发布时间:2023-09-22 18:14:18
绪论:一篇引人入胜的航天技术的发展,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

“嫦娥三号”相关技术,将对我国空间科技和航天产业具有直接而广泛的推动作用,包括运载技术、卫星技术、地面遥测系统和深空测控网等一系列基础建设。另外,据专家说,“嫦娥三号”技术的二次开发带来的作用,包括对航天器本身、航天技术本身的促进,以及对于人工技能、机器人、遥控作业、办公自动化、超音速飞行、光通讯、数据处理,超高强度、超高温材料,电能微波传送,无污染飞行器,空间生命研究等高科技产业都将发挥溢出效应。如:用于“嫦娥三号”月球车的一些关键技术将可望实现“民”,被应用于商业领域,推动国内机器人产业的发展。中国航天科技集团公司第八研究院承担了“嫦娥三号”月球车四个半分系统的研制,该院正计划将用于月球车的移动系统和机械臂等机器人技术向民用领域拓展,用于服务和工业机器人,实现“民”。
事实上,航天技术推广是需要一个过程的。如美国“阿波罗”计划实施后,过了约30年时间,大量航天军用技术才被普及。从目前国内政策看,政府正鼓励相关技术的“民”,在不远的将来这些技术肯定会向民用转化。
探月工程同时也是一项全社会广泛参与的高科技工程,在“嫦娥三号”任务各系统研制过程中,一大批民营配套单位积极参与、无私奉献、发挥自身优势,为“嫦娥三号”任务作出了重要贡献。如华力创通很早就进入军品领域,目前公司的仿真业务属于军工核心领域。该公司研制的半实物仿真系统HRT-1000应用于中国“神舟”系列飞船研制、国产先进战机“歼十”的研制和自主产权的支线客机ARJ-21的航电测试系统中。华力创通的案例仍是数量稀少的个案,大批非航空航天系统的企业仍被阻挡在行业门外。
对于民营企业参与军工建设来说,有机会也有壁垒。由于军工涉及到国家的安全,具有保密性,因此其竞争并非是完全市场化的。同时,国内非航空航天系统的企业并不了解我国航空航天等军工领域的运作模式,很多民企更是抱着“赚一把”就走的目的硬闯这个领域。因而,民营企业为了更好地服务军工领域,需要做足工课。
按照加大自主创新、发展高新技术、推进产业化、提升产业规模的要求,民营企业应当研究开发科技含量高、市场前景好的航天军民两用高新技术产品,参与航空航天等军民结合高新技术产业的发展,参与航空航天科研生产任务的竞争和项目合作。民营企业可承担航空航天分系统和配套产品研制生产任务,具体承担任务的范围按照国防科技工业主管部门的武器装备科研生产许可目录及有关管理办法执行。
为了进一步推动军民结合,有关部门需要加强内部各单位之间在技术链、产业链之间的协同与配合,促进资源整合与能力的形成,同时积极推动与有关大企业集团的战略合作。打破军工集团“自成体系、部门封闭、企业全能、产研分离”的状态,通过吸收更多优势资源向武器装备科研生产领域集聚,形成开放竞争的国防科技工业发展格局。大力发展军民两用技术,提高军民通用资源和重大设施的共享程度。
在中国运载火箭技术研究院工作的20年间,他先后负责科研生产、质量管理等多项工作,涉及了运载火箭研制管理的许多重要环节。航天技术特有的严密性、精确性让这些工作在旁人眼里都十分艰苦,但李洪认为,这些工作就像一趟神奇的旅行,让他享受其中。用他自己的话来说:“我这个人兴趣爱好广泛,但更热爱祖国的航天事业,只要投入到火箭的研制发射中我就信心十足,就精神百倍。”在这片诞生光荣与梦想的土壤,每一枚运载火箭的成功发射,都能让他兴奋不已。
