《中国塑料制品行业发展趋势机械工业2023年鉴》?

航天技术的发展篇1航天技术是探索、开发和利用太空以及地球以外天体的综合性工程技术,它包括空间技术、空间应用和空间科学,是当今人类世界最高科技群体中对现代社会最具影响的科学技术之一。航天技术越来越广泛的渗入当人类生活的各个领域,发挥出传统的生活方式无法达到或难以实现的作用。航天技术使人类活动范围从地面扩展到太空,从根本上改变了人们的生活方式、思维方式和生产方式,促进了生产力的发展,使整个世界和人类自身发展了深刻的变化。航天技术的发展和应用水平已成更为一个国家的综合国力、文明程度的重要标志。
从1985年5月17日主席发出“我们也要搞人造地球卫星”的号召40多年来,我国航天事业从无到有、从小到大,经历了风风雨雨、艰苦创业、配套发展和走向世界等几个重要阶段。现在,我国航天技术已达到了相当规模的水平:形成了完整配套的研究,设计、试制的完整配套方式;建立了设备齐全、能发射各类卫星的发射中心和卫星测控网;建立了全国范围内的科研生产协作网和质量保证体系具备了系统工程决策的能力和管理经验;培育了一支思想教育良好、作风过得硬、技术水平高的科技队伍和产业大军。我国航天事业取得了举世瞩目的成就,充分展现了社会主义中国的强大生命力。
让我们携起手来,为祖国为社会的航天事业贡献一份微薄力量!
五年级:刻薄?玫睦肟?航天技术的发展篇2
关键词 微机械技术;优越性能;航天传感器技术;应用研究
中图分类号TH16 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)43-0184-02
0引言
微机械技术是与微电子技术密切结合的一种新技术,它凭借着智能化、系列化、微型化、分辨力高等一系列的优越性能,迅速在世界得到发展。它成功地开发出了一批微传感器,并在航空航天系统应用中崭露头角,使传统的传感器相形见拙。可见,采用微机械技术制造的各种微传感器必将成为21世纪航天传感器的主流,对航天传感器的发展也有巨大的推动作用。
1微机械技术对航天传感器的作用
微机械技术从开发的传感器看,已由力学量发展到电、光、热、辐射和生物等诸多传感器领域,发展成由表面加工到与体加工相结合的一种三维加工技术,应用前景相当广泛。近年来,我国学术界多次召开了微机械技术研究会议,从一开始也有专家预言,微机械技术会如微电子技术一样发生很大变革,会像微电子一样给社会带来深刻的影响。而当今微机械技术也确实成为了美国、瑞士以及德国等国家当前急需发展的新技术,他们各国先后均花巨资来建立微机械技术研究中心。由此可见,微机械技术的应用前景不可估量。
当前,微机械技术是研制航天传感器,发展先进的导弹、小卫星多目标测控的航天传感器技术的关键。其实,航天工程早在微机械技术发展前期,就应用该技术在短时间内实现了航天传感器的产业化,而微机械技术也凭借它一系列优越的性能占领航天传感器市场。目前,应用微机械技术的产品非常之多,比如:英国采用的航天电容式液位传感器以及法国5号火箭采用的溅射薄膜压力传感器等。另外,微机械技术还与计算机软件技术把传感器推向一个更高的层次, 而这正是未来航天型号安控检测和故障检测系统所需要的。
2 微机械技术在航天传感器技术中的应用研究
2.1发展航天传感器技术的核心技术
发展航天传感器的核心技术就是微机械技术。目前,由于我国航天各型号测控系统的需求,航天系统成功地研制了航天需要的力学量、热学量、运动量等10多种测量参数以及400多个不同规格的传感器变换器系列, 极好的满足了航天各型号测控系统的需求,促进了航天型号的发展。而航天型号的发展也对传感器提出了更高的需求。根据我国航天系统传感器专家研讨,微机械技术拥有一系列优越性能,只有采用微机械技术才能较好的满足航天新型号的新需求。主要体现在以下几个方面:
1)微传感器微型化且智能化
航天武器型号的小型化和机动性要求传感器更加小型化,而采用传统技术制成的传感器,每件的平均重量最低不会少于50g~100g,并且如果进一步对其进行小型化,就会使传感器的的性能下降。特别是现在小卫星、战术导弹和子弹头测控系统更是要求微型化的传感器。
另外,航天传感器的发展方向是实现传感器的智能化和集成化,这对于航天型号的发展和实现型号的安全检测和故障诊断都是十分重要的,并在此基础上开发传感器微系统。这些目标,主要依靠微机械技术才能实现。近几年,航天传感器界也正在热心研究并应用微机械技术。
2)微传感器优质且廉价
微机械技术不仅性能优越,采用微机械加工的传感器更是批量化多元件生产,自然制成的微传感器性能优质且价格低。其性能价格远比传统的单件生产的传感器要高,国外已出现了优质廉价的军用航天传感器,其市场占有率也正在不断扩大。
3)微传感器的可靠性
传统传感器的敏感元件等重要件加工主要是依靠手工操作,而手工操作会存在一定的限制性,使得传感器的可靠性难以提高。而微机械加工是在超净环境中自动化批量生产,能提高航天传感器的可靠性和一致性。所以,只有依靠微机械技术才能实现航天传感器的高度可靠性。
2.2航天传感器技术中的微机械技术
为了发展航天传感器技术,需要研究的微机械技术主要有微传感器的CAD技术。结合航天传感器的使用要求开展的微传感器结构版图设计,通常要在数据库支持下进行仿真和设计,并借助CAD来完成。
2.2.1微传感器后工序工艺技术
其主要技术包括穿线与密封技术、微结构的真空密封技术等。其中穿线与密封技术是微传感器的关键技术,它能提高传感器的性能、成品率,且能降低成本。穿线与密封技术主要是采用横向和纵向两种穿线方法。横向穿线就是先用掺杂多晶硅做出外引线,并在1100℃下高温处理,使磷硅玻璃流动填平表面,随后再淀积钝化层和多晶硅,开出引线孔,这样就可进行静电封接,横向穿线主要是是填平由于横向引线造成的表面不平整。而纵向穿线就是在封接前,用电火花先在玻璃上打通孔,随后封接,然后蒸镀并光刻出欧姆接触电极,最后再用导电胶连接外引线,使之完成密封和引线双重任务。
同时,微结构的真空密封工作也很重要,其在真空中进行静电封接容易出现真空放电,故使得真空密封难度较大,封接后也难以达到高真空。
2.2.2基本加工工艺技术
其主要技术包括深腐蚀加工工艺技术、表面加工工艺技术以及体加工工艺技术。传感器要制造出深度为十微米以上的垂直壁, 就必须对硅作深腐蚀,可用常规的腐蚀方法其侧向腐蚀较严重,所以很难实现硅的深腐蚀。近期来,不仅出现了采用平行度很高的紫外线代替X射线对光敏聚酰亚胺技术,还出现了采用等离子刻蚀垂直深槽的技术,主要工艺就是先制造电镀模具,然后再电镀成型所需的金属结构。
同时,表面加工工艺技术主要是采用硅片作衬底,利用多晶硅层等来制造传感器的微机械结构。近几年,表面加工技术取得了长足的进步。它可以将传感器与集成电路做到一个基片上,而且做好后不仅体积小,成本也低。而体加工工艺要比表面加工工艺复杂得多,但它的机械性能非常好,所以,现在国外许多加速度传感器仍是采用此工艺技术来制作的。
3结论
航天传感器新型号对技术与产品的需求,只有依靠微机械技术才能实现。微机械技术是20世纪末迅速发展的新技术,也必将成为21世纪发展的高技术。采用微机械技术制造的微传感器,也必将占领21世纪传感器市场的主导地位。可以预言,在未来,微机械技术对于科技技术现代化,尤其是航天工程技术的发展必定起到重要作用,航天传感器技术也定会随着微机械技术的发展而有所突破的。
参考文献
[1]陈津.传感器技术应用综述及发展趋势探讨[J].科技创新导报,2008(10).航天技术的发展篇3
一、国外航天技术的间接经济效益
1.航天技术转移及二次应用所产生的经济效益
航天技术转移及二次应用的领域较多,主要有通信/数据处理、能源、加工与制造业、医药、消费产品、运输、环境等。
