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“卫星快递员”投放出哪些商机?

时间:2015年09月23日 信息来源:经济日报 点击: 【字体:


长征六号总体技术指标及要求



相比之前的长征系列运载火箭,长征六号采用了全新的总体方案、结构形式、动力系统和电气系统,含有几十项自主创新成果。这些新成果、新技术将在民用转化过程中,带来不少“商机”,为我国航天经济注入新活力。

(一)动力——

“绿色无毒”发动机开启环保新应用

长征六号运载火箭首次采用了我国最新研制的高压、大推力、无毒、无污染的补燃循环液氧煤油发动机。中国航天科技集团六院相关专家介绍,所谓补燃循环,是燃气经涡轮做功后进入燃烧室进行二次燃烧(补燃),从而更充分地利用推进剂的能量。相对发生气循环来说,补燃循环方式的综合效率更高,但结构较为复杂,设计难度大。

为了让这种新型发动机更加环保,研究人员选择无毒的液氧和烃类推进剂,通过比较煤油、甲烷和丙烷等几种推进剂,最终锁定了代表技术发展趋势的液氧煤油。这种液氧煤油可不是一般的煤油,它密度大、热值高,同时又来源广泛、价格低廉。以发射神舟飞船的CZ-2F火箭为例,如果采用液氧煤油,每次发射可以节约推进剂费用上千万元。

绿色无毒的同时,这种新型发动机还具有极大能量。据相关专家介绍,液氧煤油发动机拥有先进的高效燃烧技术,能在较小的燃烧腔体内实现98%以上的燃烧效率。而它的泵产生的最高压强达到500个大气压,能把上海的海水打到海拔5000米的青藏高原。

在液氧煤油发动机的攻关过程中,中国航天科技集团六院的科研人员研发出一系列极具市场应用前景的新技术。

在脱硫脱硝方面,他们自主研发出衡算软件,运用流场模拟和物理模拟试验能力,依托长征六号发动机数值模拟研发平台,对浓度场、温度场进行精确模拟,确立最合理的脱硫脱硝的布置方案,再通过硫回收、脱硝的成套工艺技术及装备,有效控制了硫、硝等有害物质向大气排放。

在处理危险废弃物上,他们研发了可处理含氯尾气、一氧化碳尾气,含盐有机废液、固体废弃物等焚烧处理综合解决方案,同时还能回收热量,有效控制二次污染,实现达标排放。

在处理工业废水上,他们依托发动机试验废水处理、测控、低温应用及技术,研发了能够处理各类废水的成套设施和系统,让工业废水达标排放,减少对河流、土壤的污染。

在营造安全工作环境上,他们利用发动机涡轮技术、流体技术,研制出大型高效流体输送泵。它结构紧凑、振动小、噪音低,为工人在泵房工作营造了更舒适的环境。同时,他们研制的全自动远程控制煤矿井下压裂泵组,能够实现5公里外的可视操作,可降低煤炭开采粉尘80%以上,保证安全与洁净……

当前,随着我国污染治理与环境保护的力度持续升级,这些具有航天品质的环保新技术将受到多方市场主体的关注。“我们研发生产的电动机、发电机组、水轮机高效节能等级已经超过了国家标准中的有关能效要求,能够驱动各种通用机械,可以成为石油、化工、冶金、钢铁、电力等工矿企业的新型原动力。”中国航天科技集团六院相关专家表示。

(二)材料——

开发出近50种新材料或成行业新宠

根据《新材料产业“十二五”发展规划》,2015年我国新材料产业总产值要达到2万亿元,年均增长率超过25%。而在去年,我国新材料产业规模已经超过16000亿元。据统计,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完成的。

在长征六号运载火箭液氧煤油发动机研制中,为了解决高低温、高压、强氧化、高转速、大功率等问题,研发人员开发出了50余种新材料。比如,火箭煤油点火剂、各种高强不锈钢、抗氧化高温合金、高密度石墨材料、铜-石墨粉末冶金材料、铜-钢零件钎焊用钎焊料、异种材料焊丝、自润滑镀层等。

“这些新材料各自具有独特的性质和应用性,我国原来基本都没有研制和应用过。同时,我们也突破了30多项关键工艺,其中多项技术达到国内领先水平。这些新材料、新工艺一经问世,就受到其他行业的关注。”相关专家表示。

