位C、分系統單位H和分系統單位I等排名在中間段的單位各年度排名波動較大,總體單位A、分系統單位B、分系統單位I等排名靠前和靠后的單位波動較小。各單位排名波動情況2013年與2014年較為明顯,2015年波動相對較小。排名逐步上升的單位有:總體單位B、分系統單位C。排名逐步下降的單位有:總體單位A、分系統單位F、分系統單位H等。從圖2和圖3可以看出,無論原始得分還是標準得分,4年來,各單位的方差和標準差逐步增大,意味著各單位之間的差距逐步增大;而原始得分平均分逐步增大,標準得分平均分逐步減小。(1)排名中間段的單位各年度波動較大,靠前和靠后單位的波動較小,一方面反映出“創新指數榜”考核與評價指標體系的作用主要體現在對中間段單位的導向作用較大,排名靠前單位的優勢地位在短期內難以撬動,排名靠后單位的基礎較弱,短期內仍存在較大差距,而中間段單位之間差距較小,各單位通過考核評價指標體系的引導,短期內采取改進措施,對其提升效果明顯。(2)2013年與2014年波動較為明顯,另一大重要因素為“創新指數榜”考核與評價指標體系被廣泛接納。2012年底啟動實施并公布“創新指數榜”,對院屬各單位觸動較大;2013年各單位加強了對指標體系的認真研究并及時調整年度工作思路,體現在2013年底的年度考核評價結果中;2014年一院啟動實施全院戰略績效考核,將“創新指數榜”考核評價納入其中,并對指標體系的個別指標內涵及個別指標計分方法進行了多處修訂,主要體現在個別單位的“加分項”等指標變化較大,對排名情況影響較大。(3)從2014年開始,一院正式公布年度“創新指數榜”的同時,根據指標體系計算得分,對各單位的明顯弱項進行解析與反饋,對于各單位技術創新工作也起到一定的推動和督促作用。(4)從“創新指數榜”指標得分情況來看,“加分項”(不設上限)差距明顯,說明部分單位對指標體系進行了深入分析,結合自身情況,積極開展工作,在加分點上下功夫,導致各單位差距逐步拉大,差距越來越明顯。(5)原始得分和標準得分平均分趨勢相反,這主要與各單位差距拉大,第一名分值越來越高,其他單位的標準分相應減小有關。這也說明創新考核評價實際上拉大了“貧富”差距。(6)對排名逐步降低的總體單位A、分系統單位F、分系統單位H等單位進行分析,發現其自身按年度縱向對比,分值逐年增長,橫向對比,因進步速度落后于進步明顯的單位,排名反而下降。

3.2典型案例導向性分析

本文對排名逐步上升的單位總體單位B和分系統單位C得分情況深入挖掘(見表5),發現:總體單位B組織體系建設日趨完善,專職研發隊伍、加分項等指標增長明顯。追溯其實際情況,在組織體系方面,總體單位B近年來積極開展創新平臺建設,2013年聯合國內高校和研究機構成立國防科技工業某技術研究應用中心,成為院仿真中心依托單位,2014年與中科院某研究所聯合成立航天某系統聯合實驗室,組織體系指標增至滿分;專職研發隊伍指標提高與考核評價指標體系調整關系較為密切,暫且不論;加分項方面,2014年考核指標體系增加了“對在院年度戰略目標實現方面有重大貢獻的單位,院將酌情加1~3分”,“軍品型號首飛成功”和“民品重大項目首臺/套產品成功交付”等加分點,總體單位B充分發揮總體單位優勢,重點關注軍品型號首飛成功等加分點,同時積極申報重大項目論證,加分項方面逐年提高明顯。分系統單位C組織體系建設日趨完善、專職研發隊伍、專利許可/轉讓、加分項等指標增長明顯。追溯其實際情況,在組織體系方面,分系統單位C從2013年開始,陸續成立2個所級試驗中心、與高校建立兩個聯合研究中心等,完善了創新平臺建設,組織體系指標增至滿分;專職研發隊伍指標提高與考核評價指標體系調整關系較為密切,暫且不論;專利許可轉讓方面,加大許可轉讓力度,2012年專利轉化0萬元,2013年轉化收益額為101萬元,2014年專利轉化收益額為588萬元,2015年單位間專利許可轉讓收益額達1200萬元,位列全院第一名,進步顯著;加分項方面,積極開展演示驗證試驗,爭取重大項目立項,加分項從2012年的0.1分提高至2015年8.55分。

4結論與建議

航天技術對國防的意義范文5

之后,人們在觀察兒童玩的地陀螺時發現,陀螺之所以能在高速旋轉時豎直不倒并與地面保持垂直,與其自身具有的穩定性和進動性有關??茖W家們根據這一力學特性,成功研制出了一種無外界參考信號也能探測出運載體本身姿態和狀態變化的內部傳感器—陀螺儀。這種裝置能夠測量相對慣性空間的角速度和角位移。利用精確的陀螺儀和加速度計能夠測量出火箭、導彈、宇航飛行器及遠程飛機、潛艇等運載體的角運動和直線運動信號,經計算機綜合計算后,便能對姿態控制系統和推進系統發出指令,運載器就能實現自主導航。