登载在1987年《Spinoff年鉴》上的调查报告称:据NASA对在1978~1986年间441项航天技术转移案例的分析表明,美国航天技术二次应用效益在这9年内的实际效益是216亿美元。航天技术转移增加就业工作岗位35万个,共计有16种不同的转移途径,其中主要有:①NASA技术的直接使用;②NASA帮助“制造市场”;③靠NASA的测试或使用,使新产品商业化的过程加速;④NASA的工业应用中心帮助私营企业将航天技术转为民用;⑤通过NASA技术人员的流动,将航天技术转为民用产品;⑥将航天技术向其他政府部门转移;⑦通过NASA的日常活动将航天技术转为民用。
表1 航天技术转移及二次应用的实际效益 最 终 用 途 案例数 增加销售
或节约成本
案例数 实际效益(单位:万美元)
增加销售 节 约 总 额
运输 40 18 988786.5 11662.3 1000448.6
工业(制造与加工) 170 107 576764.9 6783.7 583548.6
医药 61 31 200303.6 3061.3 203364.9
消费产品 24 18 127829.4 52.4 127881.8
公共安全 27 16 34788.8 55.5 34844.3
通信/数据处理 51 32 17100.7 5196.4 22297.1
能源 30 13 20350.0 1561.3 21911.3
环境 16 11 1696.2 2178.8 3875
其他 22 13 165498.9 1023.2 166522.1
合计 441 259 2133119 31574.9 2164693.9
由表1可见,大约60%以上的技术转移案例可产生明显的经济效益。其中,67个案例是利用NASA技术经过二次开发,创造了一些新产品或新工艺,为企业建立新的生产线,或创建一家新的企业。
2.减少非常态经济即“灾变经济”造成的损失而隐含的经济效益
有学者认为经济包含着常态经济与非常态经济即灾变经济。人类为了把非常态经济造成常态经济的损失降低到最大程度,为此常态经济必须支付非常态经济索取的保险金,这笔资金就作为国家安全和救灾支付。据专家计算,摧毁20个经济脆弱点相当于摧毁最大的44个城市社会功能。利用航天技术保护这些经济脆弱点,这就防止或减少了灾变经济造成的损失,本身就隐含着巨大的经济效益。
3.航天事业发展导致了若干新技术群体的问世与应用
航天技术几乎博采了现代科学技术的最新成果,又不断对新技术的发展提出了更多的需求,提出了许多崭新的领域和高难度的课题,为一些技术的创新提供了机会,给科学技术的发展注入了新的活力,刺激了科学技术的发展,导致若干新技术的问世。
(1)促进电子计算机的诞生和发展世界上第一台电子计算机是为适应研制导弹的需要而诞生的。美国宾夕法尼亚大学的约翰·莫尼亚和约榆·艾儿凯克教授,为了适应导弹弹道计算的需要,于1945年研制出世界上第一台电子计算机“埃尼阿克”。世界上第一台巨型亿次计算机ILLIAC-5也是为美国NASA研制的。可以说没有航天工业的高需求也就没有计算机行业的今天。
(2)促使集成电路的诞生和发展50年代,美国为了争夺空间优势,适应研制新型导弹和空间飞行的需要,在五角大楼和NASA的大力资助下,集成电路才得以诞生和成长起来。1960年,在美国集成电路开始大规模投产,1962年的产品全部被军方购买,1965年军方购买量占总产量的一半,到70年代末期,降到10%。集成电路是随着航天事业发展的需要而诞生和发展的,而后逐渐推广应用于其他领域。
(3)促进环境保护和新能源的发展据国际石油研究机构计算,按现在的消耗量,从1998年起,再过42年,世界上现已探明的石油储量9991.2亿桶就会被开采完了(有资料说要70年,也有的说要100年)。矿物燃料属于非再生资源,终有一天会被消耗贻尽,而且矿物燃料的大量使用,正在造成越来越严重的环境问题。面对地球将发生的能源危机、环境污染、资源短缺,人类必须寻求新的且不会给环境带来污染的能源。在地球上开发洁净能源受到各种限制,大气层中的云和地球的昼夜循环严重制约着太阳能的采集,核能的开发则受到核废料问题的困扰。利用空间高真空高洁净环境可以高效率地采集太阳能,从地球外天体可以采集优良的聚变材料。显然,航天技术为解决上述问题提供了新的途径。当前航天技术在环境保护和新能源领域的应用成为世界航天界的热门话题。
(4)促进新材料新工艺的开发应用航天事业促进了一大批新材料、新工艺的开发应用。新型复合材料、高性能合金结构材料、烧蚀材料、阻尼材料、密封材料、机敏材料等一大批新材料随着航天事业的发展而涌现出来,进而推广应用到国民经济的其他领域。空间微重力环境又为高性能材料的生产开辟了更广阔的前景。
(5)促进海洋科学技术的发展从阿波罗计划结束后,美国的一批航天企业转向海洋开发,有力地推动了海洋科学技术和海洋开发的迅速进展,使美国在海洋开发方面处于世界领先地位。目前,美国是唯一作好海底开发准备的国家,它已向开采铁锰结核矿的六国国际财团投资,其海洋石油开发也从浅海发展到了深海。
(6)促进通信技术的发展卫星技术的发展促进通信技术发生革命性的突破。卫星通信实现了信息传递技术的一次质的飞跃,使信息可以快速、高保真、大容量地传递,全球通信网的建立使得地球上任何两地之间的通信成为可能。迅速发展的卫星全球导航定位技术,正在改变着地球上一切旧有的交通、通信、联络方式,改变着人类生活的方方面面。
4.航事业发展更新了人类的知识体系
航天事业的发展极大地更新了人类的知识体系和知识结构,在知识的广度和深度上都取得了极大的进展。
(1)促进系统工程管理科学的诞生和发展系统工程管理软科学也是伴随着导弹技术、空间技术的诞生而发展起来的。如今该学科已经广泛地用于政府部门、科技、经济、军事以及企事业机构的决策和预测工作,对工程和技术的可行性进行论证和评估,把决策科学化提高到前所未有的高度。
(2)促进基础科学的发展航天事业在各个方面促进了基础科学的发展。应用数学、高能物理学、天文学、天体物理学、地学、微重力物理学、材料学、空间生物学、空间医学、信息学、微电子学,等等,均伴随着航天事业的发展而壮大起来。
二、我国航天技术的间接经济效益
作为高技术产业之一的航天技术,为科学研究开辟了许多新的领域和新的学科。我国的航天技术在向国民经济各部门的渗透应用中,带动了其它新兴学科和工业部门的发展,产生了二次效益。
1.航天技术对中国高技术产业群的带动作用
航天技术的发展需要一系列支撑技术,因而通过技术发展的“需求效应”带动了一系列新兴产业和新技术的发展。航天技术的发展对信息技术、新材料技术和新能源技术不断提出了新的要求,从而有力地促进了它们的发展,拓宽了它们的研究范围。对于海洋开发和生物技术来说,航天技术为其提供了新的发展工具和研究手段。航天技术的发展还带动了空间科学、微重力研究与实验等科学研究领域的巨大发展,如阿尔法磁谱仪实验将开创空间科学研究的一个全新领域。
由于远程导弹和运载火箭600多种新材料的国产化需要,以及电子元器件向小型化、集成化和高可靠性方面发展,国家投入了相当的财力开展相关技术的研究,带动了诸如玻璃钢、氟塑料、高强度合金和稀有金属材料,以及计算机技术、自动控制技术、遥测遥控技术、雷达技术和工艺技术的发展;并扩展了空气动力学、热力学、结构静动力学等领域的研究。在航天技术产业的发展过程中,总投资中相当大的比例转移到国民经济的其它部门。据不完全统计,航天研制部门用于研制运载火箭和各种卫星的投资,有60%~70%转移到了其它工业部门和科研单位。资金和技术的转移,有力地推动了这些部门的技术进步。据统计,建国以来研制的1100多种新材料中,80%是因航天技术的发展需求而研制的。由此可见,航天技术产业的辐射能力是极其强大的。
以长征2号运载火箭为例。在研制过程中,航天部向有关部门辐射出4800多项科研、试制和生产项目,涉及27个部、委、局,25个省市自治区,共1300多个企业、研究机构和高等院校。在运载火箭第三级的研制中,共辐射出397项研究项目,其中冶金部门88项、化工部门129项、建材部门86项、石油部门25项、纺织部门8项、中国科学院6项、轻工部门45项。仅航天工程应用的电子元器件就达15个门类,约2000个品种,上万个规格,分布在全国的300多个生产厂家和研究机构。若进一步考虑二次辐射,其辐射能力就更难估量。所以说,航天技术与其它科学技术在应用中相互渗透和创新,扩展了航天技术本身的应用范围,促进了社会生产力的快速增长。航天技术的发展篇4
