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一直以来,航天工业都被披上一层神秘的面纱,与普通大众的日常生活相距甚远。但航天技术绝不是高处不胜寒的技术,目前中国航天技术的民用化正在形成新的产业。据了解,航天高科技的“溢出效应”无处不在,例如我国近年来开发使用的1100多种新材料中,80%是在航天技术的牵引下研制完成的。此外有许多航天技术其实已经走进千家万户,载人飞船上天、月球探索任务等航天事件已不再是距离我们很远的伟大试验,它正改变着我们的生活。
“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。
产业基地是军民融合的载体和抓手,建立起一批具有军工特色的军民融合产业基地,并搭建军地需求信息平台。完善信息制度,搭建适合非公有制经济发展特点的信息交流和共享平台。及时定向相关政策法规、武器装备科研生产许可目录、社会投资领域指导目录、军工企业股份制改造指导目录、军工产品和技术需求、技术标准等信息,指导民营企业加强与军工科研生产单位的信息沟通。
开启载人航天商业化时代
2012年5月22日,美国私营企业空间探索技术公司研制的商业货运飞船——“龙”飞船成功发射,首次完成了与国际空间站的交会对接验证,运送460千克货物到空间站,携带约590千克科学设备和货物返回地球。10月8日“龙”飞船再次携带760千克补给品到国际空间站并于2012年10月28日载400千克货物返回地球。2013年3月6日,“龙”飞船第三次与国际空间站对接成功。“龙”飞船在一年内3次进入太空,完成空间站飞行验证任务和商业运输服务,标志着这项备受争议的创新型服务取得了具有里程碑意义的重大进展,开启了载人航天商业化的新时代。其创新点是由政府包揽轨道运输转型到由政府商业采购低地球轨道的乘员和货物运输服务,从而降低成本、加快技术创新、提高效率并使美国政府将有限的资源用于更复杂、更具挑战性、耗费更多的载人深空探索上。
通过创新引发航天军革
当前,美国正在积极开发的“作战响应空间”(ORS)技术有望成为引发航天领域变革的创新技术。美军发展ORS计划的目的是确保空间系统能及时满足战场指挥官的需求。经过五年多的发展,ORS办公室共投资研制并发射了4颗卫星,包括3颗“战术星”(TacSat)和1颗ORS-1低成本成像业务卫星。尤其是2011年首颗业务卫星ORS-1的成功,是对新模式工作优越性的重要测试。
2012年8月,ORS办公室提出开展的ORS-2任务,以继续贯彻设计、研制、发射并运行具备低成本作战响应航天器的发展构想。与ORS-1卫星类似,ORS-2卫星也将在为期一年的任务周期内为联合作战司令部提供增强的战场空间感知能力。
推动创新型研发与部署模式
2012年3月12日,美国国防高级研究计划局提出“军事作战空间使能效果”(简称Seelle)研发项目。Seelle项目利用低成本小型成像卫星,通过空中发射方式快速部署组成星座系统,以向前线基层作战人员快速、按需提供近实时的战场图像数据。这项针对战术应用需求的创新型成像侦察卫星发展和应用模式,将填补美国长久以来利用高成本、长寿命、大型侦察卫星获取图像数据的能力空缺,提升美军基层作战部队在军事作战中的战场态势感知能力,进一步巩固和扩大美军的信息优势。
实现高价值空间资产的再利用
2011年10月,美国国防高级研究计划局启动“凤凰”计划,旨在开发与演示验证从退役的地球静止轨道(GEO)卫星上获取天线等高价值组件,并将其组装在新卫星上的技术。2012年6月19日,DARPA招标书,提出分三个阶段实施“凤凰”计划,预计在2015年-2016年进行在轨演示试验。该计划作为地球静止轨道的在轨试验,将面临多项技术挑战,如多机械臂协同实现复杂精细操作、“服务卫星”高度自主、智能化技术、天地一体化的智能遥控操作技术等。
总体看来,“凤凰”计划是对空间高价值资产再利用的发展需求,及空间操作技术趋于成熟共同催生的产物。其所演示验证的创新概念和关键技术极具挑战性,将成为空间系统部署的一个新途径,并将对卫星的设计与研制等方面产生重要影响。
启示
2011年2月4日,美国国防部了首个《国家安全航天战略》(简称《航天战略》),评估了不断恶化的航天环境,提出未来十年航天战略目标与实现途径,力图构建“北约”版的航天联盟,“塑造新型航天领导地位”。
应对三大挑战的三大战略目标和五项战略举措
《航天战略》从分析航天战略环境人手,提出当前面临的三大挑战:一是太空越来越拥挤,目前有60多个国家和组织运行着1100多颗卫星,已编目的太空碎片达到22000个,太空轨道与频谱等资源日趋枯竭;二是太空对抗日益严重,一些国家和组织正针对美国航天系统的脆弱性,寻求发展“非对称”对抗能力,以抗衡美国强大的军事优势;三是航天竞争愈加激烈,发展航天技术和提供航天服务的国家不断增多,美国的国际航天竞争优势不断下降。
提出三大战略目标:一是加强太空安全、稳定;二是维持并提升航天给美国带来的国家安全战略优势;三是夯实支撑美国国家安全的航天工业基础,并勾画了五项战略举措:一是促进负责任的航天行为,和平与安全地利用太空;二是改善美国的航天能力;三是同负责任的国家、国际组织及商业公司合作;四是预防并阻止对保障美国国家安全的航天基础设施的敌意侵犯;五是采取各种措施挫败攻击,并使航天系统能在性能降低的恶劣环境中运行。
提出塑造新型航天领导地位四大核心理念
