探日衞星、太空油罐車等,盤點中國航展上的上海“航天神器”

張建松、丁汀/新華每日電訊

2021-10-03 07:45

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在中國航展上亮相的新一代軍貿防空體系。 王詩熒 圖

在中國航展上亮相的新一代軍貿防空體系。  王詩熒 圖

正在珠海進行的第十三屆中國航展上,作為我國國防科技工業的骨幹力量,中國航天科技集團有限公司第八研究院共參展43項產品,全方位展示了八院在彈箭星船器等領域最新成果,許多新概念、新面孔、新應用的“航天神器”令人眼界大開。
我國首顆“探日衞星”正在徵名
太陽活動與人類可持續發展密切相關,通過對太陽的探測,人們可以深入瞭解天體磁場的起源和演化、高能粒子的加速和傳播等重要物理過程;強耀斑和日冕物質拋射等太陽活動事件,時刻影響着地球的空間環境,干擾通信和導航、威脅宇航員的健康,甚至毀壞航天器。對太陽活動的觀測和研究,不僅具有重要科學意義,更具有巨大應用價值。
今年下半年,我國將發射首顆太陽探測科學技術試驗衞星(太陽Hα光譜探測與雙超平台科學技術試驗衞星),這標誌着我國將正式進入“探日時代”。太陽探測科學技術試驗衞星由中國航天科技集團八院抓總研製,用户方為南京大學。在本屆中國航展,八院展示了我國首顆探日衞星的模型。
據介紹,首顆探日衞星主要科學載荷為太陽Hα成像光譜儀,將在國際首次實現空間太陽Hα波段的光譜成像探測。通過對這條譜線的數據分析,可獲得太陽爆發時大氣温度、速度等物理量的變化,研究太陽爆發的動力學過程及物理機制;同時,衞星採用超高指向精度、超高穩定度平台設計,通過採用平台艙、載荷艙可分離式設計理念,將實現載荷艙的超高精度指向控制,較現有水平提升1-2個數量級。
目前,我國已初步建立了地面太陽監測網,並在太陽光譜、太陽磁場領域取得了一定成果,但空間探測仍屬空白。開展空間太陽探測將有效服務於我國基礎科學研究,帶動相關高科技產業鏈發展,推動我國太陽物理研究發展。
值得關注的是,我國首顆探日衞星正在進行徵名活動。從嫦娥、天宮、北斗、天問、神舟到鵲橋、墨子、祝融,我國一個個航天器的名字,被中國傳統神話賦予了詩意和浪漫,體現了中華民族深厚的文化底藴。首顆探日衞星叫什麼名字?關注中國航天科技集團微信公眾號、中國航天科技集團官方微博、南京大學微信公眾號、南京大學官方微博、上海航天微信公眾號,即可參加徵名活動。  
“太空油罐車”可給衞星“加油”
與地面上行駛的汽車一樣,在太空中運轉的衞星也需要燃料。即使是在地球靜止軌道上運行的衞星,也不是完全靜止不動的。除了受到地球引力,還會在月球、太陽的引力作用下,逐漸飄離原有軌道。衞星必須定期利用自身攜帶的燃料產生推力,把自己固定在特定的軌道位置上運行。
衞星在發射的時候,通常會一次性攜帶十幾年壽命的燃料。進入太空後,燃料越用越少。燃料耗盡之時,就是衞星壽命結束之際,燃料的儲備直接決定着一顆衞星的使用壽命。如果能在太空中給衞星加油,無疑將會大大延長衞星壽命。
在本屆中國航展亮相的“補加服務”飛行器,由航天科技集團八院獨立設計研製,專職從事燃料“上門補加服務”,在太空中給衞星加油不再是夢想。
據八院805所設計師介紹,“補加服務”飛行器可一次性攜帶1.3噸燃料,佔自身重量的52%,堪稱一輛“太空油罐車”。對於一顆“急需救助”的衞星來説,只需補加50kg燃料,衞星就可以延長大約一年的壽命,這與重新發射一顆靜止軌道衞星的造價相比,成本可大約降低35%。
如何在茫茫太空中精準找到需要加油的衞星?在軌補加飛行器的前端,裝有雷達和相機組成的導航系統,可使其具備“自動駕駛”的功能。當收到燃料短缺的衞星發出的求助信號,飛行器將在地面調度系統的導引下,到達衞星的後方,利用導航系統自主跟蹤並接近衞星。在到達距離衞星大約2米以內時,在機械臂的配合下,實現與衞星補加口的緊密連接,將燃料輸送給衞星。
為順利實現太空加油,“太空油罐車”還需要與衞星的精準對接。此次與補加飛行器一起首次亮相的停靠補加裝置,是飛行器執行在軌補加任務的關鍵技術,也是我國首個應用於衞星的新型對接機構。停靠補加裝置分為主動端和被動端,主動端安裝在補加服務飛行器上。補加任務期間的所有動作,均由補加服務飛行器上的主動端完成。在發射前,衞星僅需配置一個標準化被動端口,即可實現後續在軌運行期間的補液、補氣、補電等多種類型補加服務。