关键词:大数据;航天遥感;战略
中图分类号:P237 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2015)015-000-02
一、航天遥感和航天遥感系统
近些年来,大数据已经成为继云计算、物联网之后 IT 领域最流行的词汇,并在各行各业中广泛出现,受到人们越来越多的关注,也引起很多专家学者的深入研究。从2012年3月开始,美国开始投入对大数据的研究,与大数据相关的研究发展规划被列入科学信息领域的重要举措之一,相关部门基于大数据背景下获取、存储、处理等方面展开对遥感信息技术的研究。本文以航天遥感的现状为基础,分析航天遥感系统的技术现状,得出航天遥感系统如何面对大数据时代挑战的结论,以便于迅速采集遥感数据、对遥感数据进行分析和管理,满足人们对航天遥感的需求。
遥感是为了获取远距离物体的相关资讯,遥感技术被广泛应用于现场勘测,适用于面积广阔的观测,数据的综合性和可比性较强,具有很强的时效性,在勘测过程中不需要通过物理接触,而是通过电磁波的反射以及辐射,通过数据的采集和计算,实现对物体的远距离探测,获取包含物体的遥感数据信息。这里需要注意的是数据不等同于信息,数据承载有效的信息,在目前的应用中仍然存在一定的局限性。任何事物都可以发射、反射、吸收电磁波信号,都属于遥感信息源。地物的空间信息的获取方式需要通过搭载在遥感平台上的遥感器来获取。
二、大数据的概念
大数据是适应时展需求所衍生出来的概念,顾名思义,大数据所指的数据数量十分庞大,通过传统的收集渠道不能帮助企业采集、管理有效的信息,也无法立足于时代背景,向企业提供与经营相关的策略。直到2009年,“大数据”才逐渐出现在公众视野,以难以预计的速度进行扩散。研究大数据的目的并不是采集数据,而是将采集的数据进行分析、管理、处理、应用,增强数据应用的能力,进一步完善使用数据的功能,从而挖掘有应用价值的资讯,大数据技术具有可观的发展空间。大数据时代在信息通信、海量存储等方面有利于解决航天遥感系统迅速采集信息、处理数据,本文的重点放在数据存储方面,并分析新时代背景下航天遥感技术存在的机遇和挑战,进一步促进航天遥感技术的可持续发展。
三、航天遥感技术迎来的机遇
1.航天遥感技术的重要意义
航天遥感可以对环境和资源进行有效的勘测,也可以对信息技术进行有效的掌控。可以说从一定意义上讲,航天遥感技术已经成为决定战争胜负和影响国家安全的重要因素。 航天测绘已成为获取空间信息资源十分重要的技术手段。同时,遥感信息的获取、处理、加工和服务,与卫星定位技术和卫星通信技术的应用也密切相关,正在世界范围内蓬勃发展的小卫星技术对于推动遥感、导航定位和通信技术的快速进步具有重要价值。
2.大数据时代航天遥感技术的机遇
(1)云存储
在大数据时代的背景下,航天遥感技术可以使用云储存的技术,对数据进行实时更新,包括对数据副本进行实时更新,占有极少的硬件资源,广泛应用于亚马逊等电子商务行业中。存储虚拟化技术是云存储系统的关键所在,包括主机、基于网络、基于存储阵列三种,为了将设备的物理属性屏蔽,完成对异构存储设备的统一映射。基于主机需要使用虚拟化软件,在实际运用的过程中会增大主机端的负载,无法拓展主机的空间。基于存储阵列需要安装虚拟控制程序,将逻辑存储单元与多个物理磁盘设备相对应,这种操作具有可以满足用户对存储性能的要求,同时也存在一些缺陷,比方说拓展性能较差,无法延伸设备的拓展性。存储虚拟技术采用基于网络的形式可以集中上述两种存储虚拟技术的优点,在满足用户对存储性能需求的同时,保持设备一定的拓展性,因此很多企业都使用基于网络的主流形式。
(2)数据库
随着时代的发展,很多数据并非以文字的形出现,归属为非结构型的数据和文档,数据呈现半结构化的发展趋势。在云存储系统中,NOSQL数据库需要以数据增长需求为考虑因素,分析数据的实用性和可用性,尽可能满足人们对勘测各方面的需要。再进一步细化,数据库使用弱一性的特例,保证用户最后的运行个结构是类似的。一般情况下,NOSQL数据库分为四种,根据不同的情况,使用不同类型的数据库对数据进行储存。
四、航天遥感技术发展需要解决的问题
1.遥感大数据的自动分析
数据挖掘指的是,从海量的数据中通过算法搜索隐藏信息的过程,是目前大数据处理的重要方法,可以从遥感大数据中勘测出地表的变化规律,了解社会以及自然的变化过程。随着对地观测遥感的大数据不断出现,遥感信息语义的复杂性、数据维度语义的丰富性、传感器语义的多样性等特征使航天遥感技术对表达方式提出了新的要求。同一地物的不同粒度、时相、层次、方位观测数据即该地物在不同观测空间的投影,在实际观测过程中,遥感大数据需要考虑多分辨率、多源影像那个特有的特征表达模型,以及模型如何进行相互间的转化,从纹理、光谱、结构等低层结构出发,抽取多元特色的本征表示,建立可以跨越差异的目标特性,达成遥感数据一体化的目的。遥感大数据的自动分析,指的是挖掘遥感大数据信息,实现遥感观察数据向知识转化的前提,主要目的在于建立统一、语义的遥感大数据表示,为后续的数据挖掘作铺垫。遥感大数据的自动分析包括数据的检索、表达、理解等方面。
2.大数据时代航天遥感安全问题
结合目前的情况来看,我国航空遥感发展缺乏完善的监管制度,在具体运作的过程中缺乏协调和规划,相关的资讯和信息无法进行资源共享,无法对行业内的资源和技术进行整合利用,再上航天遥感技术的核心技术过于依赖国外,存在创新能力不足的问题,导致遥感迈入产业化具有一定的难度,产业化的发展需要技术与资金的不断投入,不确定性遥感信息模型和与人工智能相关的系统开发也有待进一步的深入研究。
五、航天遥感技术的发展趋势
1.大数据时代背景下航天遥感技术的发展方向
通过航天遥感技术,可以由航天、地面观测台组成以地球为研究对象的综合观测系统,提供定量、定时的数据,在大数据时代背景下,完整性和机密性是航天遥感技术的重要特点,航天遥感技术涉及国家政机密,因此如何保障完整性和机密性是航天遥感技术需要面对的问题。根据时代的要求,人们越来越重视数据的安全性和实用性,所以发展航天遥感技术的时候需要根据上述特点进行发展。面对当前的形势,高分辨率小型商业卫星发展迅速,雷达卫星遥感日益受到青睐,遥感技术的监测精密度将不断提升,呈现向上的发展趋势。
2.新时代要求航天遥感技术人才培养发展展望
在这个新时代背景下,航天遥感技术具有可观的发展前景,从事该领域的专业人才短缺,航天遥感技术是我国的战略新兴产业,可以为航空航天信息技术的发展创造更大的发展空间。学校应该增加与此相关的专业设立,规划相关的人才培养的计划,在培养航天遥感人才需要结合大数据的知识背景进行学习,让从事航天遥感的人才跟上时展的需要,重点掌握与遥感技术相关的知识。与此同时,学校方面应该重视对航天遥感技术的人才进行培养,定向向人才灌输有关大数据遥感的知识,让学生规划在航天遥感领域的发展,为学生毕业从事航天遥感方向的工作奠定想学术基础。
3.新时代下航天遥感技术发展趋势展望
新时代背景下,数据化的普及在一定程度上促进了航天遥感技术的发展,加上我国政策对航天遥感技术的大力支持,包括数据库、云计算在内的数据库等新兴技术应用将推动航天遥感技术的变革。航天遥感技术呈现良好的发展趋势,促进各行各业进行资源的调整和整合,新时代背景下的航天遥感技术从“定性”向“定量”转变,呈现多平台共存、综合应用不断深化的发展趋势,展现市场不断扩大的发展趋势,极大地提升了科研工作者的工作效率,使航天遥感技术行业呈现全新的面貌与发展趋势。
参考文献:
[1]汤国安等编著.遥感数字图像处理[M].科学出版社,2004.