遨游太空是中国人的千年梦想,也是几代航天人的心血结晶。2003年“神舟五号”载人航天飞行时,李洪就在发射现场,他知道此次发射任务的重要性,毕竟是中国首次载人航天飞行,“人命关天啊”,李洪的脑海里不时闪过这句话,兴奋而紧张。当发射成功的消息被大声宣布出来,李洪从座位上一跃而起,与身边每一个人紧紧拥抱,满眶热泪痛快地潸然落下。
“神舟五号”的发射,是李洪记忆中最珍贵的片段之一,他坦言,不管过去多少年,只要想到这一幕,他都会感到无比的自豪。
“更上层楼”的责任心
在享受工作带给他快乐的同时,李洪也在运载火箭事业上领受过悲痛的回忆。1996年,中国一枚运载火箭在发射时出现意外,李洪的两名同事还因此殉职。
火箭发射失败让李洪震惊并痛心,而同事的殉职更是让他伤心不已。此后发生的事情则更让人忧心,在这次事故之前,中国的运载火箭在国际上口碑良好,价格较低,在运载火箭商业发射市场上有着很强的市场竞争力,原本已经签下了不少发射合同,但随着发射的失败,客户对中国运载火箭的信心产生了动摇,并且在此后的很长一段时间内,中国运载火箭技术研究院没有再拿到一份运载火箭的商业发射订单。
正因如此,李洪在负责质量管理工作时,坚持实行“零缺陷”质量管理理念,严格对待产品质量,在这一点上,原本随和、幽默的李洪异乎寻常的严厉,他表示,航天企业是特殊的“三高”行业:高投入带来高产出,更伴随着高风险。高风险在于其产品一般是在恶劣环境中使用,而且一旦使用,就不可逆转。因此,指挥员按下发射启动按钮的瞬间,既宣告了对产品的正式使用,又检验着无数航天人的责任心。
即使在“神七”航天任务圆满完成后的今天,李洪在谈到运载火箭的质量问题时仍显得严肃而谨慎:“中国古语有云‘千里之堤,溃于蚁穴’,每一个航天型号产品都是由数以万计的元器件、零部件构成的整体,即便是一个小小的螺丝钉、一根导线、一个焊点出了问题,甚至一个细微的多余物存在,都将导致整个型号任务的失败。细微程度比蚁穴有过之而无不及。而一枚发射载人飞船的火箭试验费用价值不菲,凝聚着成千上万人的辛勤劳动,一旦发射失利,将给国家造成重大的经济和声誉损失。特殊的风险决定了特殊的质量,特殊的质量要求更上一层楼的责任心。航天高科技企业的质量观已经远远超越了简单利益层面,上升到“质量是政治、质量是生命”的高度。这种质量,关系着国家的地位和形象,关系着国防建设大局,关系着民族尊严,在载人航天工程中更是与人的生命紧密地联系在一起,因此,势必要求更为过硬的技术,更为严丝合缝的质量标准。”
在介绍近年来中国运载火箭技术研究院所采取的质量管理体系时,李洪说:“我们在零缺陷管理理念的指导下,在产品出现问题前就做出了有效地预防,比如,谨慎、细致地制定设计试验发射的规章制度,并严格执行落到实处,在寻找问题的过程中,从产品的设计方案提出到最终开始正式生产的过程中,都加以严格的监控,找到问题后迅速将其解决,这样就形成了一个完整的闭环模式,不给问题的产生留下任何接口。”担任研究院院长后,他依然把加强质量管理作为重点工作来抓,在二号F遥七火箭质量评审会上,李洪严肃地要求:“我们要以对国家对人民对历史高度负责的态度,增强历史使命感,以最严最慎最细最实的工作作风,确保载人航天的工程质量。”
中国运载火箭技术研究院十几年严格质量管理,使中国运载火箭发射捷报频传,自1996年以来,系列运载火箭已经连续69次成功发射,其中,中国运载火箭技术研究院研制的运载火箭已经连续49次成功发射,中国火箭在国际市场的良好口碑重新铸就。2008年,在成功将一颗尼日利亚卫星运送进太空后,又成功发射委内瑞拉卫星,火箭重新回到了国际市场中。
“新时期”有“新挑战”