“防務、火箭、衞星”亮點紛呈
在防務裝備展區,八院也參展了一系列“明星產品”。有既可超視距空對空攔截、又可對地反輻射打擊的AMM-10空中優勢多任務導彈;有可行進間多車協同防禦作戰的獵鷹LY-70新型近程防空導彈武器系統;有導彈-激光“強強聯合”的LM-1激光戰車等裝備;還有LY-80增程型區域防空導彈、LY-80N艦載型區域防空導彈、FB-10A機動伴隨防空導彈、FN-16便攜式導彈、“袖針”微小型導彈、FN-M無人戰車等。
其中,八院最新研發的獵鷹LY-70新型近程防空導彈武器系統,探測制導體制可變、裝備和指揮體系構成可變、裝備使用靈活多變,被稱為防空領域的“變形金剛”,主要用於攔截各類突防進入的戰鬥機、直升機、無人機等飛機類目標,以及巡航導彈、空地導彈、火箭彈等彈藥類目標。
在運載火箭展區,已圓滿完成7次飛行試驗的長征六號運載火箭和它的改進型-我國首枚固液結合新一代運載火箭長征六號甲,也亮相本次航展。
長征六號甲是在新一代火箭首飛成功的基礎上,充分繼承已有技術進行研製,採用模塊化、組合化、系列化設計,通過不同數量固體助推器和液體芯級組合形成合理運載能力台階、性價比較高的運載火箭系列,具有“跨界合作、無人值守、智能診斷、落點精確”等特點。
在衞星展區,風雲系列衞星聚集一堂。作為我國大氣觀測衞星的開創者,八院共研製發射了風雲一號到風雲四號兩代四型19顆風雲氣象衞星,實現了高軌和低軌協同組網,可對全球大氣、海洋和地表環境實施全天候、全天時、全譜段、三維、定量觀測,完成了從試驗試用向業務服務的轉變。
上海“航天智造”再上新台階
“高大上”的航天技術越來越接地氣。八院此次展出的交通大場景廣域雷達、車用燃料電池系統、高性能耐熱鑄造鎂合金材料成形及應用、輕合金複雜構件激光加工技術及智能生產單元、高端智能攪拌摩擦焊裝備、便攜式快檢質譜分析儀等產品,展現了上海“航天智造”的能力和水平再上新台階。
將航天技術應用到交通管理、公安執法等領域前景廣闊。面對市場需求,八院802所着力推進航天雷達技術民用化,率先研製出多目標交通監控雷達,一部雷達可覆蓋6車道、監測32個目標,大幅降低道路監管成本。基於交通大場景探測研製開發的廣域雷達,能夠同時實現10車道監測,監測256個目標,極大提升了交通執法和管理效率。此外,合作研製的全息路口監測雷達已大批量應用,實現了道路流量動態監測,提升了複雜路網智能管控水平。
八院800所展示的輕合金複雜構件激光加工智能生產單元,受到廣泛關注。只見兩台機器人,在可編程邏輯控制器系統“大腦”的統一控制和機器視覺“眼睛”的精確定位下,高速、流暢地完成了鈦合金複雜構件的抓取、裝配、檢測、翻轉、焊接等一系列動作,整個過程一氣呵成。
據介紹,基於工業互聯網,該智能生產單元還可實現設備互聯、在線狀態監控和生產過程數據可視化,實現基於實時數據的智能單元管控與集成應用,打通了工藝-設備-管控的集成製造鏈路,實現焊接過程無人值守。
鎂合金作為一種重要的輕量化材料,是目前軍用先進材料技術領域競爭的重點。八院800所展示的高性能耐熱鑄造鎂合金材料,在性能指標上達到高強韌鑄造鋁合金性能水平,綜合減重超過25%,填補了國內輕量化、結構功能一體化的大型複雜主承力構件選材空白。
採用航天先進技術,八院812所裕達公司成功研製便攜式快檢質譜分析儀,通過標準化、模塊化、環境適應性設計優化,提高了便攜性和抗震性。可用於機場、車站、大型展會等人員密集型環境現場的實時安全檢測,實現爆炸物顆粒物及蒸氣實時檢測,氣、液、固三態物質直接進樣檢測;還可以用於環境監測,如水、空氣、土壤中的有毒有害物質檢測。
“攪拌摩擦焊”是一種先進的連接技術,最早在航天領域實現廣泛應用。自2011年以來,八院149廠下屬的航天工程裝備(蘇州)有限公司,將這一“高大上”航天技術進行市場化應用,進軍攪拌摩擦焊技術和設備研製領域。目前,不僅成功進行了產業裝備生產,還遠銷法國、瑞典等歐洲國家,如今已成為我國高端智能裝備的“品牌產業”。
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責任編輯:張珺
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