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[3]乔朝飞.大数据及其对测绘地理信息工作的启示[J/DK].测绘通报,2013(1):107-109.航天技术的发展篇5
《2030年前及远期俄航天活动发展战略(草案)》(以下简称“新航天战略”)明确了俄航天活动的战略目标、优先方向、基本原则、发展阶段,为制定后续发展计划、保持航天发展的连续性奠定了基础。俄罗斯希望通过大力发展航天领域的优势地位,提振民众对航天事业的信心,进而带动大国地位的提升。
新航天战略的主要内容
新航天战略是指导俄罗斯未来航天发展的纲领性文件,凸显了俄对航天活动的高度重视和前瞻谋划,反映了俄航天领域发展的整体思想。其主要内容包括以下5个方面:①在月球研究及行星学、天体物理学等基础研究领域居国际领先地位;②参与包括太阳系行星研究在内的国际空间研究项目;③保持国产航天设备及操控技术等方面的国际领先水平;④拥有可确保从本土独立进入太空能力的尖端航天工业;⑤在世界航天市场占据有利位置。
为了实现上述目标,新航天战略明确了未来航天活动三大优先方向:一是发展航天通信、对地观测、卫星导航等系统,以及用于基础研究的航天设备和技术;二是建造用于空间开发的载人、运输和行星着陆设备,以及可重复使用的航天发射系统;三是实施载人探测火星的国际合作,为建造新一代的轨道站而建立科学技术储备。
此外,该战略还阐明了俄罗斯未来航天活动遵循的6项基本原则:①航天活动要与国家经济、科技潜力相适应,确保有利于新技术研发;②确保俄罗斯独立进入太空的能力,以实现航天领域的战略利益;③鼓励俄国内机构与外国建立战略伙伴关系,以互利合作原则参与国际合作;④保持国家控制和主导核心科研生产实体、关键航天技术及重大科研项目,同时鼓励商业机构利用航天活动成果提供社会服务;⑤坚持国际太空权高于国家太空权,不承认一国对空问及任何天体的要求,坚决行使自卫权并在必要时利用各种手段保持本国航天设备免受干扰和侵犯;⑥发展初期,利用外国先进技术尽快使俄无线电子和特种材料工业达到国际先进水平,恢复尖端人才培养体系。
在新的航天战略中,俄罗斯将未来的航天能力发展划分为4个主要阶段:
能力恢复阶段(2015年前) 部署必要数量的在轨航天器;保持运载工具和载人航天领域的主导地位;借助国外先进电子元器件升级国产航天器;完成东方航天发射场一期工程建设;建立具有国际竞争力的综合性企业;
能力巩固阶段 (2016~2020年)部署可全面保障社会经济、科学、国防和国家安全需求,具有国际先进水平的在轨航天器;为生产尖端国产电子元器件创造条件;做好国际空间站离轨坠落的准备工作;建造新一代重型载人飞船;完成月球车发射和土壤取样等探月任务;参与在火星表面部署研究站等国际合作项目;在航天领域新兴市场占据主导地位;
突破阶段(2021~2030年) 部署和维护在轨航天器群,为用户提供全面、优质服务,开发先进的近地空间航天器维护、校正和维修技术;在近空、深空、行星等天体表面建设航天设施;建造地球信息模型;拓展独立进入太空的能力,启用东方航天发射场,建设超重型运载火箭系统;开展载人登月的演示验证飞行;在国际航天技术和服务市场占据有竞争力的地位;
突破性发展阶段(2030年后) 探索全新的、目前尚未预知或出于概念阶段的航天活动;落实开发近地空间和月球的大型项目。为全面参与准备和实施载人探测火星计划的国际协作建立科学技术和工艺基础;实现定期载人登月飞行,在月球部署永久性的工作站和科学实验室;开发可重复使用的登月系统。
新航天战略制定的背景和意图
近年来,随着经济状况的不断好转,俄罗斯一直致力于恢复航天强国地位,并认为发展航天有利于带动大国地位的提升。然而近期一连串的航天事故不仅暴露了俄罗斯航天工业存在的一些弊病,而且对俄罗斯的航天发展也产生了一定的消极影响。新航天战略提出了俄罗斯未来航天发展目标,明确了俄航天领域未来发展的整体思想,并且把拥有安全稳定、高水平的航天工业作为发展目标之一。
谋求航天领域的优势地位
随着苏联解体,曾经处于世界领先地位的俄罗斯航天工业由于资金问题被不断削弱,俄罗斯的世界航天地位也受到不利影响。进入21世纪以来,随着经济的复苏,俄罗斯开始致力于恢复其航天强国地位,并希望以此促进大国地位的提升。俄罗斯为航天活动提供包括财政在内的全方位的国家支持,促进新技术的研发,以满足国家安全和I社会发展的需求。新航天战略的目标是确保俄罗斯航天处于世界先进水平,巩固俄罗斯在航天活动领域的领先地位。正如俄罗斯总统普京所言,“航天是一个国家的威望,航天技术是国家经济竞争和安全保障的基础。毫不夸张地说,航天是世界稳定的基础。政府要把支持国有航天企业作为国家政策的重点,把恢复俄罗斯世界航天大国和军事强国的地位作为政府施政纲领的首要任务,要让航天工业更多地为国民经济服务,要创造和应用具有军民双重目的的航天系统。”
明确俄罗斯航天的未来目标
航天发展战略是一个国家协渊和发展其航天能力的顶层指南,对航天事业的发展起着举足轻重的作用。新航天战略的制定,不仅明确了未来航天发展的方向,也为制定阶段性的航天规划提供了依据。俄罗斯政府于2005年批准的《2006~2015年俄罗斯联邦航天发展规划》已接近尾声,在下一发展阶段中制定什么样的航天规划,如何开展航天活动等问题,迫切需要~个总体上的战略文件作指导。新航天战略明确了2030年及未来俄罗斯航天发展的目标、预期成果等,以促进航天应用满足社会需求、开发包括可重复使用运载器在内的新型航天器、积极探索太阳系行星为优先发展事项。新航天战略不仅凸显了俄对航天活动的高度重视和前瞻谋划,反映了俄航天领域未来发展的整体思想,也是保障俄罗斯航天发展连续性的纲领性文件。航天技术的发展篇6
关键词:航天试验;集成训练;模拟训练
中图分类号:G72 文献标识码:A
我国军事航天指挥技术人才培养需要针对目前所存在的一些问题不断创新人才培养模式和方法,提升军事任职教育能力和人才培养质量。
一、航天试验集成训练需求分析
(一)新型作战力量建设对军事航天人才培养提出了新要求
外层空间是国家的高边疆,是打赢信息化条件下局部战争必须抢占的战略制高点。军事航天力量是我军战斗力新的增长点、需要重点发展的新型作战力量。航天发射试验是军事航天力量建设的重要组成部分,是航天信息应用的重要支撑。航天试验部队的任务正从科学试验向承担更多军事任务的趋势拓展,军事航天新型人才需求不断增强。联合作战以及“万人一杆枪”的航天任务特点要求航天试验人才培养必须实施高水平的集成训练。
(二)信息化试验指挥对指技复合型人才培养提出了高要求
航天试验系统是技术密集、高度信息化的开放复杂巨系统,信息化建设正在快速发展。这对基于信息系统的航天试验组织指挥能力提出了更高的要求,航天试验指挥与技术人才必须是指技融合的复合型人才,航天试验人才培养必须依托信息化、网络化的模拟训练系统开展集成训练,全面提高信息化条件下航天试验任务的组织指挥能力与协同能力。
(三)高密度任务对航天试验人才的素质能力提出了高要求
近年来,我国航天试验任务密度显著增加,航天发射模式呈现出零窗口发射、连续多窗口发射、快速密集发射、一箭多星发射、应急快速发射等趋势,航天测控将重点发展天基测控、深空探测、与国外资源共享、军事航天测控等新任务。航天试验任务组织、技术总体、新装备操作、新领域开发等岗位人才的素质需求、数量需求激增,将呈现人员兼岗、多任务并行情况。因此,迫切需要实施集成训练,提高航天试验人才的素质能力。
二、航天试验集成训练模式
(一)统一训练模式,创新集成训练方法
航天试验集成训练理论研究包括基本定位、主体对象、主要内容、方法步骤等。航天试验集成训练定位于提高受训学员的航天试验任务遂行能力,受训主体对象包括航天试验指挥团级指挥、营级指挥、参谋业务和生长干部任职培训学员,训练的主要内容包括航天试验指挥想定作业、综合研讨和综合演练。据此,确立了“以航天试验任务为背景,以指挥综合演练为核心,以想定作业和综合研讨为支撑,各专业方向各层次学员集成训练”的训练思路,明确了“想定引导、实装接入、仿真系统支撑、多级指挥机构协同演练”的集成训练模式。