一是力图构建航天新秩序,强化领导地位。目前,美国作为唯一的航天超级大国,在航天事务上具有强势的话语权。从《航天战略》积极为“负责任”的航天活动制定标准、最佳惯例、透明度与信任措施以及行为准则来看,美国正试图将这种话语权转变为制定规则的权力。《航天战略》所勾画的“负责任”的航天新秩序和行为准则,其实质是维护美国在太空的“先发优势”和既得利益,在美国主导的国际框架下解决太空争端或冲突。
二是试图构建航天联盟,实施全面遏制。可以预见,美国将以北约为样板在航天领域形成利益联盟,达成航天制造和航天服务即使不由美国所提供、也要由美国所控制的目的。美国实施航天垄断和全面遏制的用意在于,一方面增强自身航天优势,确保在危机时刻美国及其盟友的航天能力不被对手所用,另一方面实施更为严厉的出口管制,从而限制其他国家的航天发展。
三是实施多重威慑,确保太空安全。首先,以秩序和结盟等方式,增加对美国太空突袭的政治风险;其次,提高航天系统抗毁性,降低对美国太空突袭产生的预期效果;第三,增强太空态势与对抗能力,告诫敌手太空突袭必将招致严厉惩罚,不仅是“以牙还牙”式的太空还击,还可能是报复性的地面军事打击。 “多重威慑”的实质是采取增加代价的方式弥补航天系统的脆弱性,旨在保护美国的太空安全。
四是发展高效创新能力,扩大战略优势。近年来,由于军事航天系统采办遭遇“拖降涨”问题,致使美军航天优势的增速放缓。为确保国家航天安全需求,《航天战略》以面向实战为牵引,摒弃发展“完美”装备的思路,走高效、灵活的道路,来确保系统能力按期交付。这对航天采办程序和创新能力提出了更高要求。特别是,孕育中的航天技术,如快速响应太空技术、模块化航天器技术,一旦取得突破,将加大与对手技术“代差”,有效支撑扩大战略优势的战略目标。
几点启示
(1)重视太空安全,制订国家顶层航天发展战略
航天在国家的政治、经济与军事发展中的地位更加凸显。为应对当前全球面临的太空拥挤、对抗和竞争三大挑战,为在新一轮航天竞争中处于优势地位,我国应在国家层面制订可持续航天发展战略,做到统筹规划、合理布局、协调发展。
(2)努力提升自身航天能力
航天实力是国际航天战略格局的决定力量,因此我国必须坚定不移地发展航天能力,加强航天技术的自主研究,夯实航天产业基础,建立可靠的航天运输和实用化的航天系统,以航天整体实力的提升,增强我国在国际航天领域的竞争能力。
实际上,航天技术早已走下“神坛”,渗入到我们生活方方面面。那些航天产品,有的被我们穿在身上,有的踩在脚下,有的垫在床上,还有的果在腹中……
太空“囧事”逼出“尿不湿”。在航天发展史上,并非每一个镜头都那么庄严肃穆,偶尔也会出现一些让人哭笑不得的画面。
1961年,苏联宇航员加加林就主演了一个很“冷”的故事。当他刚刚钻进发射舱,突然感到尿急,只好又爬出来,借助太空服里的一根管子解决了这个问题。
还是这一年,坐在飞船里遭遇发射“晚点”的美国宇航员谢泼德,受到了相同问题的困扰。他的结局比较悲催——在指挥官的命令下,将这份“压力”就地“卸”在了太空服里。
同样的尴尬一再上演,终于让人称“太空服之父”的华人科学家唐鑫源看不下去了。他在上世纪80年代完成了对太空服的改进,利用高分子吸收体发明了能吸水1400毫升的纸尿片,为航天员解决了这个难言之隐。
而这项技术后来转为民用,成本大大降低,走进了千家万户,变成了人们熟悉的“尿不湿”。
航天服内胆“落地”成了气垫鞋。对于爱好篮球运动的青少年来说,买一双名牌气垫鞋,总能让他们兴奋好一阵子。记得少年时穿上了人生第一双耐克气垫鞋,一下课就会去操场上欢蹦乱跳,总觉得自己浑身是劲,大有要飞身扣篮之势。
气垫鞋的功效当然没那么神奇,但是其技术却颇有来头。
阿波罗登月计划中,科学家为了制造既完整,厚度又均匀,还能耐受很大压力的航天服内胆,发明了一种新方法。他们把一团耐压软材料加热软化,放在模具中,然后再向这个模具中吹入高压气体,这被称为“中空吹塑成型”技术。
1977年,NASA(美国国家航空航天局)前工程师弗兰克·鲁迪突发奇想,打算利用“中空吹塑成型”技术,将空气注入耐用灵活的薄膜中,制成鞋底,从而使鞋子获得缓震性。他把这个大胆的设想告诉了耐克创始人菲尔·奈特并得到了支持。
接下来发生的事和大家知道的一样:气垫技术让耐克取得了世界范围的成功,如今已成为其技术基石之一,形成了该公司最庞大的科技系列。而耐克气垫鞋作为高性能运动鞋的一个标杆,成为了全世界各个运动厂商争相超越的目标,刺激了运动鞋科技的蓬勃发展。
脱水蔬菜成就了方便面。有些人经常忙得顾不上好好吃饭,那他们一定会经常面对一位“老朋友”——方便面。当然,方便面里不能光有面,各种配料、调味品必不可少,脱水蔬菜包就是其中之一。
众所周知,普通蔬菜难以保鲜、不便运输,还可能受到季节限制,但这些问题在脱水蔬菜面前迎刃而解。更方便的是,虽然它看起来只是皱巴巴的小菜干,食用时只需泡进水里即可恢复,原本的色泽、营养和风味均能保留。
很多人也许猜到我将要说什么了,没错,这也是航天技术。
在“阿波罗计划”中,NASA为了让宇航员在太空里吃到蔬菜以补充维生素,发明了冷冻脱水蔬菜技术。该技术几乎能除去蔬菜中的全部水分,将其重量降低20%,但同时能保留98%的营养成分。
红外线温度计为抗击“非典”立功。2003年春夏,国人共同经历了一场生死考验——“非典”。
在疫情疯狂扩散、难以控制的情况下,人们找到了初步甄别感染者的最简单的方法一测体温。然而,这个方法说起来简单做起来难,总不能要求人人出门都夹着体温计,走到一处就掏出来给大家看吧?
