航天技术的重要性十篇

发布时间:2024-04-26 03:45:32

航天技术的重要性篇1

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).

航天技术的重要性篇2

摘要:介绍了航天蔬菜新品种科技成果转化成效、主要技术及成功经验,提出加快甘肃天水航天育种示范区建设步伐,深入开展航天育种遗传机理研究,积极示范推广航天蔬菜新品种,是提高农业技术创新能力,加快现代农业发展的重要途径。

 

关键词:航天育种;蔬菜;新品种;转化;成效

10年来,天水市农业局、天水神舟绿鹏农业科技有限公司与中国空间技术研究院、中国科学院遗传与发育生物学研究所合作,先后培育出航遗1号黄瓜、航豇1号、2号豇豆等20个航天蔬菜新品种[1],并逐步开展了航天育种遗传机理研究[2]和示范推广工作,取得了显著成绩。笔者分析了“航天蔬菜新品种科技成果转化”项目的实施成效,以期加快航天蔬菜新品种的示范推广步伐。

 

1实施成效

航天蔬菜新品种科技成果转化项目遵循绿色农业发展理念[3],在加快航天蔬菜新品种育种进程,提高种子繁育能力,加快新品种示范推广的同时,注重绿色食品标准的研究与制订,2007-2010年,先后育成航天蔬菜新品种10个,其中:辣椒品种6个,即航椒4号、5号、6号、7号、8号、10号;茄子品种3个,即航茄2号、4号、5号;番茄品种1个,即宇航3号,这些品种均通过了甘肃省农作物新品种认定;完成了航遗1号黄瓜、航豇1号、2号豇豆、航椒1号、2号、3号辣椒及航茄4号茄子的稳产性和适应性分析研究;制定并颁布《绿色食品航天豇豆生产技术规程》等6项甘肃省地方标准;建立和完善了甘肃张掖、陇南和山西3处标准化制种基地,航天蔬菜年制种面积达到65.4hm2,年产种子44.5t;先后在甘肃天水、陇南、张掖等市和新疆、内蒙、山西、陕西、北京等省市示范推广航天辣椒、航天豇(菜)豆34919hm2,总产航天蔬菜220万t,平均总增产量40万t,平均总增产值64361.6万元,平均新增纯收益57569.9万元,平均科技投资收益率8.46元/元,平均推广投资收益率1727.10元/元,示范带动作用明显,取得了显著的经济、社会和生态效益,实现了绿色农业示范区建设与航天育种工程技术的有机结合。

 

2主要技术

2.1认真分析研究,准确界定航天蔬菜新品种的适应性

在项目实施过程中,通过多点试验研究,应用作物时间稳产性系数(cst)、地域稳产性系数(csr)和综合稳产性系数(csc)分析方法,对航豇1号、2号豇豆、航遗1号黄瓜、航椒1号、2号、3号辣椒和航茄4号茄子等7个航天蔬菜新品种区域试验和生产试验结果进行综合分析,进一步明确了这些品种的稳产性和区域适应性,为大面积示范推广提供了理论依据。

 

2.2深入调查研究,制定切实可行的绿色食品生产技术规程

按照绿色农业发展理念,将绿色农业的先进意识、安全意识和可持续发展意识贯穿于项目实施的全过程,突出标准研究制定及其相应技术的示范推广,经过广泛调查研究和多次讨论修改,制定了《绿色食品天水市航天豇豆生产技术规程》、《绿色食品天水市太空菜豆生产技术规程》、《绿色食品天水市航天辣椒日光温室秋冬茬生产技术规程》、《绿色食品天水市航天辣椒塑料大中棚春提早生产技术规程》、《绿色食品天水市航天辣椒日光温室冬春茬生产技术规程》、《绿色食品天水市航天辣椒日光温室越冬一大茬生产技术规程》等6个甘肃省地方标准。

 

2.3完善措施,提高航天蔬菜新品种的良种繁殖能力

针对种子繁育严重制约航天蔬菜新品种科技成果转化的实际情况,从建立和完善标准化制种基地入手,对甘肃陇南、张掖和山西3个制种基地进行了规范化管理,针对不同品种研究制定了制种技术规程,强化了对制种各个环节的监管,完善了播种、田间管理、种子采收、加工等技术,形成了种子生产、加工、包装到上市销售的较为完善的生产流程,不仅种子生产规模逐年扩大,生产能力逐年提高,而且逐步使航天蔬菜新品种示范推广步入良性循环轨道,大大加快了航天育种科技成果向现实生产力的转化。

 

