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“衛星快遞員”投放出哪些商機?

  • 發佈時間:2015-09-23 05:55:56  來源:經濟日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  經過45年的演化,長征系列運載火箭家族迎來一位新的成員:長征六號,被譽為“衛星快遞員”。9月20日,這位“衛星快遞員”將20個大小不同的小衛星“包裹”精準投放在了各自的太空“信箱”裏,再次彰顯了中國航太科技的實力。相比之前的長征系列運載火箭,長征六號採用了全新的總體方案、結構形式、動力系統和電氣系統,含有幾十項自主創新成果。這些新成果、新技術將在民用轉化過程中,帶來不少“商機”,為我國航太經濟注入新活力——

  (一)動力——

  “綠色無毒”發動機開啟環保新應用

  長征六號運載火箭首次採用了我國最新研製的高壓、大推力、無毒、無污染的補燃迴圈液氧煤油發動機。中國航太科技集團六院相關專家介紹,所謂補燃迴圈,是燃氣經渦輪做功後進入燃燒室進行二次燃燒(補燃),從而更充分地利用推進劑的能量。相對發生氣迴圈來説,補燃迴圈方式的綜合效率更高,但結構較為複雜,設計難度大。

  為了讓這種新型發動機更加環保,研究人員選擇無毒的液氧和烴類推進劑,通過比較煤油、甲烷和丙烷等幾種推進劑,最終鎖定了代表技術發展趨勢的液氧煤油。這種液氧煤油可不是一般的煤油,它密度大、熱值高,同時又來源廣泛、價格低廉。以發射神舟飛船的CZ-2F火箭為例,如果採用液氧煤油,每次發射可以節約推進劑費用上千萬元。

  綠色無毒的同時,這種新型發動機還具有極大能量。據相關專家介紹,液氧煤油發動機擁有先進的高效燃燒技術,能在較小的燃燒腔體內實現98%以上的燃燒效率。而它的泵産生的最高壓強達到500個大氣壓,能把上海的海水打到海拔5000米的青藏高原。

  在液氧煤油發動機的攻關過程中,中國航太科技集團六院的科研人員研發出一系列極具市場應用前景的新技術——

  在脫硫脫硝方面,他們自主研發出衡算軟體,運用流場模擬和物理模擬試驗能力,依託長征六號發動機數值模擬研發平臺,對濃度場、溫度場進行精確模擬,確立最合理的脫硫脫硝的佈置方案,再通過硫回收、脫硝的成套工藝技術及裝備,有效控制了硫、硝等有害物質向大氣排放。

  在處理危險廢棄物上,他們研發了可處理含氯尾氣、一氧化碳尾氣,含鹽有機廢液、固體廢棄物等焚燒處理綜合解決方案,同時還能回收熱量,有效控制二次污染,實現達標排放。

  在處理工業廢水上,他們依託發動機試驗廢水處理、測控、低溫應用及技術,研發了能夠處理各類廢水的成套設施和系統,讓工業廢水達標排放,減少對河流、土壤的污染。

  在營造安全工作環境上,他們利用發動機渦輪技術、流體技術,研製出大型高效流體輸送泵。它結構緊湊、振動小、噪音低,為工人在泵房工作營造了更舒適的環境。同時,他們研製的全自動遠端控制煤礦井下壓裂泵組,能夠實現5公里外的可視操作,可降低煤炭開採粉塵80%以上,保證安全與潔凈……

  當前,隨著我國污染治理與環境保護的力度持續升級,這些具有航太品質的環保新技術將受到多方市場主體的關注。“我們研發生産的電動機、發電機組、水輪機高效節能等級已經超過了國家標準中的有關能效要求,能夠驅動各種通用機械,可以成為石油、化工、冶金、鋼鐵、電力等工礦企業的新型原動力。”中國航太科技集團六院相關專家表示。

  (二)材料——

  開發出近50種新材料或成行業新寵

  根據《新材料産業“十二五”發展規劃》,2015年我國新材料産業總産值要達到2萬億元,年均增長率超過25%。而在去年,我國新材料産業規模已經超過16000億元。據統計,我國近年來開發使用的1100多種新材料中,80%是在航太技術的牽引下完成的。

  在長征六號運載火箭液氧煤油發動機研製中,為了解決高低溫、高壓、強氧化、高轉速、大功率等問題,研發人員開發出了50余種新材料。比如,火箭煤油點火劑、各種高強不銹鋼、抗氧化高溫合金、高密度石墨材料、銅-石墨粉末冶金材料、銅-鋼零件釬焊用釬焊料、異種材料焊絲、自潤滑鍍層等。