近年来,中国运载火箭技术研究院在大力开展技术创新,狠抓运载火箭质量的同时,也在积极地发展航天技术应用产业和航天服务业。李洪认为,发展军工产品是中国运载火箭技术研究院的历史使命,是增强国防实力的需要,容不得半点马虎,而发展航天技术应用产业和航天服务业对实现研究院更好更健康的持续发展,同样有着举足轻重的地位。
事实上,在改革开放之初,中国运载火箭技术研究院经历了一个发展中的动荡时期,当时,政府放开了对研究院经营权的管理,研究院的很多员工开始三五成群地组织民用产品的生产,但产品都不具备过硬的市场竞争力,很快就被市场淘汰,另外一些员工选择了跳槽,李洪介绍,当时的人员流失相当严重,以至于一些知名企业都直接将接送员工上下班的班车停到了研究院门口。
这段经历让李洪痛心不已,不少当时的同事、战友都在那个时候分道扬镳。他暗下决心,再也不能让“班车停到大门口”的事情发生,而要想彻底杜绝这个现象,一是要实现内部职工的个人价值,二是要军品民品两手抓。
正是因为经历过这样的坎坷,李洪接任院长后,把打造职业化团队作为提高企业核心竞争力的重要举措,制定干部员工量化考核标准、职位晋升标准和任职资格体系,实现岗位与能力的有机结合。原本酷爱篮球的李洪这样向我们解释了他关于职业化团队的理解:“搞火箭这么多年,我深刻体会到这是一个浩大的系统工程,个人的力量是重要的,但是没有一个人能够仅仅凭借自己的力量独立完成一枚火箭的研究开发,我们需要有一个团队。这就像组织一支球队一样,要万无一失地打好比赛取得胜利,就一定要把球队状态调整到最好,把这支队伍各个环节可能会存在一些薄弱环节和隐患找出来。怎么找?需要每一个成员的努力,需要每一道程序的高标准严要求。只有这样,整个队伍才能被串联起来,形成一股强大的向心力,而事实证明,这种向心力远比每一个个体的力量要强大得多。”
近年来,在中国运载火箭技术研究院的发展规划中,航天技术应用产业和航天服务业所占比例越来越高,在“十一五”规划中,280亿的经济指标中,航天技术应用产业和航天服务业占有180亿的份额,已成为研究院最为重要的经济来源。
在谈到最近中国运载火箭技术研究院在航天技术应用产业和航天服务业上取得的成绩时,李洪笑言,“航天技术应用产业和航天服务业近些年来确实有了不小的突破,航天煤气化等新技术的应用,风力发电等新能源设备的开发,以及碳纤维、缝编复合材料等新材料的生产,为我们带来了较为丰厚的收入,在这一领域我们还有很大的市场潜力,我们曾经落后,是因为起步晚,市场的规律还没摸透,然而我们相信自己能够继续前进,毕竟我们有先进的技术和航天人特有的迎难而上的精神作为后盾”。
在最后谈到对中国运载火箭技术研究院的展望时,李洪足足沉默了一分钟之久,当他开口时已明显有了一些激动:“中国运载火箭技术研究院是国防科技工业重要的骨干力量,肩负着提升我国综合国力、展示大国地位和形象、增强民族自豪感和凝聚力以及促进国民经济发展的重大责任。我们可以说,确保型号研制生产任务按期完成,确保型号任务发射成功,不仅是研究院发展的需要,更是富国强军的需要。因此,我们要把对责任制的全面落实转变为责任心的全面提升,把对成功的愿望和信心转变为对成功十足的把握,把发展的机遇期转变为能力的成长期,始终坚持遵循型号研制的客观规律,吃透技术、吃透状态、吃透规律,采取科学的方法,加强型号质量管理,有效控制技术状态,提前认识并控制或消除型号研制过程中存在的技术风险,始终坚持以更加严谨的态度对待质量,从源头抓起;从严控制、关注细节;坚决落实“零缺陷”质量管理,以更加求实的精神钻研技术,以创新的精神瞄准世界一流水平,顽强拼搏、刻苦攻关,确保产品设计的可靠性。”这是一名“航天老兵”的心声。
《经济》:在今后,中国运载火箭技术研究院会以怎样的理念来发展航天技术应用产业和航天服务业?