一筹莫展的日子没持续多久,一天,人们突然在各公共场所门前看到了一个新设备,从它面前走过,不费时不费力,体温就能显示出来。这个设备就是源于航天领域红外线天文观测技术的“红外线温度计”,它为成功抗击“非典”立下了汗马功劳。
记忆海绵从太空走向家庭。大约10年前开始,记忆海绵突然“火”了。
这种聚醚型聚氨酯泡沫海绵,由于其慢回弹的显著特性,给人带来了别样感受。在它表面按一下,会留下一个清晰的手印,恢复速度极其缓慢;用手捏它,会觉得它在掌心里不断收缩,毫无弹力;如果躺在上面,会感觉自己不断沉降,就像陷入泥潭。
这项产品本来是为化解宇航员身上的压力而研制的释压产品。它会根据人体温度变化,提供合适的支持硬度,有效将人体压力化解为零,抵消反作用力。宇航员躺在上面能感觉被柔软的材料包起来,这在飞船发射时,能释放他们因航天器加速而承受的巨大压力。
你的秀发沾上航天的光。很多爱美女性不一定知道,其实她们头上引以为豪的秀发,也沾到了航天技术的光。
NASA曾开展了一项研究,通过增加陶瓷涂层,实现癌症病人所用释药微囊剂的精密活化。这项研究启发了一个叫法罗可·沙米的人,他将此用在了自己的烫发产品中。
沙米发现,这种特殊陶瓷涂层衍生出的产品,在加热时会释放负离子,对卷发大有好处。
同时,太空医学领域中的外层覆膜技术,也被应用开发成一种喷发定型摩丝。这种覆膜技术主要成分是丝胶,它是包覆在蚕丝丝质外层的胶体蛋白质,丝胶在头发表面形成一定强度的膜,能让头发持久定型。
实际上,航天产品变民品的例子不胜枚举——汤姆·克鲁斯戴过NASA用半透明材料多晶氧化铝制成的隐形牙套;姚明借助为空间站研制的“反重力跑步机”进行过恢复训练;最初是为防止宇航员的眼睛被强光灼伤而发明的太阳镜,如今早已成为“时尚潮人”之必备;近年来备受年轻人追捧的iPhone手机,其高清摄像头技术离不开用于太空望远镜中的CMOS感光元件……
9
月3日,天安门广场迎来举世瞩目的阅兵,大量国产新型装备亮相。这些装备科技含量高,信息化程度强,代表了我国军工产业发展的新成绩。
长期以来,受军工领域保密性、高度政治性以及国防特性的影响,军工企业往往给人神秘、封闭的印象。但是随着新一轮市场化改革大幕拉起,军工企业也面临着一场全产业链的升级变革。
“产业升级对于中国的制造企业而言,不亚于一场新的。” 中国航天科工集团公司董事长、党组书记高红卫表示,这不仅需要企业在现有基础上重新规划技术路径和发展模式,还需要重新整合相关资源,甚至重新改组企业、改造产业、重构产业生态等等。其中最难的是企业转变经济发展观,适应互联网经济时代协同共享新要求。
众所周知,航天科技工业是以系统工程技术与管理为特色的高科技行业。作为主力军之一,中国航天科工集团公司目前在履行我国航天事业发展使命方面承担着诸多重要任务。例如,“十三五”乃至今后一个时期,航天科工将如何提升创新能力?如何以增强适应能力为主线,进一步提升企业核心竞争力?
《财经国家周刊》记者专访了高红卫,详解中国“航天梦”背后的创新之路和科技战略。
“航天梦”的战略支撑
《财经国家周刊》:曾经说过,航天梦是强国梦的重要组成部分。从毕业你就进入了航天系统,可以说是一名“老兵”。请谈谈对“航天梦”的理解?
高红卫:对于“航天梦”,我个人理解至少包含三个方面。
第一,利用航天技术发展高新技术武器装备,不断增强国防实力,维护国家和统一,巩固和拓展国家利益保护边界,为地区稳定与世界和平作出中国人的突出贡献,受到国际社会普遍尊重。
第二,发展地球近空间和临近空间轨道与亚轨道飞行技术,发展载人航天事业与空间基础设施,为空间科学研究与国民经济服务,推动中国空间技术和国民经济发展走向世界一流,促进我国国际空间技术交流与合作能力及地位提升。在和平开发与利用地球近地空间与临近空间领域发挥主导作用,赢得国际社会的普遍赞誉。
第三,发展深空探测技术(包括月球探测、太阳系行星探测、太阳系以外空间探测等),深入探索宇宙起源及物质世界的基本运动规律,为人类生存空间的拓展以及探索宇宙奥秘作出开创性理论与实践贡献。对人类的世界观和宇宙观发展产生历史性影响,获得国际社会的崇高声誉。
《财经国家周刊》:虽然中国的航天事业在世界上已经小有名气、某些领域甚至领先于世界,但是不可否认,我国航空航天技术和产业发展起步较晚,相对于美、俄和欧洲等技术先进的国家,尚存在较大差距。你如何看待这种差距?
高红卫:1959年1月苏联的飞行器第一次成功探访月球,1964年11月美国发射水手4号火星探测器,1965年7月到达火星大气层,之后人类进行了100多次外空星球探索,获得了数千万倍于之前人类对于太空和太阳系的知识,而中国在21世纪才开始做这些事情。人们经常感叹在原始创新方面中国人不如美俄欧等国家和国家联盟,却不反思我们在非功利性的基础理论和科学探索方面作了多少努力,不反思我们的起点在哪里。
的确,我们和欧美国家相比,还有很大的差距。尤其是在航天基础理论研究方面,在先进材料与先进工艺方面,在试验设施与试验方法方面,在总体设计与任务规划方面,在动力总体性能与燃料性能方面,在探测控制与通信技术方面,以及在研究体系与运行管理机制等方面,与先进国家相比还存在明显差距。
《财经国家周刊》:认识差距、承认差距都是为了追赶,你认为如何才能缩小这种差距?
高红卫:这少不了当代人以及以后若干代人的持续努力。充分发挥市场配置资源的决定性作用和更好地发挥政府作用,有望在今后十至二十年内能够追上世界先进水平,甚至实现某些超越。
如何才能缩小差距呢?我理解主要靠“三创新”:科技创新、运行模式创新以及管理创新。只有踏踏实实地开展“三创新”,才有可能实现航天事业进一步缩小差距,甚至实现超越的奋斗目标。
“五个新一代”和“四项基础性支撑技术”
《财经国家周刊》:航天科工将采取哪些行动实现中国航天事业的目标?面对“十三五”有什么战略性安排?
