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当神十时刻的产业寓言军转民正加速制造链吸纳

发布时间:2021-09-09 14:46:44 阅读: 来源:砂浆泵厂家

神十时刻的产业寓言:军转民正加速,制造链吸纳民企

随着神舟十号顺利与天宫一号对接,飞行员向公众展示授课,中国载人航天系统不仅更加接近更大规模空间站任务,还会加快运用在飞船、空间站中的重要技术转化为高科技民用产品。更多民营企业也在进入航天制造领域。

中国航天科技集团公司第八研究院有关负责人接受本报专访时说,其下属805研究所及811研究所承担的“神舟”飞船电源分系统、推进舱及未来空间站非密封舱的研究室等的研制重点都在转向,以支持更大规模空间站和长期驻人任务的需要。

实际上,中国载人航天工程总设计师周建平此前已经指出,“三步走”第三步中的空间站技术中,电源分系统可能是所有系统中最为复杂的一项。这足以显示805所和811所承担研制任务的压力。

在通向航天人称为“三步走”战略的最后一步中,811研究所承担的“神舟”飞船电源分系统中储能电池方面的技术,将有望向民用领域拓展,实现高端技术的“军转民”。

“我们正在研发的第三代锂离子储能电池未来可望应用于新能源汽车,而电池成本,目前已占到新能源汽清除杂物时必须停机进行车中60%左右的成本,所以这是一块很大的市场。”811所党委书记周旭东认为,该所目前具有这一领域国内较为领先的技术研究实力。

国内民营企业也陆续进入载人航天的技术制造环节。承担“神舟”飞船太阳能帆板研制的805所太阳电池翼及驱动机构负责人王治易对本报表示,在805所承担的“三步走”战略中第三步最核心的空间站太阳能帆板技术攻关中,将近一半左右的外协单位为民营企业。

“未来几年,随着天宫二号、三号以及货运飞船的陆续研制并发射执行任务,中国载人航天将进入第二步第二阶段,并逐渐过渡到第三步,建设较大规模的、长期有人照料的空间站。”航天专家庞之浩此前在“神九”任务顺利完成后对本报说。

“军转民”的前景

811所是“神舟”飞船电源分系统的整体研发单位。周旭东对本报介绍称,从“神一”到“神十”、“天宫”目标飞行器,以及未来的空间站,在电源分系统中具有重要作用的储能电池,经历了镍镉电池、高压镍氢电池及锂离子电池等三代技术更新,而正是第三代的锂离子电池技术,将有望实现“军转民”,应用于纯电动车。

“形象地说,‘神舟’飞船的电源分系统,其作用相当于支持飞船正常运行的血液系统,”周旭东对本报比喻道,“飞船每一个半小时就要经历一次日夜交替,在‘日间’,飞船通过太阳能帆板获取电力能源,并有部分能源被储存于蓄电池中,而到了‘夜间’,则由蓄电池提供电力。”

“相比于第一及第二代储能电池,第三代锂离子储能电池在技术体系移植方面具有无可比拟的优势,采取变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显、调理方便、保护简单、络化等优点而得到愈来愈多的利用”811所电源分系统研究室主任刘辉对本报分析称,“这意味着其从航天运用转移至民用领域,将不必付出太多的技术转移成本,就能较为方便地进行应用。”

周旭东透露,811所在锂离子蓄电池技术方面已获得上海市的技术孵化支持,目前已初步投建了用于纯电动车的锂离子蓄电池生产线。

“此前的上海世博会采用了八院811所研制的航天动力锂电池样车,用以VIP客人的接待,这显示了军民融合产品的广阔前景,”周旭东称,“我们把空间飞行器电源的稳定、持久、可靠、耐用等特性移植到了新能源汽车上。”

周旭东表示,这些技术突破及未来的“军转民”应用,都离不开中国载人航天工程“三步走”战略,推动各类高端技术发展的能力。

811所载人航天电源系统研究室主任刘辉称,应用于“神舟”飞船和“天宫一号”太阳能帆板上的太阳能电池,就经历了从硅片到三结砷化镓片的技术转变。采用后者技术,使得飞船太阳能帆板的光电转换效率达到了28.6%,比民用光伏电池板的效率高出10%以上。

“在‘神舟’技术更新的过程中,飞船对电源功率的需求从1300瓦升至1800瓦左右,这使得原本帆板电池采用硅片技术已较难满足这一需求,”周旭东称,“而采用三结砷化镓片后,不但功率提高,而且重量更轻,使得火箭能携带更多的有效载荷上天。”