2.4立足生产实际,狠抓关键技术措施的落实

2.4.1加大新品种示范推广力度

以试验示范为基础,以提高蔬菜品质为重点,结合各地气候条件,积极开展航天蔬菜新品种试验示范。以建设中国西部航天(太空)育种基地为重点,建立市级蔬菜新品种试验及展示示范基地;在主要蔬菜生产乡镇建立县区级蔬菜示范区;在主要乡镇建立示范点。通过在市、县区、乡镇3级开展新品种选育、展示、示范和辐射带动,大力促进航天蔬菜新品种的推广应用,优化了主产区蔬菜品种结构,提高了良种覆盖率。在品种布局上,依据区域试验和生产试验结果,科学确定不同品种的示范推广区域,做到种植区域与品种特性相吻合,良种与良法相配套。

 

2.4.2大力推广设施栽培及配套技术

项目区围绕《绿色食品天水市航天豇豆生产技术规程》等6项标准,积极推广多层覆盖保温技术、穴盘育苗技术、遮阳网覆盖栽培技术、避雨栽培技术、高效节水微灌技术等大棚设施配套技术,各项技术入户率达到95%以上,提升了设施农业发展水平。

 

(1)多层覆盖保温技术。冬季低温越冬栽培采用高保温eva膜,遵循“辐射、对流、传导”的热交换原理,应用“三棚四膜”(大棚+中棚+小拱棚+地膜)多层覆盖保温技术,把大棚内部空间分隔成若干个上下分隔的子空间,遏制棚内空气的上下对流和传导,减少热量散失,保障冬季大棚内农作物生长条件,促使茄果类和瓜类蔬菜提前上市。

 

(2)穴盘(营养钵)育苗技术。推广合理配制基质、精量播种和催芽、成苗等现代育苗技术,实行规范化管理,保证幼苗生长快、育苗质量高,提高种子有效利用率,降低生产成本,提高经济效益。

 

(3)遮阳网覆盖栽培技术。夏秋季高温干旱,利用遮阳网和微喷技术降低光照强度[4],及时补充土壤水分,降低棚内温度,营造一个较适合农作物生长的小气候环境,达到遮光降温、保水保温、预防灾害性天气的效果,促进设施蔬菜正常生长。

(4)避雨栽培技术。通过塑料大棚、遮阳网、防虫网覆盖,防止雨水冲击和强光直射,可大大减轻病虫害发生,减少农药等投入品的使用,防止裂果,增加果实色泽,外观质量得到明显提高,软腐病等细菌性病害明显减少,创造最佳的蔬菜生长环境,保证蔬菜健壮生长,达到提质增效的目的。

 

(5)高效节水技术。应用喷灌、滴灌技术,不仅提高灌溉质量,省工节水,而且肥水同施,减少养分流失,提高肥料利用率,对减轻高温影响和病害发生,提高蔬菜品质、实现增产增收效果十分明显。

 

2.4.3认真落实安全生产技术

大力推广农药残留控制技术,提高蔬菜质量安全水平。在设施蔬菜虫害防治上,大力推广防虫网阻隔、黄板诱杀以及合理选择施用高效低毒农药等技术;在病害防治上广泛示范推

广覆盖流滴消雾型功能膜、膜下暗灌(滴灌)、使用抗病品种、营养钵培育壮苗、避雨栽培、夏季高温闷棚以及合理选择施用高效低毒农药等技术。露地蔬菜在虫害防治上应用频振式杀虫灯及合理选择施用高效低毒农药等技术;在病害防治上采用深沟高畦、滴灌、覆盖地膜、抗病品种、营养钵培育壮苗以及合理选择施用高效低毒农药等技术,大力发展绿色蔬菜,示范推广防虫网覆盖栽培等安全生产技术,从而保证了蔬菜产品质量,提高了经济效益。

 

2.4.4广泛应用绿色、无公害施肥技术

通过大力推广测土配方施肥技术,积极推广控氮施肥、平衡施肥,合理增施有机肥、重施基肥、轻施追肥,尽量减少单元素肥料使用,实行有机肥与多元复合肥配合施用,推行氮肥施用安全间隔期,减少使用硝态氮肥和作物收获前追施化肥;根据不同蔬菜作物,适当补施微量元素肥料,防止蔬菜硝酸盐污染,项目田全部落实绿色、无公害施肥技术,提高肥料利用率,增加农民收入。

 

3主要经验

3.1加强管理是搞好项目工作的前提

为了加强对项目实施的组织领导,市农业局和天水神舟绿鹏农业科技有限公司通过成立项目领导小组和技术小组,形成了责任到人,各负其责,严格把关,认真实施的格局,保证了项目各项工作的顺利开展。

 