陀螺儀自問世以來,一直被廣泛地運用于航海、航空、航天、軍事等領域,一直是各國重點發展的技術之一,對國防工業和其他高科技的發展具有十分重要的戰略意義。第一次世界大戰后,美國率先研制出陀螺儀,并將其相繼推廣應用于航海和航空事業中。20世紀初,飛機陀螺穩定器和自動駕駛儀逐漸出現并在航空領域應用,到了20世紀中葉后期,慣性導航系統已初步實現工程應用。而隨著光電技術的迅猛發展,許多可靠性高、壽命長、體積小、質量輕、功耗低、啟動快、動態范圍大的新型陀螺儀已經成為21世紀慣性測量與制導領域的主導產品之一。直到今天,與陀螺儀相關的技術,仍然是各國科研人員們關注的焦點。

然而,由于發達國家對此技術一直實行嚴密封鎖,再加上我國工藝基礎薄弱、關鍵設備缺乏、可借鑒的經驗較少,長期以來,慣性制導技術都是制約我國新型戰術武器快速機動、精確打擊的關鍵技術瓶頸之一。盡管發展新型高性能陀螺儀對我國來說已經刻不容緩,但從原理樣機、工程樣機到產業化應用過程中的一系列難題就像一座座山巒,橫亙在我國科研人員面前。

作為我國導航、制導和控制領域新型慣性技術專家,航天慣性技術學科帶頭人之一,中國航天電子技術研究院十三所副所長王巍從上世紀90年代后期開始主持新型高性能陀螺儀及其慣性系統的研發工作,為滿足我國武器裝備和宇航飛行器對高精度、長壽命、高可靠陀螺儀的迫切需求,他帶領著一支平均年齡僅30歲的科研團隊,憑借頑強的意志和勇于開拓創新的精神,突破種種技術瓶頸,打破了技術封鎖,使我國新型高性能陀螺技術逐步發展起來,并取得了一系列重要成果。

光纖陀螺顯實力

光纖陀螺是應用激光及光導纖維技術測量物體相對于慣性空間的角速度或轉動角度的無自轉質量的新型光學陀螺儀,其工作原理是基于相對論的Sagnac效應,與傳統機械陀螺或激光陀螺相比,具有工藝簡單、全固態沒有旋轉部件和摩擦部件、壽命長、動態范圍大、瞬時啟動、結構簡單、尺寸小、重量輕、成本低、可靠性高等優點。自1976年問世以來,光纖陀螺在歐美國家得到高度重視和廣泛應用,其精度覆蓋范圍之廣、應用范圍之大都是以往其他陀螺所無法比擬的,尤其是光通信產業及大規模集成電路的迅速發展更是顯著推動了光纖陀螺的發展,使其成為21世紀慣性測量與制導領域的主導產品和研究重點之一,備受世界各國關注。

21世紀初,王巍帶領著科研團隊針對我國宇航應用的緊迫需求,開展了我國光纖陀螺應用試驗研究。他提出采用光纖光源的長波長的新型陀螺儀方案,成功研制出高精度光纖陀螺儀。研制初期,王巍對項目涉及的核心技術、關鍵技術、技術和創新思路進行了全系統的規劃和梳理,從光纖陀螺技術方案到實現途徑,從光學器件到儀表、系統,從設計技術到工藝裝備、試驗驗證方法等都進行了系統性、理論性、集成性的發明創新。同時,他帶領隊伍以全新的技術解決途徑,將關鍵光學器件的長期穩定性、調制器及系統輸出的非線性、儀表的空間環境適應性等在宇航環境下影響精度的難題逐個擊破,實現了高精度光纖陀螺的高信噪比和標度因數的高穩定性目標。

由于光纖陀螺慣性制導技術在戰術武器領域具有的特殊重要性,國外對此項技術的封鎖十分嚴密。為了解決國防需要,立足當時國內相對薄弱的相關工業基礎,王巍團隊選擇了一條具有中國特色的光纖陀螺研發道路。據他介紹,與國外光纖陀螺采用“全保偏”和“消偏”光路技術不同,我國采用的是“低偏和保偏混合”光路技術,對光學器件性能要求低,綜合成本也低,并且通過采取一系列配套技術支持,使陀螺儀在惡劣條件下能實現較好的精度和測量效果。這就是“具有中國特色的”表現之一。