高红卫:当前,参与中国航天事业发展的力量大致上有这几个方面:在政府和军方的统筹下,主要由航天两大集团、科学院系统、教育部系统、电子科技以及其他行业的配套单位承担相关任务。
作为主力军之一,中国航天科工集团公司目前在履行我国航天事业发展使命方面承担着诸多重要任务,“十三五”乃至今后一个时期,航天科工将致力于展开以“五个新一代”和“四项基础性支撑技术”为代表的创新工作。
《财经国家周刊》:请具体谈谈 “五个新一代”和“四项基础性支撑技术”?
高红卫:“新一代”的定义是:性能相同,成本降低50%以上;成本不变,性能提升50%以上;导致业态重构的原始技术创新;导致产业颠覆的跨界技术创新。满足上述四条之一方可称为“新一代”。
五个“新一代”具体包括:新一代的导弹武器技术、新一代航天发射与应用技术、新一代自主可控的信息技术、新一代智能制造技术、新一代材料和工艺技术。
值得注意的是,新一代航天发射与应用技术的主要特征是商业化,核心是技术和管理要适应商业模式的变化;而新一代自主可控的信息技术的核心,一是自主可控,二是安全好用;新一代智能制造技术的核心,其基本要求是资源的深度共享和制造能力的高度协同;新一代材料和工艺技术是另外四个“新一代”发展的基础。
四项“基础性支撑技术”包括微系统基础技术、自主可控信息安全技术、智能制造基础技术、智慧产业基础技术。这里我稍微解释一下:
其中微感知是指利用微加工技术与微电子、微惯性器件、微光电器件等实现感知产品的微型化,具体涉及射频微感知技术,光电微感知技术,惯性微感知技术,力/热/声/磁微感知技术等。 新一代航天发射与应用技术的主要
特征是商业化核心是技术和管理要
适应商业模式的变化。
微处理是包括数字集成电路、模拟集成电路以及数模混合集成电路、可信接入及度量等相关软件,具体涉及数字信号及信息处理、信号调理及转换、软件工具及开发平台等。
微控制主要涉及片上系统实现综合控制,以及系统中各类微驱动、微执行机构的实现等,具体涉及各类微系统控制算法IP,微泵/微阀/微继电器等。
微传输是指微系统内部的信息传输及利用微系统实现的宏观系统间的有线/无线信息传输,具体涉及各类传输控制协议IP,微光电连接器等有线传输以及射频/光电/声信号收发等无线传输。
微对抗是指用于电子对抗、信息安全等的多功能芯片及微小型射频组件,具体涉及干扰和抗干扰等对抗策略/算法IP、微对抗执行装置等。
微集成是指实现微感知、微传输、微处理、微控制、微对抗等功能并使其融合形成微系统的集成制备技术,具体涉及用于生产微部件及微系统产品的不同工艺类型生产线、微组装线及芯片封装线等。
上述微系统技术六大基础领域的发展是一个有机的整体。其中,微感知、微处理、微控制、微传输的创新性成果共同构筑起微系统技术体系及产品构架的基础,而微对抗、微集成的能力形成则提供微系统面向服务的运行平台与应用支撑。初步的实践证明,微系统技术的作用绝不仅仅是减轻重量、降低功耗、节约成本、提高性能,更重要的是开阔技术创新思路,可以探索全新的总体技术路径,实现以往想都不敢想的大系统创新目标。
自主创新战略
《财经国家周刊》:中央多次提过要大力加强国防科技的自主创新能力,作为国防企业,航天科工如何对待自主创新?
高红卫:我们认为,现阶段自主可控信息安全基础技术方面,当前主要是构建集纯国产化的计算机系统、网络、移动终端、操作系统、数据库和应用软件为一体的实际应用系统。涉及的基础技术主要有:系统架构规划与标准、系统迁移技术、应用软件功能迁移开发平台,以及嵌入式操作系统、移动操作系统的开发与应用等;其中涉及的安全算法、安全策略、安全芯片以及安全防护实现等方面虽然自主可控,但是信息安全的基础技术还需加强。
国内第一个涉及数万台计算机的自主可控安全网络已在航天科工开始试运行。这个领域发展机会很好,发展空间很大,但在自主可控信息系统安全方面还需要一批技术创新核心骨干做出独立的探索性研究,硬件和软件全国产化并不能从根本上解决信息安全问题,必须在信息安全基础技术研究上有独到的核心技术,才有可能构建出具有更高安全度的自主可控信息系统。
《财经国家周刊》:航天技术对国民经济、社会发展和人民生活有极其密切的关系,它的发展大大提高了人民的生活质量。人们正广泛享用着航天技术的成果,如气象观测预报、卫星导航定位、地球资源普查、生物育种、材料制备、医药合成等。航天科工是如何落实自主创新战略的?你能举个例子吗?
高红卫:2008年世界金融危机发生后,航天科工隐隐约约地意识到,全球经济发展观已经过时,导致相应的经济发展模式已经难以为继,必然会出现新的经济发展观和相应经济发展模式替代原有的经济发展观和发展模式。
"天"又称太空、空间、外层空间。目前尚无确切范围。一般指距地面100km以上的稀薄的大气层以外的空间。(又一说为75km)
天是继海、陆、空以外的第四疆域,是一个待人类开发的新疆域。
2、天与航天的区别与关系
天(太空)是自然客观存在,航天则是有人的参与,是人类认识自然和改造自然的过程。过去有“空”与航空,现在则有"天"与航天。
3、人类对太空的想往和追求
自古中国就有"嫦娥奔月"的传说,敦煌莫高窟有着"飞天"的壁画。中国是最早发明和使用火箭的国家。公元10世纪已有火药用于火箭的文字记载。14世纪末,中国明代工匠万户手持风筝试图借助火箭的推力和风筝的升力飞上天,虽然失败了,但他是人类第一个利用火箭升空的人。后来人们为了纪念他,在月球背面有一个环形山以"万户"命名。
4、从幻想到科学──航天科学的三位先驱
齐奥尔科夫斯基于1903年发表了《利用喷气工具研究宇宙空间》一文和以他的名字命名的公式,奠定了火箭和液体发动机的理论基础。他还证明了脱离地球引力必须使用多级火箭。齐奥尔科夫斯基有一句名言:"地球是人类的摇篮。人类决不会永远躺在这个摇篮里,而会不断地探索新的天体和空间。人类首先将小心翼翼穿过大气层,再然后去征服太阳系空间"。
戈达德在理论和实验上都为火箭作出过卓越贡献。1926年他研制出世界上第一枚液体火箭。虽然这枚火箭只飞行了2、5s,达到12m高,56m远,但这是火箭技术非常重要的开端。
第二次世界大战时,纳粹德国在波罗的海边的佩内明德建了一个秘密导弹工厂。冯·布劳恩带领一批科学家在那里研制出现代导弹的鼻祖V-2。V-2导弹在二战中被成批生产并用于实战,主要用来轰炸伦敦。
5、为什么人类对进入太空这么感兴趣?