事实上,由航天新材料衍生出的大规模使用的民用产品早已不胜枚举。为解决宇航员在太空中上厕所问题发明的尿不湿,成了年轻父母的必备;给航天员提供支撑和保护垫的海绵材料,成了受很多家庭欢迎的“记忆海绵”床垫;航天服“中空吹塑成型”的制造技术,成就了现在备受人们喜爱的气垫运动鞋;航天食品中的脱水菜带来了人们熟悉的方便面里的蔬菜包;航天研究中的外层覆膜技术,催生了一种喷发定型摩丝……

当前,我国进入加快转变经济发展方式的攻坚时期,经济结构战略性调整为新材料产业带来了重要发展机遇。我们在加快培育和发展节能环保、新一代信息技术、高端装备制造、新能源和新能源汽车等战略性新兴产业,实施国民经济和国防建设重大工程中,都需要新材料产业提供支撑和保障,这也为新材料产业发展提供了广阔市场空间。《中国制造2025》中,也提出推进航天技术转化与空间技术应用。这种背景下,依托航天科技产生的多种新材料必定大有可为。

(三)模式——

一箭多星有望激活微小卫星商业市场

长征六号运载火箭成功将中国航天科技集团公司所属航天东方红卫星有限公司、深圳航天东方红海特卫星有限公司和国防科大、清华大学、哈工大、浙江大学等单位研制的20颗卫星发射升空,开创了我国一箭多星发射的新纪录。同时,长征六号运载火箭成功突破了系列关键技术,并按照“通用化、组合化、系列化”思路设计,可进一步提高运载能力,有效提高国际商业发射市场竞争力,标志着我国在运载火箭现代化、模块化方面迈出了坚实一步。

在这20颗微小卫星中,开拓一号卫星由深圳航天东方红海特卫星有限公司全程在深圳设计总装制造。它由一颗110公斤的微小卫星(A星)和一颗2公斤的立方体卫星(B星)组成。据了解,开拓一号卫星A星是深圳东方红研制的首颗低成本试验卫星。卫星组件大量采用深圳本地企业的工业产品,包括拓日新能源的太阳电池片,比克电池生产的蓄电池,华达微波提供的射频前端以及深圳航天科技创新研究院的卫星供配电系统。B星则是深圳东方红联合港澳高校自主研发的立方体卫星,这也是中国首颗符合国际通行规范的2U立方体卫星。

深圳东方红总经理冯永表示,他们将致力于高性价比微小卫星的设计制造运营,推动短数据通信卫星星座建设,打造卫星制造+服务的产业链条,提高产品在国际国内市场上的竞争力。预计在2020年前,公司还将把20颗卫星送入太空。

微小卫星的特点是新技术含量高、研制周期短、研制经费低,且可以进一步组网,以分布式的星座形成“虚拟大卫星”。与传统卫星一样,微小卫星也能实现对天对地观测、通信、导航、校时等功能,在民用上可具体用在广播电视、农作物普查、天气预报等方面。

美国宇航局专家指出,21世纪太空领域的“轨道革命”主要指低成本运载火箭发射和100公斤以下的微小卫星研制。随着微小卫星的快速发展,其用户正在从过去单一的国家,变成国家、部门、单位乃至个人。微小卫星的研制单位也从垄断型研制单位发展到高校、企业甚至个人。

美国一直在微小卫星发射上紧锣密鼓地开展探索。美国国防部高级研究项目局公布的一个项目显示,他们正研发相关技术,利用F-15级别的战斗机来发射低轨道小型卫星。美国航天局计划资助商业公司研制专门发射微型卫星的运载火箭,通过签订一个或多个合同,以一枚专用火箭把总重60千克的多颗微型卫星一次性发射入轨,或者用两枚更小的火箭各自负载总重30千克的多颗微型卫星。发射地点和时间由商业发射公司决定。

美国知名私营企业太空探索技术公司一位负责人曾预测,国际商业发射市场将面临来自中国的激烈竞争。长期来看,太空探索技术公司在这一市场的主要竞争对手不是欧洲或俄罗斯,而是中国。


(作者:董碧娟)
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