王巍還提出了基于多約束、多目標優化設計方法的小型化光機電一體閉環光纖陀螺儀技術方案,進行了從光電子器件陀螺儀表到慣性系統的設計思路、技術途徑和工程化實現方法的整體創新和發明改造,代表成果之一就是“采用低偏和保偏混合光路的光纖陀螺”。2007年,該成果獲得烏克蘭專利授權后,又順利拿到了美國、歐亞等8個國家的發明專利授權。王巍說:“這意味著擁有絕對自主知識產權的光纖陀螺技術不僅填補了航天科技集團公司國際技術專利申請的空白,還獲得了國際認可,為進一步開拓國際市場奠定了堅實基礎?!?011年,該成果代表軍工系統首次問鼎了中國專利金獎的最高榮譽,不僅實現了我國慣性制導技術的更新換代,還扭轉了我國宇航領域和新型武器系統相關產品受制于人的被動局面,對我國武器裝備和國防科技實現跨越發展來說具有重要意義。

據王巍透露,高精度光纖陀螺儀目前已在神舟八號飛船、神舟九號飛船、天宮一號目標飛行器、資源三號衛星等20余個衛星和載人飛船上成功應用,即將應用于神舟十號等系列載人飛船。高精度光纖陀螺儀的研制成功,不僅滿足了我國宇航領域、通信、試驗、探測等衛星對新型陀螺儀的應用需求,還徹底結束了我國宇航用高精度長壽命陀螺儀長期依賴進口、受制于人的歷史。

2007年初,王巍團隊負責研制的某型導航衛星用光纖陀螺組件在超出技術條件的太空環境下成功啟動工作,并在軌連續正常工作25個月以上,實現了國內光纖陀螺技術在衛星中的首次成功應用。他們還組織實施了宇航級光纖陀螺替代進口專項工程,研制了長壽命光纖陀螺組件系列型譜產品,分別替代了進口撓性陀螺和三浮陀螺。目前產品已在對地遙測和科學試驗衛星等多顆在軌衛星上應用。與此同時,他們在國內率先研制出的基于長波長的精密級宇航用高精度光纖陀螺儀工程樣機榮獲2010年國家技術發明二等獎,相關部分技術指標與已報道的實用化光纖陀螺國際最優水平相當,技術水平被鑒定為國內領先、國際先進。

但是,王巍和團隊并不滿足于此。他說:“我們搞科技創新不是為創新而創新,申請專利也不是為專利而專利。立足科研攻關,解決實際需要,讓產品發揮真正的實用價值,實現真正應用,才是我們追求的目標?!?/p>

多年來,王巍團隊以打牢基礎、吃透技術為本,深入鉆研光纖陀螺誤差機理,建立應用模型,并承擔了國家“973”項目,擔任技術首席。同時,他們以市場為導向,堅定不移地以產業化發展為目標,發揮專業優勢,積極為光纖陀螺慣導項目的市場開拓和推廣應用探索新思路和新途徑。為了實現光纖陀螺的工程化,王巍團隊在產業配套上不僅自主建立了Y波導、耦合器、光纖環等關鍵光學元器件的研制工藝線,加強關鍵光學元器件的產業鏈建設,成為國內唯一具有完備產業配套的光纖陀螺研制單位,還拉動了國內光纖陀螺用光學元器件技術的發展,編制起草了一系列企業標準、宇航標準和國家軍用標準,建立了新品研發體系,將航天型號要求傳遞貫徹至基層,使民口企業建立健全了技術、質量、保密體系,探索出了一條軍民互動、寓軍于民的發展新路子。

電學參量拓領域

科研是一項講求前瞻性的工作,最忌固步自封。王巍說:“我們常常同時進行多個相關方向的研究工作,如果總是取得一個突破之后才開始新的研究,很多技術可能就會落后于人?!闭且驗榫哂羞@樣的前瞻性和敏銳意識,王巍很早就率領團隊開始了電氣系統電學參量寬頻域光纖精密測量技術的研究。

據了解,電氣系統電學參量包括電壓、電流、阻抗、功率、頻率、相位等,它的準確測量是獲取電氣系統和電氣設備運行狀況和實施各類電氣控制的關鍵依據信息,也是電氣測量與控制系統安全、可靠、穩定、有效運行的基礎。但電學參量傳統測量技術在原理上存在一定的缺陷,使其成為諸多工業領域技術發展的瓶頸。

王巍此次提出的電氣系統電學參量寬頻域光纖精密測量技術,是一種非接觸式的精確測量裝置,是電力系統智能電網中測量與控制的新一代關鍵設備,能夠有效解決互感器高壓絕緣困難等瓶頸性難題。整個研制過程中,王巍研究了基于Sagnac干涉儀的全光纖電流測量裝置的時空非互易性誤差機理,創新磁光效應有用信號高精度檢測的光路偏振復用和光纖敏感環圈圓偏振保持等方法,實現了寬溫范圍內標度因數的穩定性,使其達到10kHz寬頻帶0.1%的高檢測精度。同時,他們研制的基于泡克爾斯效應的光纖電壓測量裝置,突破了光路增益變化影響測量精度的難題,實現了環境條件下的長期穩定性,達到了0.2%的高檢測精度。