李洪:以前我院在发展航天技术应用产业和航天服务业时走过弯路,就是因为没有从航天技术特点出发。当前,我院会充分利用航天技术优势,大力加强航天技术应用产业和航天服务业,在做大做强一些重点项目的基础上,辐射其他的中小项目,实现航天技术应用产业和航天服务业发展的市场化、产业化和国际化。
《经济》:如今,中国运载火箭在国际市场的地位开始回暖,中国运载火箭技术研究院为此做出了哪些努力?
李洪:目前,我国的运载火箭技术处于国际领先地位,能够取得如此辉煌的成就要得益于我院拥有一批技术精湛、作风过硬、勇于攻坚的人才队伍。正是因为他们十几年的不懈努力,才保证了系列火箭自1996年以来的连续成功发射,在国际上打响了火箭的品牌。同时,我院把运载火箭的质量视为生命线,在每一枚火箭的设计、试验、生产、发射的过程中,严格加强质量管理,不断在火箭的可靠性、安全性上下功夫,对火箭性能进行改进和完善,做到精益求精,提高我院火箭技术在国际市场的竞争力。当前,中国的运载火箭在国际市场还是很有竞争力的,而我院也会不断的加强技术创新和提升整体能力,在国际市场上占有一定的市场份额。
《经济》:您觉得中国运载火箭在国际市场的潜力还有多大?
核心航天技术是NASA执行当前及未来航天任务时必须依赖的技术,也是NASA战略性航天技术投资重点,约占NASA未来4年总投资的70%。未来4年,NASA将重点投资8个核心航天技术领域,分别为发射和太空推进技术、高数据率通信技术、轻型航天结构和材料、机器人和自主系统、环境控制和生命保障系统、航天防辐射技术、科学仪器和传感器,以及进入、下降与着陆(EDL)技术。
发射和太空推进技术
报告认为,迄今为止,不管是传统的液体或固体推进系统,还是高超声速推进系统,均难以在持续运行状态下保持高性能和高可靠性。此外,航天规划也面临着成本越来越高昂的挑战。
过去20年,尽管电力推进技术或其他非化学推进手段已经得到了越来越多的应用,但太空推进仍主要依赖化学能。当前化学推进系统需要使用大量化学推进剂,但得到的效能却相对较低,这限制了航天器进入轨道后的轨道机动能力和在轨时间,进而限制航天员或机器人执行航天任务的能力。
为应对上述挑战,未来4年,NASA在投资开发先进的固体和液体火箭推进系统、辅助推进系统的同时,也将投资开发非传统推进技术,以改善当前推进系统的成本及运行状况,加强未来机器人和人类执行航天任务的能力。一方面,NASA正在对现有化学推进剂的替代品(如“绿色”或无毒推进剂)进行评估,以降低地面风险。另一方面,NASA将发展低温推进剂存储与运输技术。低温推进剂能够提供高能推进解决方案,对未来低地球轨道的人类探索任务至关重要。对低温推进剂而言,运输与存储技术最为关键。NASA将投资开发低温推进剂存储与运输技术,保障低温推进剂在太空中的长时间存储与运输。非化学推进技术主要用以保障航天活动的高效性和经济可承受性,为探索太空提供更多的机会。NASA针对非化学推进技术的开发投资将主要集中在太阳能发电技术、热核技术、太阳帆板和系绳推进等领域。
高数据率通信技术
要想从更远的地方,以更高的速率传输更多的数据,亟需进一步发展前沿通信技术。报告提出,未来4年,NASA在发展射频通信等传统通信技术的同时,还将致力于推进光通信等创新通信技术的发展。在通信技术领域,未来4年NASA的潜在投资规划有两项:一是射频通信太空孔径阵列,二是近地和深空光终端。