(二)紧贴试验任务,着眼岗位能力培训
开展航天试验集成训练,必须紧贴航天试验任务实际,依照航天试验任务编成确定训练编组,将训练对象融合为有机整体。航天试验集成训练按照“总部基地部站”三级分别设立总部指挥控制中心、基地指挥所(含发射基地与测控基地)和站指挥所(发射站、测控站、通信站)等11个指挥所,分“规划论证任务实施总结评估”三个阶段进行,突出航天试验任务的指挥、协调和应急事件处置等训练内容,着重训练学员组织计划、指挥协调和应急决策等岗位任职能力。
(三)坚持指技融合,突出任务集成训练
开展高水平的航天试验集成训练,必须坚持指挥与技术融合。航天试验工程技术密集,技术状态决定任务进程。充分发挥试验信息的汇集与处理、指挥信息的生成与决策能力,促进各种试验力量、试验装备的有机融合,是提高试验部队整体试验能力的重要因素。航天试验集成训练的实质,就是依照航天试验任务目标与流程、技术与指挥岗位职能,充分发挥信息系统的信息资源支持与实装设备信息接入功能,由多级“参试”人员参与,完成一个完整的任务过程演练,学员得到岗位体验和岗位锻炼,使指挥与技术在这一过程中得到充分融合,提高在一定技术条件下的任务组织指挥能力。
三、航天试验集成训练方法
(一)统一规划航天试验集成训练内容
以复杂环境条件下典型航天试验任务为背景,以航天试验任务流程与指挥程序为主线,着眼司、政、后、装、技各类型岗位任职需求,整体规划航天试验集成训练内容,编写集成训练企图立案、基本想定、补充想定等,为实施想定作业、综合研讨、综合演练、指挥所研讨提供依据和指导。
(二)分层次开展想定作业与综合研讨
任职培训学员在完成专题学习后,按照航天发射、航天测控两大专业方向,区分航天团级指挥、营级指挥、连级指挥、参谋层次,依据系列想定开展航天试验指挥想定作业,围绕航天试验任务中的故障、突发事件处置等热点、难点问题开展综合研讨。
(三)基于模拟系统实施综合演练
实施综合演练时,按照总部、基地、团站三个层次设置全航区指挥机构,根据任务实际设置各指挥所编组,明确每名学员的岗位与职责。基于研发的模拟靶场,在导演部的导调下,各指挥所实施航天试验任务的组织指挥与突发事件处置。
(四)按指挥机构开展跨专业综合研讨
综合演练结束后,各指挥所结合演练过程中的各种问题与演练结果,开展跨层次的综合研讨,总结理论学习、集成训练的收获,剖析自己岗位任职能力水平与不足,提出航天试验部队建设发展的对策建议等。
四、航天试验集成训练平台建设
(一)以任职教育需求为牵引,科学确定项目建设目标
为实现航天试验集成训练,组成跨专业专家组成的专门论证小组,深入基地调研,组织受训学员座谈会,整合学院军事航天学科专业资源,研制航天试验集成训练平台,组建航天试验训练中心,确定航天试验集成训练平台的建设目标:从实际出发,按照实验室中心化、集约化建设思想,以人才培养需求为牵引,综合运用计算机网络技术、仿真技术、系统集成技术等先进技术,建设一个集航天试验指挥、测试发射、测量控制和试验通信系统于一体的半实物分布式模拟靶场,作为军事航天学科群的教学科研基地,以满足多专业、多层次教育训练和科学研究的需要。
(二)结合实际优化顶层设计,集智攻关设计总体方案
平台建设的关键是抓好顶层设计。航天试验训练中心总体组提出了总体建设思路,确定“中心化、集约化”的建设原则。经过综合论证分析,确定航天试验集成训练系统主要由试验指挥、测试发射、测量控制、试验通信、远程教育训练、系统管理等6个分系统共计33个子系统组成,并拟制了总体技术方案和6个分系统技术方案、建设实施方案等(如图1所示)。
(三)强化项目管理,严把质量关,组织精兵强将实施建设
为保证集成训练目标的实现,召开航天试验训练中心工作会议,成立航天试验训练中心建设领导小组、总体组、项目办公室和6个分系统建设小组等组织机构,共有5个单位的50余人参与了研究建设。为保证航天试验训练中心建设质量,项目实施工程化管理和文档资料配置项管理,并严格按照《总装备部软件工程技术规范》进行软件方案设计、模型设计、详细设计、测试和评审,实装设备按照主流试验装备构建。参建人员结合专业,立足指挥,深入调研,不断深化对航天试验任务的认识,主动了解部队任职岗位需求,积极探索院校开展航天试验集成训练的方式方法。
(四)注重理论、技术、方法创新,建设功能完善模拟靶场
高度重视理论、技术与方法创新,围绕集成训练发表学术论文40余篇,积极采用信息化、网络化手段,基于HLA技术,建成了集航天试验指挥、测试发射、测量控制和试验通信于一体的半实物分布式模拟靶场。其中,测试发射分系统主要建成了飞行器控制半实物仿真实验室、CZ-3B控制系统模拟器、航天测试发射全数字仿真系统;测量控制分系统研发了测控指挥一体化训练平台、飞行器动态模拟器、遥测中频信号记录设备,引进了新型USB设备终端;试验通信分系统改造了SP30程控交换系统,购置了SDH光纤传输系统、时统服务器、指挥调度系统,研制了航天通信模拟训练系统;试验指挥分系统建成了航天试验指挥专业教室,研制了总部、发射基地和测控基地三个指挥所的航天试验指挥模拟训练系统;系统管理分系统研制了训练任务管理与导调、运载火箭模拟、卫星模拟、基础信息库等15个软件,实现了航天试验集成训练的集中控制与管理功能。中心建设集成了200余台套测发、测控、通信专用设备和700余台套通用设备,实现了互联、互通,形成了功能完善、性能先进的模拟靶场(如图2所示)。共设置了训练岗位5类91个,可同时容纳91人开展训练,能够用于设备级、子系统、分系统和全任务集成训练。
五、航天试验集成训练实践
(一)同步开展教学改革,精心设计训练内容
为了高效建设航天试验训练中心,提高航天试验人才的培养质量,同时开展教学改革,精心设计实践教学内容,先后编写《航天发射演练方案》、《航天测控演练方案》、《航天试验通信演练方案》、《航天试验指挥演练方案》、《航天试验训练导调方案》及20余个想定,有效支撑了航天试验集成训练。
(二)编写配套系列教材,制定集成训练方案
同步编写了《航天发射指挥专题研究》、《航天发射指挥专题研究想定作业》、《航天测控指挥专题研究》、《航天测控指挥想定作业》、《运载火箭测试发射实验室岗位训练》等13本配套教材。另外,根据具体演练题目先后编写了《航天试验训练中心综合演练方案》、《学院联合装备指挥综合演练-航天发射方向综合演练方案》、《联合作战装备指挥综合演练航天发射方向综合演练方案》、《联合作战航天发射指挥演练手册》等。
(三)依托模拟靶场环境,开展指挥集成训练航天技术的发展篇7
等党和国家领导人为获得中国载人航天工程突出贡献集体和突出贡献者荣誉的代表颁奖。载人航天工程总指挥、天宫一号与神舟八号交会对接任务总指挥长、中央军委委员、中国人民总装备部部长常万全,中国载人航天工程突出贡献集体代表、北京航天飞行控制中心主任陈宏敏,突出贡献者代表、中国航天科技集团公司五院研究员王翔先后发言。
中央党政军群有关方面负责同志,各派、全国工商联负责人和无党派人士代表,参与载人航天工程的有关方面代表以及首都各界群众代表3000多人出席庆祝大会。
中国航天系统科学与工程研究院揭牌
2011年12月9日,中国航天科技集团公司隆重举行纪念我国航天事业奠基人、人民科学家钱学森同志诞辰100周年系列活动。系列纪念活动包括:“中国航天工程咨询中心”更名为“中国航天系统科学与工程研究院”揭牌仪式、“钱学森运载技术实验室”和“钱学森空间技术实验室”揭牌仪式、《钱学森与中国航天》系列丛书首发仪式。
中国航天工程咨询中心是钱老从定性到定量综合集成理论方法的早期探索者和第一实践者,在建设系统科学、创新系统工程方面作出了重要贡献。集团公司决定在一院设立“钱学森运载技术实验室”、在五院设立“钱学森空间技术实验室”,是为了进一步传承和弘扬钱老崇高的科学精神和矢志不渝的创新精神,进一步提升我国航天技术原始创新和系统集成创新的能力和水平,打造以基础性、战略性和创新性研究为主体,产学研结合的系统创新平台。 《2011年中国的航天》