王巍介紹說:“運用電氣系統電學參量寬頻域光纖精密測量技術對電學參量進行測量,可以理解為我們給電線戴了一個‘手鐲’,然后通過‘感應’掌握所需信息,有點兒像中醫的把脈過程。而以往要通過‘抽血化驗’才能獲得相關電學參量。”王巍提出的辦法不僅簡化了電學參量的測量,還為變電站的建設提供了新的途徑?!耙郧白冸娬局車捎诎踩珕栴}是不允許建房子的,但應用這個新技術后,可以在地下建變電站,節約用地的同時還美化了環境?!?/p>

據悉,電氣系統電學參量寬頻域光纖精密測量系統是突破我國智能電網的關鍵技術之一,它所具備的強絕緣性、高安全性、數字化輸出和小型化等優點使其成為國內大多數數字化變電站的首選,目前已在40多個智能電網示范項目上成功運行,累計應用數量達到1600余相,投運數量躍居世界第一。王巍表示,該測量系統在航天科研現場電源品質檢測、艦船電力監控、有色金屬冶煉等領域具有廣泛的應用前景。目前,公司已與德國西門子集團達成合作意向,簽署了產品出口合同。

在為航天、軍工發展服務的同時,王巍還不斷加強技術和產業拓展,積極探索新形勢下產業發展的新思路和新途徑,并將所取得的核心技術逐步拓展到民用領域。近年來,團隊在他的帶領下開拓思路,不斷創新,先后完成了“北京奧運博物館科技展項工程”“油氣管線光纖安全報警系統”等一系列項目研究,研制了許多性能穩定的產品,不僅樹立了光纖傳感系統系列產品的良好形象,同時也進一步推動了航天技術應用產業向信息技術、物聯網技術方向的發展。

三浮陀螺打基礎

據了解,三浮陀螺儀是一種液浮、磁浮和動壓氣浮并用的陀螺儀。而高精度三浮陀螺儀和加速度計是我國國家重點任務慣性制導平臺系統的核心慣性儀表,是一項涉及多學科的世界公認的高難技術之一,在高精度導彈武器系統中長期起著支撐性作用。

1995年,王巍作為課題負責人,帶領團隊承擔了三浮陀螺儀表的關鍵技術—數字化有源磁懸浮支承系統研制的任務。為提高我國新型導彈慣性制導用三浮陀螺儀表磁懸浮支承的支承力和浮子對中精度,解決其干擾力矩大、啟動時間長等難題,王巍在當時研制條件薄弱、技術封鎖嚴密的情況下,帶領團隊創新開拓,突破時分復用的有源磁懸浮動態模型辨識和電磁元件轉換效率提高技術,提出了基于模糊控制規則的有源磁懸浮智能控制系統技術方案,實現了磁懸浮支承系統的變周期、變剛度及徑向解耦控制。該技術的應用使我國三浮陀螺儀和加速度計性能獲得顯著突破,獲部級獎勵2項。

注重創新育人才

科技創新,人才為本。面對新技術研發和工程應用并舉的激烈競爭形勢,王巍始終把發現、培育和集聚創新人才、打造創新團隊作為工作重點。在他看來,創新不僅建立在扎實的基礎之上,還需要勇氣和闖勁兒?!熬拖翊蛘桃粯?,不攻下這個山頭,部隊就面臨全軍覆沒,這種時候就算玩命也要打贏。所謂狹路相逢勇者勝,年輕人如果不敢闖新路、不敢擔當,還怎么談創新?”

王巍所帶領的光纖項目團隊中,近幾年參加工作的年輕人占到了80%,他結合航天科技集團公司“航天人才科學作風培養”工程,將培養和創新相結合,以航天工程課題組+研討會的創新模式開展人才培養工作,不僅增強了團隊的創新活力,幫助年輕人更快進步,還讓中年技術骨干和老同志在幫助年輕人的過程中再學習、再提高,從而適應新技術研發的需要。通過在創新中發現、培育和凝聚人才,激勵新思路、新發明,以積極的態度直面市場競爭和技術進步,王巍團隊形成了創新型的文化和優良作風,而這種文化和作風也有力地推動了團隊科研事業的創新發展。

作為博士生導師和團隊帶頭人,王巍在深入科研攻關一線,與大家一起制定方案、攻克難題的同時,還不斷鉆研機理、總結經驗,將其提煉成專利、標準、書籍,以此帶動整個技術領域的發展。他發表的學術專著《干涉型光纖陀螺技術》榮獲2011年度新聞出版總署“三個一百”原創圖書獎,同時被評為中國宇航出版社“30年最具影響力的10部(套)航天專著”之一。到目前為止,王巍先后為我國航天事業培養了3名博士、9名碩士、7名在讀博士、8名博士后,其中2人榮獲中國航天科技集團公司優秀畢業生稱號。