从现代的眼光看,太空有无可替代的资源。这些资源包括:航天器(卫星、飞船、空间站)相对地球表面的高位置资源;航天器中的微重力环境资源;太空的高真空、高洁净、高能粒子辐射和大范围高低温变化的环境资源。
(1)空间高位置资源
航天器居高临下俯瞰全球,在军事上和民用上都有无可比拟的优势。
早在1945年英国科幻小说家阿瑟·克拉克就预言,在地球赤道上空放置3颗地球同步定点卫星就可进行全球通信。随着航天技术的发展,地球变得愈来愈小,人类可以把全球作为一个整体来观察和利用。据有了这种太空高位置,人类文明就前进了一大步。
(2)航天器内微重力环境资源
卫星或空间站能环绕地球飞行是由于其运动所产生的离心力与地球引力相互抵消,因而卫星或空间站内呈现微重力环境(其),这种环境在地面上和飞机作抛物线飞行时仅能出现几十秒时间。航天器内长时间的微重力环境在地面上无法模拟仿真,是独一无二的太空资源。
(3)太空高真空、高洁净、高能粒子辐射、大范围高低温变化环境
这些环境与微重力环境结合起来的综合环境,对特殊材料的制备,完美晶体的生长,生物工程及药品的制备和提纯,高质量冶炼等都可获得地面上难以得到的结果。
由于在太空大气极度稀薄,对电磁波的全频谱辐射的吸收、折射、散射基本上不存在,因而是天文观测的理想环境,由此出现了太空望远镜和空间天文学这门新学科。
【关键词】计算机;人工智能技术;应用
1引言
人工智能技术已经成为目前最受社会关注的新兴科技之一,随着该技术在各行业和领域中的应用不断深入,人们的工作和生活方式不断向智能化方向发展,工作和学习效率都得到了质的飞跃,未来,人工智能技术也必然会获得更加广阔的发展前景。
2人工智能技术概述
人工智能是计算机科学的一个分支,这门学科的主要目标是了解人类智能的本质,并通过将人类智能转移到智能机器中,使智能机器能在不同应用场景下做出类人思维的反应。人工智能是一项综合了多项高新科技的综合性学科,包含5项核心技术,分别是计算机视觉、机器学习、自然语言处理、机器人技术和生物识别技术。其中,机器学习是实现计算机人工智能技术的核心技术,该技术使智能机器在算法复杂度理论、凸分析、统计学等学科的支持下,能自主模拟人类行为。目前已经发表的机器学习策略主要包括模拟人脑的机器学习和采用数学学习方法2种策略。其中模拟人脑的机器学习策略又可细分为符号学习和神经网络学习,符号学习是以认知心理原理为基础,在机器中输入符号数据,用推理过程在图或状态空间中搜索并进行符号的运算,对概念性和规则性知识的学习能力较为突出,如示例学习、记忆学习、演绎学习等;神经网络学习是从微观生理角度对人脑活动进行模拟,利用函数结构模型代替人脑神经网络,以函数结构进行数据运算,并在数据迭代过程中在系数向量空间中搜索,对函数型问题具有较好的学习能力,如拓扑结构学习、修正学习等。采用数学方法的机器学习主要是利用统计机器,建立相应的数学模型,拟定超参数,输入样本数据后根据不同的运算策略对模型进行训练,最后根据训练结果进行结果预测。
3人工智能技术的发展历程
3.1人工智能技术的兴起
虽然新兴技术的兴起获得了广泛的关注,但由于人工智能技术涵盖的学科和技术范围过大,兴起阶段的该技术的理论知识、产品应用、发展应用等均存在明显缺陷。除此之外,计算机技术在当时也并不成熟,当时的计算机编程和计算水平较为落后,很多超前的想法以当时的技术水平来说实现较为困难。在多种因素的影响下,人工智能技术在兴起阶段并未得到快速发展。
3.2人工智能技术的高速发展
人工智能技术这一概念在提出后近20年的时期中其发展始终处于停滞状态,直至20世纪70年代,该领域的专家研发出全新的人工智能专家系统DENDRAL,该系统的诞生带动人工智能技术迈向新的发展阶段,并且在这之后进入高速发展时期。日本始终重视本国科学技术的发展,并且在20世纪80年代提出“科技立国”的政策,此后很长一段时间,日本依托此国策使经济得到迅速恢复和发展。在1982年,日本国内对第五代计算机的研究以失败告终,但此次研究中提出了新的计算机算法和逻辑程序语言Prolog,Prolog在处理自然语言过程中具有比LISP语言更好的应用效果,这一创新进一步促进了人工智能技术的发展。人工智能技术的发展建立在多项先进学科共同发展的基础上,与其他技术相比,人工智能技术在处理数据、整合资源方面具有更大优势。
3.3人工智能技术的发展现状
3.3.1专家系统
专家系统指的是一种智能计算机程序系统,是人工智能技术应用最为广泛也最为重要的领域之一,系统中涵盖大量某领域专家水平的知识与经验,通过应用人类在该领域中的专家级别知识来为用户解决在该领域中遇到的问题。专家系统有效地将人类智能延伸到专业领域中,实现了理论研究向实际应用方向过渡的目标,大幅提高了人类对专业问题的处理效率,并且专家系统依托复杂的算法能对专业问题未来发展的可能性进行更全面的计算,工作效率甚至会比人类专家更高效、更准确。随着对专家系统研究的不断深入,目前很多专家系统都能依据对人类行为的模拟在不同的应用场景中作出智能化的反应和判断,并且能够利用知识库,深入挖掘复杂问题的内在联系。专家系统已经在多个领域中都得到了广泛的应用,帮助企业更客观地摸索市场规律,从而作出正确的生产决策、调度规划、资源配置计划等,大幅提高了企业经营的科学性,使企业能在节省生产成本的同时,获得更好的经济效益。
3.3.2模式识别
模式识别是利用计算机技术将识别对象按一定特征归类为不同类别,目前人工智能技术在模式识别中的主要研究方向包括语音语言信息处理、计算机视觉、脑网络组等,希望通过人工智能技术实现对复杂信息的识别和处理,这一应用能促进多个行业向智能化方向发展,如军事领域、医疗领域等。