  “這些新材料各自具有獨特的性質和應用性,我國原來基本都沒有研製和應用過。同時,我們也突破了30多項關鍵工藝,其中多項技術達到國內領先水準。這些新材料、新工藝一經問世,就受到其他行業的關注。”相關專家表示。

  事實上,由航太新材料衍生出的大規模使用的民用産品早已不勝枚舉。為解決宇航員在太空中上廁所問題發明的尿不濕,成了年輕父母的必備;給航太員提供支撐和保護墊的海綿材料,成了受很多家庭歡迎的“記憶海綿”床墊;航太服“中空吹塑成型”的製造技術,成就了現在備受人們喜愛的氣墊運動鞋;航太食品中的脫水菜帶來了人們熟悉的速食麵裏的蔬菜包;航太研究中的外層覆膜技術,催生了一種噴發定型摩絲……

  當前,我國進入加快轉變經濟發展方式的攻堅時期,經濟結構戰略性調整為新材料産業帶來了重要發展機遇。我們在加快培育和發展節能環保、新一代資訊技術高端裝備製造、新能源新能源汽車等戰略性新興産業,實施國民經濟和國防建設重大工程中,都需要新材料産業提供支撐和保障,這也為新材料産業發展提供了廣闊市場空間。《中國製造2025》中,也提出推進航太技術轉化與空間技術應用。這種背景下,依託航太科技産生的多種新材料必定大有可為。

  (三)模式——

  一箭多星有望激活微小衛星商業市場

  長征六號運載火箭成功將中國航太科技集團公司所屬航太東方紅衛星有限公司、深圳航太東方紅海特衛星有限公司和國防科大、清華大學、哈工大、浙江大學等單位研製的20顆衛星發射升空,開創了我國一箭多星發射的新紀錄。同時,長征六號運載火箭成功突破了系列關鍵技術,並按照“通用化、組合化、系列化”思路設計,可進一步提高運載能力,有效提高國際商業發射市場競爭力,標誌著我國在運載火箭現代化、模組化方面邁出了堅實一步。

  在這20顆微小衛星中,開拓一號衛星由深圳航太東方紅海特衛星有限公司全程在深圳設計總裝製造。它由一顆110公斤的微小衛星(A星)和一顆2公斤的立方體衛星(B星)組成。據了解,開拓一號衛星A星是深圳東方紅研製的首顆低成本試驗衛星。衛星組件大量採用深圳本地企業的工業産品,包括拓日新能源的太陽電池片,比克電池生産的蓄電池,華達微波提供的射頻前端以及深圳航太科技創新研究院的衛星供配電系統。B星則是深圳東方紅聯合港澳高校自主研發的立方體衛星,這也是中國首顆符合國際通行規範的2U立方體衛星。

  深圳東方紅相關負責人表示,他們將致力於高性價比微小衛星的設計製造運營,推動短數據通信衛星星座建設,打造衛星製造+服務的産業鏈條,提高産品在國際國內市場上的競爭力。預計在2020年前,公司還將把20顆衛星送入太空。

  微小衛星的特點是新技術含量高、研製週期短、研製經費低,且可以進一步組網,以分佈式的星座形成“虛擬大衛星”。與傳統衛星一樣,微小衛星也能實現對天對地觀測、通信、導航、校時等功能,在民用上可具體用在廣播電視、農作物普查、天氣預報等方面。

  美國宇航局專家指出,21世紀太空領域的“軌道革命”主要指低成本運載火箭發射和100公斤以下的微小衛星研製。隨著微小衛星的快速發展,其用戶正在從過去單一的國家,變成國家、部門、單位乃至個人。微小衛星的研製單位也從壟斷型研製單位發展到高校、企業甚至個人。

  美國一直在微小衛星發射上緊鑼密鼓地開展探索。美國國防部高級研究項目局公佈的一個項目顯示,他們正研發相關技術,利用F-15級別的戰鬥機來發射低軌道小型衛星。美國航太局計劃資助商業公司研製專門發射微型衛星的運載火箭,通過簽訂一個或多個合同,以一枚專用火箭把總重60千克的多顆微型衛星一次性發射入軌,或者用兩枚更小的火箭各自負載總重30千克的多顆微型衛星。發射地點和時間由商業發射公司決定。

  美國知名私營企業太空探索技術公司一位負責人曾預測,國際商業發射市場將面臨來自中國的激烈競爭。長期來看,太空探索技術公司在這一市場的主要競爭對手不是歐洲或俄羅斯,而是中國。

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