如今,團隊中的許多科技尖兵,都成為了中堅力量,曾經只有幾個人的課題小組,也變成了集研發、設計、制造等于一體的高新技術研究創新型企業和新型研究所。在王巍的帶領下,團隊又在三軸一體光纖陀螺、諧振腔型光纖陀螺技術研究中取得突破,研制出了工業級、軍品級、宇航級系列型譜光纖陀螺及其系統產品,以及新型分布式光纖溫度、應力、氣體等傳感器,并已在數十個型號中得到廣泛應用。與此同時,王巍及其團隊憑借這些極具創新的科技成果,在獲得第十三屆中國專利金獎的同時,先后兩次獲得國家技術發明二等獎、一次國家科技進步獎,多項國防科技、軍隊、中央企業創新獎,并多次在航天集團公司技術創新、知識產權、標準化、工藝、信息化等工作中獲得先進集體和標桿單位稱號。

務實平凡求無愧

2011年11月3日,神舟八號與天宮一號交會對接,天宮一號目標飛行器的主控慣導設備是王巍和團隊研制的光纖陀螺慣測裝置,這也是該裝置在世界上首次被用于空間站姿態測量與控制,可以說是交會對接技術的創新亮點之一。2012年6月24日,神舟九號與天宮一號首次交會對接,王巍帶領團隊研制的手控光纖慣組裝置穩定了飛船位置和姿態,幫助航天員順利完成了對接任務,為此次交會對接任務的順利完成發揮了重要作用……

也許很多人都以為,能夠承擔這些影響深遠、意義重大、責任艱巨、關乎國家利益,甚至關乎國防安全的研制任務,王巍心里一定很興奮、激動,或者覺得無上光榮。其實,他很忐忑,也不敢輕易說光榮,因為這兩個字的分量太重!每一次發射,王巍和團隊都會堅守在現場,一直要等到航天員的返回艙安全著陸,心里的石頭才可以放下,才敢確定任務成功。

王巍說,航天是一項大系統工程,對技術、質量的要求嚴格、挑剔到了極致,這種特殊性“逼著”科研人員必須理性,來不得一點兒馬虎??蛇@并不代表他們不感性。王巍記得,當光纖陀螺第一次取得突破的時候,每一個參與了研制任務的戰友眼淚都奪眶而出。這些淚水里包含著壓力,包含著項目研制時經歷的艱辛和煎熬,也包含著成功之后的喜悅。就像王巍說的,這一刻的喜極而泣,沒有身處其中的人,難以感同身受。

航天技術對國防的意義范文6

盤點五年成就

《2011年中國的航天》白皮書首先回顧了2006年以來中國航天的輝煌成就,令人鼓舞。白皮書說,近年來,中國航天事業發展迅速,在若干重要技術領域躋身世界先進行列。由于我國國力顯著增強,科技水平迅速發展,越來越深刻地認識到發展航天技術對提高國家威望、增強民族志氣、帶動技術飛越、促進經濟發展、改善人民生活、保障國家安全等方面具有重要作用,并將關系到人類社會的未來。

2006年以來,我國在載人航天、月球探測等航天重大科技工程取得突破性進展。在白皮書中總結了九個方面的成就,它們既大大提高了我國航天技術水平,也惠澤我國國計民生的許多領域。

例如,我國2008年發射的“環境”-1A、1B光學小衛星因具有高時間分辨率和中等空間分辨率,所以已在環保、減災和農業等許多領域發揮了積極作用,很受各界歡迎。我國還擬在2012年發射“環境”-1C雷達小衛星,它將與“環境”-1A、1B光學小衛星組成我國第一代環境與災害監測預報小衛星星座。從2006年起,我國開始使用大容量地球靜止軌道衛星平臺“東方紅”-4,用它先后研制并發射了委內瑞拉衛星-1、巴基斯坦衛星-1R和尼日利亞通信衛星-1R等衛星,實現了整星出口,不僅大大提高了我國的國際威望,也獲得了可觀的經濟效益。

從2007年起至今,我國有10顆“北斗”導航衛星升空,并已開始向亞太地區用戶提供試運行服務。2012年,我國將建成由5顆地球靜止軌道衛星+5顆傾斜地球同步軌道衛星(2顆在軌備份)+4顆中圓地球軌道衛星組成“北斗”衛星導航區域系統的星座。其主要功能是定位、測速、單雙向授時、短報文通信;服務區域包括中國及部分亞太地區;定位精度優于10米;測速精度優于0.2米/秒;授時精度50納秒;短報文通信120個漢字/次。

衛星導航系統被公認為是“一只會下金蛋的雞”,用途現已遍及人類活動的每一個角落,因為在當今社會,60%左右的信息都與時間和定位有關,擁有自主的時間和定位系統,不僅事關獨立自主,也事關影響力和統治力,并能創造巨大的經濟和社會效益。