3.3.3机器人学
机器人学的主要研究方向是机器人的设计、制造和应用,随着人工智能技术的成熟与应用,机器人的智能水平不断提高,并且在不同行业中的应用已经较为普遍,日常生活中常见的机器人包括扫地机器人、迎宾机器人、快递机器人、早教机器人、无人机等,人们可以利用可移动设备对其进行操作,极大程度地提高了人们生活的智能性和便捷性。
3.3.4机器学习
机器设备并不具备自主思考能力,在不同应用场景下的反应主要是依托计算网络技术和算法对人类思维模式进行模拟,并将人类行为进行充分消化以使自身性能得到优化,能对不同问题进行处理。机器学习是一项涵盖多个学科且复杂程度很高的科学,包含统计学、概率学、算法复杂度理论等,是人工智能的核心技术,也是推动计算机向智能化方向发展的关键技术。
3.3.5人工神经网络
人工神经网络是人工智能技术自进入高速发展时期后广泛研究的重点内容。利用计算机算法将人脑神经元进行简单化、抽象化、模式化,并构建成与人脑神经元网络相似的网络结构。人工神经网络技术的成熟与发展为专家系统、模式识别、机器人学、生物、经济等多个学科的发展提供了技术支持,解决了很多人工智能技术发展中的实际难题。
4人工智能技术的应用
4.1人工智能技术在计算机网络技术中的应用
4.1.1计算机网络安全管理
人工智能技术与计算机网络技术互相依存、互相促进、共同发展,在计算机网络技术的多个方面都有深入的应用。其中,在网络安全管理方面主要有如下应用:①智能防火墙技术。防火墙技术随着计算机的普迅速发展,应用人工智能技术的防火墙技术比传统防火墙技术的性能更加优异。智能防火墙技术具有智能记忆功能,能自动记录并储存历史处理病毒的记录,在后续应用过程中依据记录直接优化计算机匹配环节,减少计算机数据量,提高防火墙的隔离病毒能力。另外,智能防火墙还能结合用户的需求,对用户不需要的弹窗功能、访问权限、有害信息等进行智能化拦截。②计算机入侵检测。防火墙的主要功能就是为计算机设备创造安全的运行环境,保证系统和内部数据不被侵害。计算机入侵检测功能是保障防火墙正常工作的基础功能模块,对提高计算机数据的安全性和可靠性具有直接的影响。应用人工智能技术的入侵检测功能,能对计算机系统进行智能化分析和处理,根据预定算法将处理数据整理成为入侵检测报告,让用户能全面地掌握计算机设备的安全状态。③垃圾邮件智能化处理。该技术依托人工智能技术中的模式识别功能,对接收邮件进行扫描和归类,发现垃圾邮件后直接将其标注为垃圾邮件,为用户发出风险警告,避免用户因误操对计算机系统造成损害。
4.1.2计算机网络管理
人工智能技术的发展和应用促进计算机网络技术向智能化方向发展。在实际应用中,除计算机网络安全管理模块外,还能解决多种网络管理问题。随着计算机技术的普及,网络数据呈爆炸式增长,网络管理工作量和工作难度都达到了空前高度,通过应用人工智能技术,能大幅提高计算机网络管理效率,优化网络管理效能。
4.2人工智能技术在企业管理中的应用
企业是市场经济活动的主要参与主体,是维持市场经济稳定运行和发展的关键要素,在企业生产活动中科学地应用人工智能技术,能有效提高企业的生产能力,促进企业获得更高的经济效益和社会效益。具体应用渠道如机械自动化、智能监控、推荐系统、用户购物行为分析、零售分析、数据提取、文本归类、文章摘要等,从员工工作的细微之处实现工作效率上的提升,进而提升企业整体的运行效率。对工业行业来说,应用机械自动化技术还能有效降低传统工业生产中对人工的依赖性,大幅提高工业企业的生产能力,在行业发展的过程中起到了非常积极的促进作用。
4.3人工智能技术在航空航天技术中的应用
航空航天技术是目前人类最高科技的集合体,涵盖众多学科,如信息技术、卫星技术、生物技术、天文学、生命科学等,对提高国家的国防力量、提高国家的国际地位、促进国家经济增长都具有非常重要的意义。航天器设计是航空航天领域中的关键工作之一,而远程控制又是航空航天技术长久发展以来研究的重点,因我国对该技术的研发起步较晚,我国对航空航天技术的研发存在重重困难,但经过国家和科技工作者的不懈努力,目前我国航空航天技术已处于世界先进水平。将人工智能技术应用于航天远程控制中,利用智能系统对数据进行自动采集、处理和储存,如通过采集航天器的轨道信息,并以此分析航天器的运行状态,根据分析结果制定运行决策,对提高航天器的运行安全性和运行质量都是非常重要的举措,推动国家航空航天事业获得进一步发展。
4.4人工智能技术在医疗领域中的应用
目前,人工智能技术在医疗领域中的应用已经非常广泛,使医护人员的工作内容不断得到优化,提高工作效率,还有效提高了国家医疗水平。具体应用包括以下几项内容:①在电子病历中的应用。传统就医诊断环节,医生都需要以手写方式记录病患病例,并根据病例详细列出治疗方案,工作量大,且效率较低,病例保存便捷性较差。通过应用电子病例,不仅能大幅减少病例记录的工作量,还能在医疗系统中直接勾选治疗所需药品,完成病例及用药的勾选后打印即可,既能大幅提高工作效率,还能将病例在计算机中进行储存,且现阶段病例文件的储存格式不再局限于文字,语音和图像也可被添加到病例中,提高医疗诊断的准确性。②在健康管理中的应用。在现代医疗中应用人工智能技术,对病患的病情进行智能化分析,能使医生对疑难病症的分析更加全面准确,制定针对性更强的医疗方案,提高医疗水平,为改善患者的健康状况提供辅助。
5结语
综上所述,计算机人工智能技术的应用,对社会各行业都产生了不同程度的影响,人们的工作和生活方式得到优化和改变,国家科技水平也不断提升。加强对计算机人工智能技术的研究,推动人工智能技术在各个行业中的应用,让人们能切身感受到科技为生活带来的改变,对促进人类社会的发展具有非常重要的意义。