轻型航天结构与材料
对航天任务而言,航天器、推进系统、居住系统和科学仪器等所使用的材料十分重要。报告提出,未来4年,NASA将投资发展轻型航天结构和材料,使人类或机器人执行航天任务的成本更低,且更可靠、更高效。其投资将重点关注材料的轻型、柔性和多功能性等有利特性,包括轻型方案的发展,如混合层压板和复合非高压釜等。其他可能的投资包括特殊材料(如光学材料和自我修复材料)和柔性材料(如可扩展的材料)。
机器人和自主系统
某些航天任务系统必须在没有人员或地面控制系统的直接控制下,安全可靠地运行。对此类航天任务系统而言,自主系统十分关键。随着载人或非载人航天任务距离地球越来越远,在太空中的滞留时间越来越长,所利用的技术或系统也越来越复杂,航天任务将需要更多的独立性或自主性,以便更加高效、安全和可靠地运行。未来4年,NASA在自主系统领域的投资将主要集中在宇航员自主操作技术、系统自主管理、自主交会与对接、自主机器人。
环境控制与生命保障系统
环境控制与生命保障系统通常都需要补充消耗品,而不能完全利用废弃物生产氧气、水分和食品等关键要素。随着人类航天任务逐渐超越低地球轨道,补给生命保障系统的机会将大大减少。人类航天活动越来越需要闭环型环境控制与生命保障系统。报告提出,未来4年,NASA在此领域的投资将主要用于:空气再生、水回收、废弃物管理和居住系统。力求实现生命保障系统中75%的氧气来源于氧气再生,环境控制与生命保障系统可在不同的机舱压力下运行,50%的水是从多种废水流中再生的。
太空防辐射技术
人类在迈出低地球轨道执行航天任务时,需要采取新的措施和防护技术应对太空辐射。报告提出,未来4年,NASA将致力于改进太空辐射风险评估模型,以更好地了解和预测太空辐射的影响;还将投资开发辐射降低与监控技术。NASA将利用生物化学手段、多功能材料和有效的屏蔽结构降低太空辐射,还将投资太空辐射报警系统。
科学仪器与传感器
科学仪器与传感器包括天文台、遥感仪器和原位传感器。天文台技术对太空望远镜及天线的设计、制造、测试和运行十分关键。报告提出,在此领域,未来4年的投资将主要集中于大型反射镜系统、结构与天线。拟投资项目包括X射线反射镜、轻型反射镜、紫外线涂层、分段式反射镜、被动式超高稳定性结构、主动式超高稳定性结构、望远镜及其吊杆的安装结构等。
遥感仪器与传感器是对电磁辐射、电磁场、声能、地震能及其他物理现象极为敏感的元器件、传感器和仪器。未来4年,NASA将投资开发高功率、高分辨率、高耐久性、低成本和低重量的遥感仪器和传感器。还将致力于开发探测器和焦平面、微波/无线电收发组件、激光器。其中,探测器和焦平面领域的投资重点是大幅面阵列;微波/无线电收发组件领域的投资重点是雷达收发组件、毫米波低温低噪声放大器;激光器领域投资重点是多频脉冲激光器。
进入、下降与着陆技术(EDL)
报告提出,未来4年, EDL技术领域的投资主要有:可重复使用的航天器热防护系统、烧蚀热防护系统,充气式柔性热防护系统。
重要技术
未来4年,NASA还将在发电技术、热控技术、保障宇航员健康的相关技术等重要技术领域进行技资。
发电技术