2020年建成的“北斗”全球衛星導航星座由5顆地球靜止軌道衛星和30顆非地球靜止軌道衛星組成。地球靜止軌道衛星分別定點于東經58.75度、80度、110.5度、140度和160度。非地球靜止軌道衛星由27顆中圓地球軌道衛星和3顆傾斜地球同步軌道衛星組成。其中中圓地球軌道衛星軌道高度21500千米,軌道傾角55度,均勻分布在3個軌道面上;傾斜地球同步軌道衛星軌道高度36000千米,均勻分布在3個傾斜地球同步軌道面上,軌道傾角55度,3顆傾斜地球同步軌道衛星星下點軌跡重合,交叉點經度為東經118度,相位差120度。地面控制部分由若干主控站、注入站和監測站組成。“北斗”衛星導航系統建成后將為全球用戶提供定位精度優于10米、測速精度優于0.2米/秒、授時精度20納秒的服務,并為我國及周邊地區用戶提供定位精度1米的廣域差分服務和120個漢字/次的短報文通信服務?!氨倍贰比蛐l星導航系統建成后將為民航、航運、鐵路、金融、郵政等行業提供更高性能的定位、導航、授時和短報文通信服務。

在載人航天領域,2008年以來,我國先后了發射“神舟”-7、8飛船以及全新的載人航天器――“天宮”-1目標飛行器,拉開了實施我國載人航天二期工程的序幕,突破和掌握了太空行走和空間交會對接這兩項載人航天的重大基礎技術,使我國成為世界上第三個獨立掌握這兩項關鍵技術的國家,為后續空間實驗室和空間站的建設奠定了基礎,并為今后開展國際合作提供了十分有利的條件。

2007年和2010年先后升空的“嫦娥”-1、2月球探測器,使我國跨入了具有深空探測能力的國家行列,獲得了大量有關月球和地月空間環境的科學數據,有力地促進了我國空間技術、空間科學的進步,豎起了中國航天的新里程碑。

《2011年中國的航天》白皮書有三個特點。一是明確提出了和平發展原則,表明中國和平發展航天事業的立場和決心。二是重點建設空間基礎設施,強調航天技術在培育和發展戰略性新興產業中應發揮更大的作用。三是豐富和細化了空間技術內容,對過去成就與未來任務的描述更加系統。

規雄偉未來

《2011年中國的航天》白皮書向世人展示了我國未來5年航天的發展前景。它根據中國國情并綜合研究世界航天發展趨勢,把穩步發展與跨越式前進有機結合,涉及面寬、范圍廣,并進行了統籌考慮、科學部署。

進一步提升進入空間的能力

白皮書中提到,在今后5年內實現“”-5、6、7火箭首飛,開展重型運載火箭專項論證和關鍵技術預先研究。一個國家進入太空的能力在很大程度上決定了其空間活動能力以及空間應用水平。例如,“”-5火箭近地軌道運載能力為25噸,這就為我國建造空間站提供了重要支持,因為從世界空間站的發展來看,空間站單個艙段為20噸左右最佳,所以要發射空間站艙段必須擁有大推力火箭。

具有“無毒、無污染、低成本、高可靠、適應性強、安全性好”等特點的“”-5新一代運載火箭,其基本型為帶助推器的兩級火箭:芯一級采用2臺推力各約50噸的氫氧發動機(YF-77)并聯組成;助推器根據需要采用120噸推力液氧煤油發動機(YF-100)數臺;芯二級采用2臺推力各約8噸的氫氧發動機并聯組威,它由“”-3A第3級氫氧發動機(YF-75D)改進而成;整流罩直徑52米,長18米。“”-5近地軌道運載能力覆蓋115~25噸,地球同步轉移軌道運載能力覆蓋15~14噸。

白皮書指出,我國正開展載人登月前期方案論證,研制重型火箭對于未來載人登月甚至載人登火星具有重要意義。由于載人登月飛船一般需在50噸以上,而其奔月時的速度要求為10.9千米/秒,因此必須擁有重型運載火箭才行,如要進行載人登火星更是如此。當年美蘇競賽載人登月時蘇聯之所以敗給美國,最重要的原因就是蘇聯NI重型火箭4次發射均告失敗。

我國龍樂豪院士等火箭專家在《國際太空》雜志發表過有關我國發展重型運載火箭的初步總體方案:在動力選型方面,擬基于液氧煤油發動機、液氫液氧發動機和固體發動機來構建我國的重型運載火箭,其中上面級發動機選擇氫氧發動機,地面起飛動力選擇全液氧煤油或者固體助推+氫氧芯級,起飛推力達到5000噸級;

在構型選擇方面,擬采用兩級半構型,這在一定程度上能夠兼顧火箭運載效率優化,另一方面能夠通過二級一次點火和兩次點火的不同選擇,適應不同的目標軌道;在直徑選擇方面,由于長細比過大的火箭不利于控制,所以初步確定重型運載火箭的長細比不超過12,計算結果表明重型運載火箭的直徑不應小于9米。重型運載火箭芯級發動機采用“X”布局、切向擺動。