白皮书发表
2011年12月29日,国务院新闻办公室发表了《2011年中国的航天》白皮书,对2006年以来中国航天的主要进展与未来五年的主要任务做了介绍和说明。
白皮书全文近1万字,分为前言、发展宗旨与原则、2006年以来的主要进展、未来五年的主要任务、发展政策与措施、国际交流与合作等六个部分。
白皮书说,中国政府把发展航天事业作为国家整体发展战略的重要组成部分,始终坚持为了和平目的探索和利用外层空间。近年来,中国航天事业发展迅速,在若干重要技术领域跻身世界先进行列。航天活动在中国经济建设和社会发展中发挥着越来越重要的作用。
白皮书指出,中国发展航天事业的宗旨是,探索外层空间,扩展对地球和宇宙的认识;和平利用外层空间,促进人类文明和社会进步,造福全人类;满足经济建设、科技发展、国家安全和社会进步等方面的需求,提高全民科学文化素质,维护国家权益,增强综合国力。
白皮书强调,中国发展航天事业服从和服务于国家整体发展战略,坚持科学发展、自主发展、和平发展、创新发展、开放发展的原则。
白皮书显示,2006年以来,中国航天事业实现快速发展,载人航天、月球探测等航天重大科技工程取得突破性进展,空间技术整体水平大幅跃升,空间应用的经济与社会效益显著提高,空间科学取得创新性成果。
根据白皮书,未来五年,中国将加强航天工业基础能力建设,超前部署前沿技术研究,继续实施载人航天、月球探测、高分辨率对地观测系统、卫星导航定位系统、新一代运载火箭等航天重大科技工程以及一批重点领域的优先项目,统筹建设空间基础设施,促进卫星及应用产业发展,深入开展空间科学研究,推动航天事业的全面、协调、可持续发展。
这是中国政府发表第三部航天白皮书,是对2000年、2006年两部航天白皮书的继承和发展。
航天科技集团公司与武汉市启动长江动力战略重组航天技术的发展篇8
2006年,国家发改委经过反复论证,决定选择天津滨海新区作为A320总装线项目的选址地,从而结束了历时一年多的四城市选址争夺大战。选址天津筹建A320总装线绝非偶然,这是我国政府从有利于我国航空工业科技创新、推动我国国民经济协调发展的战略高度做出的重要决策,也充分显示了中央推动天津滨海新区开发开放的决心。
天津滨海新区在全国经济格局中的地位独特
天津滨海新区地处京津和两大城市带的交汇处,与日本、韩国隔海相望,是我国对外开放的重要窗口和通道。滨海新区自然资源丰富,科技人才密集,产业基础雄厚,交通通信便捷,具有集国际化港口、高度开放的功能区和大片可供开发的土地于一体的综合优势。经过12年的开发建设,新区一直保持强劲的发展势头,成为天津最大的经济增长点和带动区域经济发展的强大引擎,呈现出巨大的发展潜力和广阔的发展空间。国家“十一五”规划启动之时,提出了推动天津滨海新区开发开放的重大战略决策,把滨海新区开发开放纳入国家总体发展战略,与上世纪80年代深圳特区、90年代浦东新区具有同等的地位,要把滨海新区建设成为现代制造和研发转化基地、国际航运中心和国际物流中心,成为新一轮推动区域经济发展的龙头。为鼓励滨海新区加快发展,中央确定滨海新区为新的综合配套改革试验区,在金融、土地、保税区建设、税收等方面给予优惠政策扶持。可以预见,不久的将来滨海新区这颗璀璨明珠将放射出耀眼的光芒,为全球瞩目。
滨海新区民航产业基础和科技教育资源丰富,为航空工业发展提供重要科技和人才的支撑
天津滨海新区的七大产业功能区之一是“临空产业区(航空城)”,包括天津滨海国际机场、中国民航大学、空港物流加工区、民航科技产业化基地、飞机维修区等区域,具有丰富的航空产业和科教资源,对发展航空产业具有重要的科技和人才支撑作用。天津滨海国际机场是首都机场的第二机场,是我国北方重要的航空货运基地,扩建后的机场跑道和航站楼满足天津快速发展对航空人流和物流的需求。中国民航大学是我国唯一一所民航专业门类齐全的民用航空类高等院校,具有24个本科专业、25个硕士研究生专业和若干个民航职业教育专业,拥有六个民航总局级的科研基地和一大批民航技术专家,民航系统三分之一的高级专业技术和管理人才毕业于该学校,被誉为中国民航人才培养的摇篮和科学研究的重要基地。空港物流加工区是天津港保税区的重要组成,具有国际物流、产品加工、空港保税等功能,占地面积43平方公里,该区域陆海空交通便利、配套设施齐全、投资政策优惠、服务体系完善、民航资源丰富,是发展民用航空产业最佳区域。中国民航科技产业化基地是民航总局和天津市政府合作共建的国内唯一的民航科技产业园区,该基地集民航产品制造、研发培训和技术服务为一体的科技园区,是我国民航科技集成和管理的重要平台。规划11平方公里土地,引进国外先进的航空制造技术,聚集国内外航空产业,形成完整的民航科技产业链条。民航总局将民航科学技术研究院、民航大学科技园、民航技术培训中心建设在产业化基地,打造民航科技集成和创新的平台,为实现我国民航强国战略目标提供支持。目前以空客A320 总装线项目为代表的飞机制造、零部件加工、空管装备和机场特种设备制造、航空维修产业等一批项目落户产业化基地。
可以看出,滨海新区临空产业区(航空城)具备国内其他城市没有的综合优势,国际机场、专业大学、科研基地、航空物流、航空产业园资源融为一体,具备产、学、研紧密结合特色优势,和强大的吸引外资比较优势。
优化我国航空工业布局,促进航空产业协调发展
我国的航空产业布局主要是根据国防建设的需要,集中在西安、沈阳、成都、上海、贵阳、哈尔滨等城市,特点是各自以主机厂为核心,形成区域配套体系,航空企业和研究院所分属于航空工业一、二集团。在发展航空军用产品的同时,也开发了一些民用飞机如Y7、Y8、MA60、Y11、Y12、ARJ21和部分直升机等机型,目前还不具备研制生产大飞机的能力。以上的航空工业企业目前很大力量投入到了为空客和波音两大航空制造商提供零部件转包生产方面。
从地理位置上看,天津处于我国航空工业布局的中心。空客A320系列飞机总装线落户天津,在天津形成以引进大飞机总装线为主体,以飞机零部件、空管设备、机场特种设备制造和航空维修为补充,以航空技术研发和人员培训为辅助的完整产业体系。大飞机总装线的落户会带动配套产业的大转移,使天津成为国际航空产业转移的重要承接基地和民航技术研发转化基地,推动我国航空产业的国际合作,完善和优化我国航空产业总体布局,促进航空产业的发展。
未来的我国民用航空产业布局中,应该努力形成国产干线飞机、支线飞机、通用飞机研制生产为主体的民族航空工业体系,同时构建以国外先进航空技术引进为主体的国际航空产业转移承接基地,两体系互为补充,协调发展。
有利于我国航空工业体制创新和科技创新体系建设
与空中客车公司联合建设A320总装线,将充分发挥地方政府和企业参与民用航空工业建设的积极性,建立新的民用航空工业合资企业,将建立符合国际惯例的航空工业企业运营机制,打破传统国有企业由两大航空集团条块分割的局面,形成新的民用航空工业的商业运作模式,建立以股份制为主体的民用航空工业企业。同时,避免过去计划经济体制下与国外合作的教训,过去科研单位、企业、政府、用户各自为政,缺乏横向联系纽带。企业引进技术和设备,只负责生产产品,却不承担相应的技术消化吸收和再创新任务,也缺乏这方面的资金支持,生产的产品也不被用户接受。现在A320总装线项目的引进,技术和经济同步考虑,以天津市地方政府为主体、两大航空工业集团参与、代表用户的民航总局支持,有效地将科研、生产、政府、用户紧密结合,这种通盘考虑供给能力、市场需求和科研保障的全新的国际合作运作体制,符合市场发展的一般规律,也是我国航空工业项目运作机制创新和科技创新的尝试。
有利于促进产业结构升级,推动滨海新区开发开放战略的实施航天技术的发展篇9
一、美国航天预研项目管理模式研究