随着航天任务的复杂程度越来越高,执行时间越来越长,离地球和太阳的距离越来越远,发电技术的发展非常关键。发电系统将向着功率更大、重量更轻、更加耐用的方向改进。这些改进将有助于提高航天任务执行能力,也使远远超出近地轨道的新科学与探索任务成为可能。目前,NASA投资了25个太空发电技术研究,包括化学发电技术、太阳能发电技术、利用放射性同位素和裂变产生的能量进行发电的技术等。未来4年,NASA可能的投资领域包括高性能光伏阵列和2千瓦端-端裂变。
热控技术
所有的航天任务都需要热控系统。有效的热控系统能够提供三项基本功能:热量采集、热量传输和散热。热控系统的改进能够提高系统本身的可靠性、有效性,降低系统重量。目前,NASA投资了19个热控系统项目,包括热量采集技术、热量传输技术、散热技术,以及主动和被动热控技术等。在热控系统领域,未来4年,NASA还可能投资地面-飞行隔热系统、带有精确温度控制的高密度流散热技术、蒸发散热技术和可变散热器等。
保障宇航员健康的相关技术
维持宇航员健康和状态,不仅是载人航天任务所需保证的必要的安全因素,也是航天任务本身成功的关键。目前,NASA投资了23个与宇航员健康问题相关的项目,包括医疗检查技术、太空医疗保健和行为健康、在太空中诊断和医疗的能力等。未来4年,NASA潜在的投资规划包括穿戴式计算和生物医学传感器、人造重力医疗器械和虚拟治疗师等。
补充技术
补充技术投资既力保那些可在短时间内取得成果的技术,也涵盖了可能在未来20年内投入实用的技术。
先进太空推进技术包括束能、高能量密度材料、反物质和先进核裂变推进等技术。虽然NRC认为这些技术是颠覆性的新技术,但它们在未来20年内不可能出现。NRC建议给上述及其他技术成熟度低、风险极大的技术以低水平投资,将其列为补充技术。
一些信息技术,如语意技术、智能数据理解以及协同科学与工程等,都被纳入补充投资,虽然这些技术能够促使当前技术进步和受益,但NRC却指出这些技术的大部分研发工作正在由工业界进行。这些技术被纳入补充清单中并非由于技术成熟度不足,而是由于需要NASA投资的水平很低。
发射和地面处理技术也在补充清单中。这类技术取得进步不仅可以直接增强技术能力,更重要的是可以降低成本。这一领域中,技术对任务寿命周期成本起到主要作用,主要技术包括:
*发射台上,运载火箭、航天器和有效载荷硬件的运输、组装、集成和处理,包括发射台作业。
*发射处理基础设施及其支持未来作业的能力。
*靶场、人员和设施安全能力。
*发射控制与着陆作业,包括天气、飞行人员的恢复、飞行硬件,以及返回样本。
*任务集成与控制中心的作业,及基础设施。
*降低地面和发射作业对环境的影响。
地面与发射系统的处理存在一些挑战,如降低维持和运行地面控制与发射基础设施的成本,提高安全性,提高向地面控制与发射人员提供的信息的时线、相关度和精确性。NRC指出,先进技术可为解决这些挑战做出贡献,但认为管理实践、工程和设计是取得进步的更有效手段。
《NASA战略航天技术投资规划》(NASASSTIP)的几大支柱中,补充技术是一些前沿技术和共性技术,这些技术既不在NRC 16项最高优先级技术中,也不在NRC 83项高优先级技术中。NRC一直认定这些技术有可能使任务性能、寿命周期成本或可靠性取得较小进步,但能够广泛使用,对NASA未来项目和任务非常重要。
结束语
核心技术、重要技术和补充技术支撑NASA内外利益相关者的目标,报告将这些目标归纳成为具有4个支柱的框架:
支柱之一:扩展并支撑人类在太空的存在和活动;
支柱之二:探索太阳系的结构、起源和演进,搜寻过去和现在生命存在的迹象;