龍樂豪院士等火箭專家透露,經過初步優化,現有2種重型火箭的初步方案。

方案A:助推器采用4個650噸推力級液氧煤油發動機,芯一級采用4臺650噸推力級液氧煤油發動機,芯二級采用2臺200噸推力級氫氧發動機,起飛質量4100噸,起飛推力5200噸,全箭總長98米,近地軌道運載能力130噸。

方案B:助推器采用4個千噸推力級固體發動機,芯一級采用4臺200噸推力級氫氧發動機,芯二級采用1臺200噸推力級氫氧發動機,起飛質量4150噸,起飛推力5000噸,全箭總長101米,近地軌道運載能力133噸。

根據前期載人登月論證工作的初步結果,我國載人登月擬采用兩步走的戰略實施,第一步是在2025年前,利用現有火箭技術,發展近地軌道運載能力50噸級超大型運載火箭,盡快實現2~3人的月球探測活動;第二步是在2030以后,發展基于大直徑、大推力發動機技術的重型運載火箭,實施3人以上的月球探測和開發活動。經過計算,重型運載火箭具備將50噸級的有效載荷送入奔月軌道的能力,結合前期論證結果可知,采用重型運載火箭具備一次發射將3人以上有效載荷送上月球,并從月球安全返回的能力。重型運載火箭還可用于無人火星探測、載人登陸火星和建造空間太陽能電站等。

重點建設空間基礎設施 白皮書強調,我國重點建設由對地觀測、通信廣播、導航定位等衛星組成的空間基礎設施框架,進一步完善地面系統建設和衛星應用服務體系,初步形成長期、連續、穩定的業務服務能力,擴大應用規模,更好地滿足應用需求,促進我國戰略性新興產業的發展。

我國將研制發射立體測繪衛星、環境與災害監測雷達衛星等新型對地觀測衛星。2012年1月升空的“資源”-3衛星是中國第一顆自主研制的民用高分辨率立體測繪衛星。通過立體觀測,可以為國土資源、農業、林業等領域提供服務?!百Y源”-3將填補中國立體測圖這一領域的空白。該衛星采用經適應性改進的“資源”-2衛星平臺,配置4臺相機:1臺地面分辨率優于2.5米的正視全色TDI CCD相機;2臺地面分辨率優于4米的前視、后視全色TDI CCD相機;1臺地面分辨率優于10米的正視多光譜相機。衛星具有側擺功能,可對地球南北緯84度以內的地區實現無縫影像覆蓋,每59天實現對我國領土和全球范圍的一次影像覆蓋,在特殊情況下,能夠在5天之內對同一地點進行重訪拍攝。衛星升空后,可對地球南北緯84度以內的地區實現無縫影像覆蓋,每59天實現對中國領土和全球范圍的一次影像覆蓋。其影像分辨率及測圖精度為國內第一。“資源”-3衛星集測繪和資源調查功能于一體,主要用于生產中國1:50000基礎地理信息產品,以及1:25000等更大比例尺地圖的修測和更新,開展國土資源調查與監測,為防災減災、農林水利、生態環境、城市規與建設、交通和國防建設等領域提供有效的服務。

2012年發射的“環境”-1C(即“環境與災害監測雷達衛星”)是我國首顆民用雷達衛星,使用可折疊式網狀拋物面天線,天線將在衛星入軌后展開。其星載雷達具有條帶和掃描兩種工作模式,單視模式空間分辨率可到5米,4視模式空間分辨率為20米,提供的合成孔徑雷達圖像以多視模式為主。

白皮書表示,我國將發展移動通信業務衛星,研制更大容量、更大功率的新一代地球靜止軌道通信廣播衛星平臺。這對我國經濟建設、國家安全、社會進步和科學繁榮等都會帶來顯著的效益。例如,發展移動通信業務衛星可向各種用戶,尤其是緊急救援用戶以及遠離城市用戶提供實時語音、數據等多種服務,這對于減災、探險、旅游、公安、運輸等許多領域具有重要作用。移動通信業務衛星覆蓋區域廣,其不受地理障礙約束和用戶運動限制等優勢使光纖通信望塵莫及,用途越來越廣。

我國目前使用的“東方紅”-4大型靜止軌道衛星平臺,有效載荷承載能力595千克,可提供有效功率8千瓦,設計壽命15年。我國還將研制更先進的“東方紅”-5平臺,它擬使用電推進技術等多項新技術,有效載荷承載能力1200~1500千克,可提供有效載荷功率15~20千瓦,可大大提高衛星的應用能力和范圍。

現在,美國、歐洲和日本都發射了如“哈勃”等多種天文衛星,這種衛星最大的優點是不受大氣層的影響,進行全波段天文觀測,但我國目前還沒有。白皮書透露,我國將研制發射“硬X射線調制望遠鏡衛星”,它將是我國第一顆天文衛星,有力地促進我國空間天文學的研究。