在2008年“神七”任务期间,飞船曾释放过一颗微小的伴星,其能捕捉4米至2公里内的清晰图像。而刘辉透露,在这颗伴星上,搭载的正是由811所研制的第三代锂离子蓄电池。这是该技术在中国空间探索发展史上的第一次应用,此后,北斗导航系统等卫星,也都采用了锂离子蓄电池。

民企有序进入

在中国载人航天各飞行器和飞船的电源分系统中,除了蓄电池技术有望实现“军转民”之外,太阳电池翼部件则见证了载人航天逐步向民营企业开放的步伐。与蓄电池技术更新类似的是,太阳电池翼也历经三代技术演变。

805所承担着“神舟”、“天宫”以及未来空间站的太阳能帆板研制任务。该所相关技术研发负责人王治易对本报称,“神舟”飞船使用刚性太阳电池翼后,“天宫一号”由于需要适应在轨长寿命,以及降低太阳电池工作温度等需求,采用了更先进的半刚性太阳电池翼。未来,在中国的空间站中,则将采用更为高级的柔性太阳电池翼。

“目前805所承担着柔性太阳能电池翼的整体技术集成,而很多细分的任务则在全国铺开,”王治易称,“目前在柔性太阳能电池翼技术研发领域,约有一半的对外协作单位是民营企业。”

事实上,此前中国航天产业在发展过程中,民营企电源业的参与一度较为有限,因此仅通过挂名、赞助、利用航天器进行搭载试验,或提供航天器发射的外围产品和基础零配件等三种方式参与。不过,随着中国载人航天工程的不断发展,民营企业已经更多地进入到这一此前被视为“禁区”的市场中。

《西安》此前报道,在本次“神十”与“天宫一号”交会对接过程中,负责为两者指引方向的微波空间交会对接雷达,就由民企西安恒达微波集团负责研制。

恒达微波集团是西安航天基地中的一家民营航天器材研发企业,从2007年开始参与空间交会对接微波雷达研制的任务,负责雷达天线馈线分系统的研制,经过5年研究攻关成功。

而本次“神十”任务,已是恒达微波集团经历的第三次考验。在此前“神八”、“神九”与“天宫一号”的交会对接过程中,采用的微波空间交会对接雷达也由恒达微波集团研制。

“神舟”飞船地面测控雷达中使用的双电机消隙系统,则由桂林民企星辰科技有限公司负责研制。桂林当地媒体报道称,由该公司生产的设备在“神舟”系列地面雷达站中主要承担轨迹跟踪、测量和通信等工作,所占比重达到了地面雷达站同类设备的60%-70%。

星辰科技从1996年就开始研制卫星通信天线中的双电机消隙系统,用于装备“神舟”飞船的地面测控雷达。

“当年,国家有关部门原有的产品达不到相关技术指标,而外国产品又对我国实施禁运,我们的这个研发就显得特别有意义,”星辰科技副总经理周江此前对媒体称。

在“神八”任务期间,中国载人航天工程发言人武平也透露称,承担交会对接机构研制任能连续和大量地做金属冲击实验务的,除了绝大多数国有企业外,也有个别民营企业参与其中。

后续研发工作不轻松

按照中国载人航天工程的“三步走”战略,至2020年左右,将建造20吨级的空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题,而在此过程中,货运飞船、空间站等核心技术都将被一一研制。

本报获知,805所将承担空间站所有非密封舱的研制工作,以及太阳能电池翼的研制;而811所则将基于第三代储能电池技术,研制适用于空间站的储能电池。

无论是负责研制“神舟”飞船推进舱及空间站非密封舱的805所载人航天总体室主任设计师曹俊生,还是主抓太阳能电池翼研发的王治易,以及负责储能电池技术研制的刘辉,他们都向本报坦承,基于空间站和货运飞船的“第三步”设计任务并不轻松。

“航天工程比较依靠技术的继承性,也就是说,下一代技术的发展一般源自前一代技术的基础,”王治易对本报称,“而用于空间站的柔性电池翼,则几乎没有继承性,其与前两代技术的交集接近零。”

王治易透露,805所从1997年开始便已对柔性电池翼进行概念研究, 2010年启动正式研究至今,已完成关键技术攻关,正转入初样的工程研制阶段。

刘辉所负责的团队,则将把更多精力用以研制空间站使用的锂离子储能电池。“坦率说,针对空间站储能电池的研制压力可能比‘神舟’飞船时还大,”刘辉称,“目前这一技术已经进入详细设计阶段,我们会在5年内完成研制任务。”

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