美国历来重视航天事业,认为其发展是国家威望和军事实力之所系,把航天发展政策视为国策的重要组成部分。美国航天管理体制分为三层:总统与国会为决策层,主管最高决策以及立法和预算审查;国防部与国家航空航天局(NASA)为计划层;承包商(工业界)、科研机构、大学等为实施层。可以说,美国的航天预研是一个以国防部、NASA为先导的,以工业界和大学为基础的公私结合、军民结合的综合预研体系。
1.发挥政府的主导作用,以政策引导航天预研创新
美国的航天工业是在市场经济的条件下发展和运作的,因此采取了军民分立的模式:国防部负责军用航天战略的组织实施和军用航天活动的开展;NASA负责民用航天战略的组织实施和民用航天活动的开展。这两个部门在航天预研创新中起着主导作用,通过预研政策、实施各种预研计划等方式,来建立和调节预研创新主体的相互联系和互动关系,发挥市场配置资源的基础作用,提高航天预研创新能力,推动科技创新。
美国近些年军事航天预研创新的需求顶层文件是参谋长联席会议主席提出的《2020联合构想》和《四年一度防务评审》。这两份文件主要从未来作战的角度,提出了军队能力建设的目标,是美军预研创新的需求指向。国防部在此基础上,进一步制订了《国防科学技术战略》,作为预研创新的指南,把需求指向转化为国防预研创新的顶层技术需求文件。NASA的《NASA航天技术路线图草案》提供了满足NASA战略目标所需的技术路线,这也为一些机构和企业开展预研创新提供了指导。NASA制定的“创新先进概念”(NIAC)计划,进行技术可行的先进概念研究,确保美国在全球航天技术领域保持领导地位。
2.建立专职机构,加强与航天企业的联系
为了使工业界更积极、更主动地参与航天创新研究工作,美国航天预研管理部门采取各种措施,加强同工业界的联系。美国三军在弗吉尼亚州的亚历山德里亚、俄亥俄州的代顿和加利福尼亚州的帕萨迪纳等军工企业密集地区建立了“工业信息办事处”,并在全国各地建立信息联络点,负责向军工企业提供有关国防采办情况及军事科研规划的意向。
此外,三军的研究机构都成立了“研究与技术应用办公室”,作为同工业界加强联系的窗口,负责向军工企业和高等院校通报研究所的科研活动,并帮助向州政府及其他地方政府机构与私营企业转让技术成果。国防部通过国防技术信息中心及其他信息分析中心的出版物,将国防采办情况和技术发展状况及时通报给军工企业及其他用户。
3.宽松的创新文化,持续的技术支持
美国的预研创新工作十分重视创新文化的培育。为了推动创新工作的开展,美国航天管理部门对于创新工作的风险有非常高的容忍度,在组织、管理和人事政策等方面鼓励个人担当和首创精神,并在项目界定上具有高度的灵活性。
美国拥有世界领先的科学技术能力,根本上得益于其诸多基础研究创新的科研成果。美国航天的预研工作更多的是关注于长远的、原始性的创新工作,采取“广种薄收”的管理模式,在前期预研探索阶段,给予充足的经费支持,从而建立起技术积累,从而为后期的型号研制工作打下技术基础。正是有了这些充足的技术储备,从而形成了一系列先进的成果。全球定位系统的成功,离不开原子光谱的基础性研究。美国海军研究局长期对原子光谱研究进行稳定的经费支持,获得了氢量子放大器时钟的基础技术。之后卫星技术的发展与该技术相结合,使美军具备了精确定位与导航能力。
4.实施创新激励措施,增强航天企业创新活力
美国航天预研管理部门通常利用知识产权来激励创新活动,通过建立一套完整的知识产权法律体系,加大知识产权的保护力度。此外,还采用多种方法激励航天企业参与预研创新项目。
美国国防部对开展预研创新活动的企业,实施“费用补偿”、“税收减免”和“共同投资”等激励措施,同时,许多技术转移计划都设有技术创新奖项,如“两用科学技术计划”设立有“两用科学技术计划成果奖”,用于奖励根据军方利益、商业活动和成本分摊质量评选出的前三名的项目和个人;NASA为了鼓励私营企亚开展创新活动,实施了“小企业创新研究计划”,授予小型高科技企业大量研发合同,甚至会免费向这些企业提供一些先进的航天技术。
5.加强技术转移机制建设,推动预研成果转化
为加快航天预研创新成果向武器系统及市场化方向转化,取得更多的军事及经济利益,在保证国家根本利益的前提下,美国国防部和NASA都采用多种技术转移手段,推动预研成果的转化。一方面,国防部在国防研究与工程署,NASA在下属各个航天中心设立技术转移办公室,作为预研技术转化和军民两用技术转移的主管机构,推动武器装备技术的转化和军民两用技术的相互转移。另一方面,国防部实施各种技术转移计划,其中比较典型的是“先期技术演示”、“先期概念技术演示”/“联合概念技术演示”、“两用科学技术计划”,以及“独立研究与开发计划”;NASA则建立了数据庞大的军民两用技术转移网络信息数据库,并建立了完善的信息交流平台,形成定期信息的制度,有效地组织和协助美国工业界参与NASA资助的研究项目,并将项目开发出来的技术加以利用和商业化。
二、我国航天预研项目管理现状分析
1.我国预研管理体制
(1)坚持决策、咨询、执行系统的协调与配合
我国整个预研管理体系以行政部门为主体,充分发挥专家的作用,实行领导与专家相结合,按管理职能可以分为行政部门领导下的决策系统、咨询系统和执行系统。
决策系统主要由总装备部和国防科工局负责,在决策中强调集中、统一,加强统筹规划,避免重复,充分听取意见,使决策更加符合实际,有利于预研战略、规划、计划的落实。根据装备预先研究工作的需要,在一些领域设立专业组、专家组等专家咨询系统,咨询系统主要任务是开展装备预先研究发展战略研究,提出装备预先研究项目指南建议,参与装备预先研究项目的综合论证和开题论证,参与装备预先研究项目实施过程中的技术评审。执行系统的主要任务是对计划确定的项目或基金项目实施合同、基金管理和组织项目的科研活动,确保任务的完成。
(2)预先研究计划的实施实行项目分类管理制度
航天预研的中长期计划实施,主要采取合同制和基金制,二者的实施与科研发展阶段是紧密相关的。按照预研发展的客观规律,预先研究分为应用基础研究、应用技术研究和先期技术发展三个阶段,预研三个阶段中的应用基础研究阶段的预研项目涉及面广、探索性强、风险大,适宜基金制管理,而应用技术研究和先期技术发展阶段的预研项目针对性较强、目标较明确、技术指标确定,适宜合同制管理。
2.国内预研项目管理存在的问题
(1)缺乏原始创新的理念和环境
与美国相比,我国的原始创新项目很少。当前原始创新理念的缺失、缺乏容忍失败的环境阻碍了原始创新工作的开展。更多的科研和管理人员关注于能够“立竿见影”的集成创新工作和一些工程型号工作,忽视了前沿性、基础性的研究,逐渐丧失了原始创新的理念。同时,我国的科研评价体系宁稳勿错,即便有一些原始创新的研究项目提出,如果不是国外首先提出就会受到怀疑,无法得到立项。要真正提升中国的国际竞争力,成为世界航天强国,我们就必须转变创新思路,围绕重大技术前沿领域,大力推动原始创新,逐步在一些关键领域形成引领技术发展的优势。
(2)“需求牵引”力度弱,预研成果转化机制也不完善
“需求牵引”应当是开展预研工作的先决条件。军方作为航天企业的主要客户,其需求牵引对于预研项目的立项与发展至关重要。由于军方与工业部门沟通不够,军方的需求牵引力度不足,预研成果与军方需求存在差异,预研成果形成以后,不能及时地转化为产品,从而得到国家和军方的型号立项。此外,由于航天领域研究工作的保密性,预研项目研制的过程中所形成的很多技术,只能申请国防专利,不能通过一般市场转化机制转入民用领域,直接产生经济回报,从而在一定程度上降低了开展预研的积极性。
三、启示与建议
虽然我国与美国在科研体制上有很大不同,但是,美国在预研创新项目管理方面呈现出来的一些成功经验和有益做法,还是具有一定的普遍意义,对于我国航天预研的管理有重要的启示作用。
1.营造宽松环境,鼓励原始创新
航天科技工业本身就是高科技、高风险行业,而预研创新则意味着更高的风险,在试验的成败中吸取经验,才能走向成功。因此,只有营造利于创新的宽松环境,允许探索性创新项目的失败,才能鼓励更多的人进行原始创新。