據中國科學院高能物理研究所盧方軍研究員介紹,“硬X射線調制望遠鏡”是國際上已知計中唯一一臺既可以實現寬波段、高靈敏度X射線成像巡天,又能研究黑洞、中子星等高能天體的短時標光變和寬波段能譜的空間X射線天文觀測設備。與已有和研制中的硬X射線望遠鏡比較,“硬X射線調制望遠鏡”在全天巡天的靈敏度和高計數率觀測的時變研究方面具有明顯優勢,使得中國有可能在黑洞的尋找和高精度觀測這兩個方面取得突破性的重大成果。

“硬X射線調制望遠鏡”采用分艙室式設計,有效載荷(科學探測儀器)位于衛星上部,服務艙以“資源”-2衛星平臺為基礎,位于衛星下部。衛星總質量2700千克,將運行在高度550千米、傾角43度的近地圓軌道,設計壽命4年。其主有效載荷包括高能X射線望遠鏡、中能X射線望遠鏡和低能X射線望遠鏡。由于不同能量的X射線輻射起源于天體上不同的物理過程,這些望遠鏡在不同的波段同時觀測一個天體,可以對天體的活動給出更全面和準確的描繪。

據盧方軍研究員透露,“硬X射線調制望遠鏡”是我國第一顆空間天文衛星,采用了低噪聲、高能量分辨率X射線探測技術、Si-PIN探測器和讀出專用集成電路技術、硬X射線探測器技術等多項國際先進水平的載荷技術,在衛星背景型號研究期間,取得多項創新性技術成果,顯著提升了我國的空間探測能力。

實施一批重大航天科技專項

白皮書介紹,我國載人航天、月球探測、高分辨率對地觀測系統、二代導航系統將取得重大階段性成果,帶動相關科學技術的發展,為國家科學技術的整體進步做出新的貢獻。

我國將在今后5年內發射空間實驗室、載人飛船和貨運飛船,突破和掌握航天員中期駐留、再生式生命保障及推進劑補充等空間站關鍵技術,開展一定規模的

空間應用。這些都是為空間站建設進行技術準備,因為空間站猶如在宇宙海洋中遨游的航天母艦,需要各種配套設施的支持。

空間實驗室是建立長久性空間站的重要一環,以突破和驗證空間站關鍵技術為主要任務目標,以“短期有人照料、長期自主運行”為主要工作模式。我國空間實驗室發展構想具有如下主要特征:通過一次性攜帶的物資,可實現少批量、短時間航天員在軌駐留,一般不具備長期載人能力;一般沒有在軌補給和補充功能,壽命較短;規模小,不具有可擴展性;能進行空間站關鍵技術驗證試驗,可開展一定規模的空間應用。

“天宮”-2空間實驗室將主要開展地球觀測和空間地球系統科學、空間應用新技術、空間技術和航天醫學等領域的應用和試驗?!疤旄弧?3空間實驗室將主要完成驗證再生生保關鍵技術試驗、航天員中期在軌駐留、貨運飛船在軌試驗等,還將開展部分空間科學和航天醫學試驗。

我國還將以空間實驗室為基礎,研制比俄羅斯“進步”系列貨運飛船更先進的貨運飛船,最大直徑約3.35米,發射質量13噸,一次運貨能力達6噸,是“進步”號貨運飛船的3倍。

2020年前后建成的我國第一個載人空間站起點很高,是多艙式空間站,采用積木式構型,由1個核心艙和2個實驗艙組成,同時對接載人飛船和貨運飛船后,總質量80噸。它們在核心艙統一調度下協同工作,完成空間站承擔的各項任務。

我國載人空間站的核心艙含節點艙、生活控制艙和資源艙,全長約18.1米,最大直徑約4.2米,發射質量20~22噸。其主要任務包括為航天員提供居住環境,支持航天員的長期在軌駐留,支持飛船和擴展模塊對接??坎㈤_展少量的空間應用實驗,是空間站的管理和控制中心。

實驗艙具備獨立飛行功能,與核心艙對接后形成組合體,可開展長期在軌駐留的空間應用和新技術試驗,并對核心艙平臺功能予以備份和增強。其中實驗艙I全長約14.4米,最大直徑約4.2米,發射質量約20~22噸,兼有組合體控制與應用實驗功能。實驗艙II體積、尺寸、質量與實驗艙I相近,以應用實驗任務為主。

雖然與123噸的“和平”號、423噸的國際空間站相比,我國空間站規模相對較小,但從建造成本和應用效益的角度綜合分析,這是一個符合中國國情和實際需要的理性選擇。我國既不貪大求全,但又規模適度,有望取得較高的工程應用效益。

白皮書重申,我國將繼續按照“繞、落、回”三步走的發展思路,推進月球探測工程建設。其實,這三步走的每一步都是對前一步的深化,并為下一步奠定基礎。從“繞、落、回”的科學目標看,它們有明顯的遞進關系:“繞”就是進行全球性、整體性與綜合普查;“落”就是進行區域性精細就位分析;“回”就是采集樣品返回地面后進行精準分析。

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