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航天模型是模仿各种航天器设计、制作的可发射升空的模型航天器。我国航天模型运动则是伴随着航天事业发展而兴起的一项科技体育运动。1994年,我国首次组队参加世界航天模型锦标赛,标志着中国航天模型运动正式启动。到2014年,我国航天模型运动已迎来第20个年头。20年来,我国航天模型运动从无到有、从小到大、从产品研发到生产管理、从项目推广到行业管理已形成了一套行之有效的“中国模式”,为国家争得了许多荣誉。我国已成为世界上参与航天模型运动人数较多的国家之一。
发展历程
20世纪40年代末、50年代初,模型火箭(属于航天模型的一类)首先在美国和前捷克斯洛伐克兴起。50年代,模型火箭逐步标准化、系列化、商品化,并在全球范围内得到推广和普及。1957年,美国出现了模型火箭套材及其专用的模型火箭发动机,并且成立了国家火箭技术学会(NAR,National Association of Rocketry),负责模型火箭技术的交流和管理。同期,东欧各国,如南斯拉夫、保加利亚和波兰等也大力发展模型火箭运动。1959年,国际航空联合会(FAI)审议并通过国际模型火箭竞赛规则(1984年后执行《FAI 运动规则,4d部分,航天模型》)。从此,模型火箭运动正式列入国际航联所属的国际性比赛项目。
我国作为火箭的故乡,早在20世纪五六十年代就曾试图开展模型火箭运动,并组织有关力量对模型火箭技术进行过探讨和初步研究,但因模型火箭发动机的安全问题未能解决,致使这项运动在我国的推广和普及受阻。
1992年,原航空航天部四院四十一所研发的模型火箭发动机项目通过技术鉴定,并取得西安市公安局颁发的生产销售许可证。从此,我国有了自己的航天模型品牌――“四凯”。1994年6 月,原国家体委主任伍绍祖题词――“欲上九天揽月,先玩模型火箭”,发出了在我国开展群众性航天模型运动的号召。同年,我国首次组队参加第十届世界航天模型锦标赛,获得一枚银牌及团体第8名。随后的历届国际航天模型大赛上,我国运动夺得过多枚金银铜牌,为祖国赢得了荣誉。
为在国内大规模普及航天模型运动,使其健康、有序地发展,国家体育总局会同有关部门落实器材供应渠道、举办骨干培训班、制定比赛规则,还陆续在相关的体育赛事中增设航天模型项目,在部分城市试办基层活动和中小型比赛等,为更广泛地开展航天模型运动创造了条件。2000年5月,第一届全国体育大会航空模型比赛航天项目竞赛暨航空航天模型锦标赛开赛, 2000年8月,首届“飞向北京-飞向太空”全国青少年航天模型专项比赛开赛,标志着我国航天模型运动进入全面发展阶段。
目前,航天模型运动已在国内大部分城市开展,国家级赛事包括一年一度的全国航空航天模型锦标赛、全国青少年航空航天模型锦标赛、“飞向北京-飞向太空”全国青少年航空航天模型教育竞赛、科研类全国航空航天模型锦标赛和全国体育大会等。为配合这些赛事,各省、自治区、直辖市也有相应的层层选拔赛,每年参与人数都超过百万人次。特别是近几年科研类全国航空航天模型比赛及大学生力学竞赛等活动越来越受重视,成为大专院校和科研机构进行科技创新和实践活动、培养高素质科技人才的重要平台。
“动力”保证
航天模型运动是以模型火箭发动机为基础的一项运动,由于没有安全稳定的模型火箭发动机,我国早期的航天模型运动刚有萌芽就胎死腹中。1990年5月,原国家体委、中国宇航学会和中国科协联合委托原中国航空航天工业部第四研究院第四十一研究所开发模型火箭技术。1991年,该所试制出首批模型火箭发动机,并进行了模型火箭及其配套产品的开发。1992年末,模型火箭发动机通过由原国家体委和原航空航天部联合主持的技术鉴定。
为保证航天模型项目经营活动不受干扰,四十一所专门成立了西安四凯模型火箭公司,从事模型火箭发动机及模型火箭的研发和生产。相关系列产品的开发成功,填补了国内空白,为我国推广和普及模型火箭运动创造了良好条件。2002年,西安四凯模型火箭公司并入陕西中天火箭技术有限责任公司,2013年又改制为陕西中天火箭技术股份有限公司。无论隶属关系和公司属性如何变化,四凯一直致力于国内航天模型运动的发展,已开发模型火箭发动机产品20余种、箭体产品20余种,除满足国内需要外,还出口到韩国、美国、澳大利亚等国。目前,中天火箭公司仍是我国唯一一家生产模型火箭发动机的企业,并通过派人参加世界航天模型锦标赛、培训航天模型师资力量、为项目改革发展出谋划策等方式为我国航天模型运动做出了突出贡献。
人才培养
中国是航天大国,不能没有航天模型运动,这正是当初开展这项运动的出发点之一。20年来我国模型火箭运动的开展表明,它不仅是一项运动,更重要的意义是通过它可进行科学技术的普及和后备科技人才的培养。与其它科技体育项目一样,航天模型运动也是我国人才发展战略的重要组成部分。
如今,航天模型被广泛用于青少年素质教育和航天科普教育。通过让学生参与模型设计、组装、装饰和发射过程,可以培养青少年的动手动脑能力,引导学生崇尚实践、崇尚科学。通过拼装具有时代特征的航天模型,如“二号”捆绑式火箭,“二号”F型火箭,“三号”火箭等模型,能更好地向青少年和模型爱好者宣传我国航天事业的进步,培养他们热爱祖国、热爱航天、热爱科学的情操。此外,航天模型的拼装、调试、飞行需要大家相互协作,可能成功也可能失败,对培养青少年综合素质和团队精神、进行科学实践教育和挫折教育也具有重要意义。
发展展望