一是建立鼓励原始创新的机制,完善科学技术评价办法,建立独立的创新评价体系,优化立项评价指标。在科研立项管理过程中给予足够自由度,建立和完善科学合理的遴选机制,对“非共识”项目要给予认真对待,从总体创新水平到人均产出相结合进行综合对比。
二是对于探索性创新项目要给予持续性资助,并允许失败,鼓励更多的人进行原始创新。当然,容忍失败不意味着容忍所有的失败,对于技术成熟的地方,必须要保证成功,只有在新技术探索尝试过程中才能够容忍失败。
三是注重原始创新思维的培养,建设有航天特色的创新文化,实现创新文化与技术创新相互融合,以优秀的创新文化、良好的创新氛围为技术创新工作提供保障。鼓励自由探索,发扬学术民主,营造尊重人才、尊重科学、勇于探索、敢为人先、宽容失败的创新环境和氛围,培育有利于创新人才成长和创新火花迸发的土壤。
2.加大激励措施,推动航天技术持续发展
我国应在确保国家利益的基础上,加大航天创新的激励措施,从而激发企业、个人加强技术创新的内在动力。
一是加大预研经费投入。通过制定和修改有关政策法规,增加航天预研经费投入,完善多渠道支持基础研究的格局,逐步扭转我国基础研究投入强度偏低的局面。对于前沿性、基础性的研究给予持续的资金投入,确保技术的持续发展。同时,引导和支持航天企业积极开拓创新资金筹措渠道,进一步加大人才资本和智力资本的投入,加大对预研机构的支持力度,确保预研费用占主营业务收入的比例保持在一定的规模。
二是实施科技成果有偿转让的政策。实行科技成果所有权和使用权相对分开和科技成果有偿转让的办法,在保护国家利益的同时兼顾保护科技成果完成单位及个人的利益,并对项目预研团队和个人采用绩效回溯、利润分成、有偿转让、股权激励等多种方式进行奖励。
三是加大精神激励,实现荣誉、利益与贡献相匹配。目前我国科技奖励偏向于型号项目,预研项目评奖的难度非常大,使预研人员的积极性受到了一定的影响。可以考虑增设一定的预研奖项,对技术创新优秀团队和人员授予荣誉称号,加大宣传力度,增强创新人员的荣誉感和成就感,从而在精神方面对预研人员给予一定的激励。
3.加强“需求牵引”的力度,推进创新成果转化
“需求牵引”应当是开展预研工作的先决条件,加强军方的“需求牵引”一方面可以更好地引导航天企业开展预研创新工作,另一方面可以有效地推动预研成果的转化。
军方需求牵引形成的预研成果才能更好地应用到航天型号研制中,从而转化为成果。
一是建立信息定期机制。加强军方与航天企业预研机构的互动交流,定期召开研讨会,明确未来预研项目发展方向,从而牵引航天企业开展预研创新工作。
二是充分发挥军方的主导作用,建立创新主体合作与互动的技术转移机制。以需求引导预研创新主体的跨部门合作,推动预研创新工作的开展,促进预研创新成果的转化。
三是有针对性地实施和管理各种专门的技术转移计划,促进民技军用、军技民用以及全军技术共享。同时,利用现代信息技术建立军方各需求部门可以安全访问的技术转移数据平台。依托这样的技术转移平台,将先进的技术转化为武器装备。
四、结束语航天技术的发展篇10
经济危机对航天产业造成的影响已经开始显现,2011年全球航天产业的整体规模为2898亿美元,比上年增长4.8%,与2009年的7.7%相比明显减缓。当前,美国面临的财政悬崖和欧洲的债务危机已经或正在深刻地影响着美、欧政府对航天的投资力度,同时,美国在载人航天等领域正在经历的巨大转变有可能动摇美国的领先地位,但美国在航天领域的创新能力依然领先,太空探索仍然是美、俄、欧等航天强国未来20年追求的目标。美国国防部2012年《国防部航天政策》谋求构建“多重威慑”体系。2012年朝鲜和韩国为争夺第10个独立自主发射卫星的国家而展开竞争。朝鲜在经历3次失败后终于在12月12日的第4次发射中取得成功,将“光明星”3号卫星送入轨道,韩国“罗老”1号在两度因技术问题推迟发射后,今年1月30日发射成功,将“科技与技术卫星”2C送入预定轨道。2012年中国航天继续保持快速发展态势,国际竞争力和航天实力持续增强,预示“一超三强”的世界航天战略新格局正在形成。
“一超三强”新格局初步形成
人类航天发展50多年来,世界航天战略格局从发展初期的“两强争霸”,逐步演化为“一超一强、多方追赶”的发展态势。尽管美国依然是世界超级航天强国,欧洲和俄罗斯仍然拥有世界航天强国的实力,但是由于全球经济复苏缓慢,美、欧等政府正面临财政困局,未来对航天的投入可能影响其竞争优势地位。值得关注的是,从2011年以来,中国航天竞争实力快速提升,世界航天战略格局正在向美、俄、欧、中“一超三强,多方角力”的新格局演进。
美国仍是世界航天超级强国
美国富创公司的2012年《国家航天竞争力指数》报告指出:虽然美国在航天竞争力方面继续保持全方位的领导地位,但随着其他国家航天能力的不断增强,美国的相对领先地位已经连续第五年下滑,同时美国在航天领域正在经历的巨大转变有可能使其优势地位处于重大不确定性中。尽管如此,美国的航天技术实力、航天投入强度、航天创新能力和航天产业基础仍然稳居世界领导地位。例如美国仍是拥有在轨服役航天器最多的超级强国,目前总量达460多个;其军用和民用航天投入约占全球航天总投入的70%;在2012年全球航天制造与发射服务业50强排行榜的前10名中,美国国际一流宇航公司占8个。
中国航天快速崛起且后劲十足
中国政府2011年12月的《航天白皮书》指出:“近年来,中国航天事业发展迅速,在若干重要技术领域跻身世界先进行列”。2012年神舟九号载人飞船首次与天宫一号交会对接成功,以及北斗导航卫星区域系统建成并提供导航、定位、授时和短报文通信服务,就是中国航天跻身世界先进行列的最新例证。
据富创公司2012年《国家航天竞争力指数》报告分析得出的重要结论:过去5年中国航天竞争力增长了41%,是全球10个主要航天国家中增长最快的国家;同时富创公司还对过去10年(2002年~2011年)间各主要航天国家航天制造与发射服务业的业绩进行了统计分析,显示中国航天制造业名列美国、俄罗斯、欧洲之后的第4位,发射服务业名列俄罗斯和美国之后的第3位。2012年,中国航天共完成19次发射任务,将28个航天器成功送入太空,航天发射次数再次超过美国,在俄罗斯之后位居世界第二。
俄罗斯制定雄心勃勃航天发展战略
2012年4月28日,俄罗斯联邦航天局《2030年前及未来俄罗斯航天发展战略(草案)》。在此项战略计划中,航天局向政府提出分四阶段完成九大航天发展任务,以确保实现“俄罗斯航天技术处于世界先进水平,巩固俄罗斯在航天领域领先地位”的战略目标,旨在重振俄罗斯的航天辉煌,巩固俄罗斯的航天强国地位。为了实现这一目标,俄罗斯将在未来18年以及更长的时间里,力图在载人航天、深空探测、运载火箭研制、发射场建设等领域实现突破性发展。
新航天战略还明确了未来航天活动三大优先方向:一是发展航天通信、对地观测、卫星导航等系统,以及用于基础研究的航天设备和技术;二是建造用于载人、载货的飞船和行星着陆设备,以及可重复使用的航天发射系统;三是实施载人探测火星的国际合作,为建造新一代空间站而建立科学技术储备。
欧洲主推“大航天计划”
为了改变欧洲航天力量分散的局面,欧盟连续出台政策文件以推行一体化发展的理念。2007年出台《欧洲航天政策》,为未来欧盟航天领域的发展,明确方向和重点。欧盟当前航天发展的重点是“全球环境与安全监视”(GMES)系统和“伽利略”(GALILEO)卫星导航系统。由于受到欧盟成员国内部经费分摊、技术发展和各自防务需求等问题的困扰,加上欧债危机,欧洲航天一体化进程困难重重。2012年11月底,在欧盟部长级会议上,法国和德国就联合建造“阿里安”5ME重型过渡性火箭达成一致,该火箭将于2017年首飞。欧空局将开始打造迷你型可重复使用的空天飞机以及为美国航宇局“猎户座”建造服务舱。
启示

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