20年来,尽管我国航天模型运动已取得了很大的发展,但目前的技术水平与国际先进水平相比仍有较大差距,特别是模型火箭发动机的技术水平还无法完全满足国家队的需要。提高模型火箭发动机性能水平,使国家队用上自己的发动机训练比赛,仍需努力。
[关键词]:先进制造技术 军事 航天产品
1 引言
近年来,高科技产业的发展,迫使先进制造技术快速发展,在信息化快速发展的今天,信息技术、微电子技术、光电子技术的发展在计算机、微电子产品中的作用非常明显,电子技术产品更新换代的速度前所未有。在国际形势复杂变化的今天,国家将先进制造业的发展列为国防建设的首位。现代化的军事作战将以快速化和准确性为特点,那么地面控制将依赖先进的全方位信息控制系统,这些控制系统构建,则依靠先进的制造技术,生产制造出的高精度,低功耗、高可靠的卫星、飞机、坦克、火箭等等。以上这些技术以航天应用技术为纽带,将推动先进制造业的快速发展,所以先进制造业不是“夕阳产业”,它以强健的市场竞争力迅猛发展。
2 先进制造技术的发展特点
先进制造技术(AMT)是一个全新的概念,被称为21世纪的高新技术。先进制造技术以强调实用性为主要特征,通过提高企业竞争能力为主要手段,以达到提高综合经济效益的目的,所以成为发展现代高科技民用产业和国防重要设备建设的主要技术支柱,从而大大促进了整个国民经济的发展。先进制造技术以“转”、“合”、“新”、“洁”为主要特点:
2.1“转”是将设计快速转变成为产品
AMT以动态技术实现快速的发展,将各种高新技术成果应用到产品的设计、制造、生产管理及市场营销的所有领域及其全过程,以人性化的管理模式、高效的生产效率、较少的运作成本、优良的产品质量,实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产模式,从而满足可持续发展的要求。
2.2“合”就是指产品从设计到售后服务的一个统一的有机整体
AMT是面向工业应用的技术。AMT不仅包括加工制造过程本身,而且还涉及市场调研、产品设计、材料分析、工艺设计、加工制造、售前售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。
2.3“新”是产品要不断地创新
AMT将创新设计快速转变为企业的发展资源。因为先进制造本身是针对一定的应用目标,不断地吸取各种高新技术,它是一个系统工程,将先进的计算机技术、信息技术和现代管理技术快速的应用到产品设计、制造和生产组织管理等方面。
2.4 “洁”是指产品为绿色商品。AMT追求环境保护
它要求产品是绿色商品的基础上,同时要求产品的生产过程是环境型的。这说明普通的制造技术已经不能适应环境。AMT运用先进的工艺技术,以消耗最少的资源制造出对环境无污染、对人体无危害、对空间占有面积最小的优良产品,甚至废品便于回收利用。
3先进制造技术的发展应用
3.1 军事领域的应用概况
先进制造技术的突破是武器装备更新换代的动力,它是国防工业生产和军队武器装备现代化不可缺少的关键技术,是武器和军事尖端技术的发展基础。
在现代化战争中,精确打击是新型武器发展的重要技术。洲际导弹的造价成本高昂,发度成了导弹能否精准的命中打击目标的关键技术,但打击精度主要由惯性器件的精度决定;而精密导引部件是米级精度的精确打击武器的关键技术。因此先进制造技术成为惯性器件、导引部件及伺服机构等关键部件制造的关键技术。
3.2航天领域的应用概况
航天技术作为高科技领域的前沿,对先进制造技术有着更大的需求和依赖性,新型航天系统和武器的发展应用是与先进制造技术的突破分不开的。现代化的战争离不开高分辨率的军事卫星,卫星不但要有机动性而且要有较高的分辨率,国外军事高分卫星的分辨率达十几厘米,其核心技术是摄像机光学零件的精密加工,此外在激光核聚变、高能武器等新型武器中,先进加工也成为关键核心技术。
应用陀螺气浮轴承和浮子高精度金刚石切削加工技术,制造除了航天气浮平台;静压液浮陀螺平台的成功研制,主要得益于形状位置精度达0.1-0.3μm的动压马达制造技术;平面度0.03μm,表面粗糙度0.5nm以内的超光滑表面研抛技术的应用,使得激光陀螺精度达到0.01°/h数量级,从而进入高精度武器系统应用领域。
超精密偶件以惯性器件和伺服机构为典型代表。其中一维偶合,如陀螺的浮子及支架、陀螺马达轴承等,零件的尺寸精度、圆度和圆柱度要求都达到亚微米级精度;人造卫星仪器轴承是真空无轴承,其孔和轴的表面粗糙度达到1nm,圆度和圆柱度均为纳米级;多维偶合,如动压马达孔、轴、轴向与锥平面副复合偶合,伺服阀方孔偶件;多层次二维偶合,如精密伺服阀。超精密异形零件,如高速多瓣防滑轴承的内滚道、激光陀螺微晶玻璃腔体,惯性制导平台的框架、台体、基座、六面体等的加工精度在0.5μm以内,舵机壳体、雷达探测、光电探测,瞄准、捷联惯导的复杂壳体、框架等,空间几何精度很高且形状复杂的系统。
电场测量仪主要用于地球地震监测,通过测量地球电磁场的变化来预测地壳内部的活动情况,从而达到预报地震的目的。其核心部件球体的加工精度影响此项技术的成败,面轮廓度达0.003μm,表面粗糙度0.3nm,此零件的技术指标要求依赖于先进加工技术。
4结束语
先进制造技术是军事及航天产品乃至整个制造技术的核心,将推动航天技术更快的发展,国内制造业需要引起足够的重视,国家应该作为一项长远发展战略,投入足够人力、物力、财力和精力,开展深入系统性地研究。利用世界先进科学技术的发展,大量掌握和利用信息,进行创新性研究。
参考文献:
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