3.2突出技术创新是搞好项目工作的关键

该项目将航天技术、生物技术与农业育种技术有机结合,充分应用设施栽培加代繁殖等技术选育蔬菜新品种,在技术上走在了全国前列,2007-2009年有航椒4号、5号、6号、7号、8号、10号,航茄2号、4号、5号和宇航3号番茄通过省级鉴定,成果均达到国内领先技术水平。通过对主要示范推广的航天蔬菜新品种的适应性研究,总结完善了种子繁育技术,编写了制种和生产技术规程,以标准化生产的形式,繁育航天蔬菜新品种,保证了种子质量,提高了种子产量,为示范推广创造了良好的条件。

 

3.3注重协作交流是搞好项目工作的支撑

在项目的实施过程中,笔者积极与中国空间技术研究院、中国科学院遗传与发育生物研究所等科研院所开展经常性的技术交流与合作,充分利用这些单位的技术人才和检测设备、种质资源,强化育种进程和提高良种繁育能力,努力提高项目实施和管理水平。通过协作交流,开阔了技术人员的视野,增长了见识,掌握了最新的航天育种动态,引进了一批先进实用的新品种、新技术和新经验,成为项目顺利实施的有力支撑。

 

3.4加强资金管理是搞好项目工作的保障

对项目经费设立了专门的核算账簿,对资金实行专账管理,严防挤占、截留和挪用,确保项目资金合理使用,充分发挥其投资效益。

3.5“行政+公司+基地+农户”的运作方式是项目实施的基本途径

在天水市农业局的主持下,实行“行政+公司+基地+农户”的产业化运营方式,形成了以行政推促为手段,公司为龙头,基地为纽带,农户为基础的良种繁育和示范推广模式,对外联接国内外销售市场,对内联接技术推广部门和农户,产销衔接、风险共担、利益共享的机制,保证了农户和企业的应得利益,调动了农户和企业种子生产和示范推广的积极性和主动性,保证了各项工作的顺利开展。

 

4建议

航天育种开创了一种全新的育种模式,航天(太空)新品种以其良好的优质、抗逆、增产性能,为安全、无污染、少农药残留的绿色食品生产创造了良好条件,符合当今社会可持续发展的基本要求,具有较强的市场竞争力,为发展现代农业提供了新的技术支撑。“航天蔬菜新品种科技成果转化”项目在中国航天蔬菜新品种试验研究和示范推广中积累了成功经验,随着引种、示范、推广航天(太空)蔬菜范围的逐步扩大,人民群众对航天农产品的认识不断提高,以中国西部航天(太空)育种基地为依托,加快甘肃天水航天育种示范区建设步伐[5],深入开展航天育种遗传机理研究,积极示范推广航天蔬菜新品种,促进农业科技成果转化,是发展现代农业、增加农民收入的重要途径,不仅具有巨大的发展潜力,而且可以带动和加快现代航天高新技术在农业领域广泛应用,发展前景十分广阔。

 

参考文献

[1]吴洁.太空育种地上忙[n].科技日报,2001-08-27(8).

[2]潘连公,陈彩能,包文生,等.航天育种遗传机理与选育成效分析[j].中国农村小康科技,2007(1):33-35.

[3]刘连馥.绿色农业的初步实践[m].北京:中国农业科技出版社,2009:169-176.

航天技术的重要性篇3

【关键词】大数据时代航天遥感系统

当前,大数据的理念更加广泛和深入,在整个社会的各个领域中得到应有和体现,受到了高度的重视。因此,在航天领域,针对遥感系统,要以当前的发展状况为基础,立足大数据时代背景,实现遥感信息技术的有效处理,明确在大数据环境下,进行遥感器发展的策略。

1对航天遥感和遥感系统的概述

遥感的目的是实现对远距离物体状态的探测,这一技术在现场勘测领域应用较多,尤其是面对较大范围的地域的观测。在这一过程中,数据具有较强的综合性,凸显可比性,追求时空性,强调实效性。在整个技术应用汇总,避免了物理干涉,借助电磁波的反射和辐射反应,实现对数据的实时收集与核算,达到远距离勘测的目的,形成对物体遥感信息的监控。在应用中,需要关注的是,数据对新型承载的准确性,因此,也存在一定的局限性。

2对大数据涵义的介绍

大数据的出现与时展同步,也就是说,大数据时代的数据量巨大,借助传统的方式,很难实现信息的有效采集和管控,与整个时展不相适应,不利于企业行业信息的获取以及经营策略的制定。随着信息技术的不断发展,大数据的理念逐渐深入,受到关注,发展迅速。对于大数据的研究,其目的不是对数据进行收集,目的是实现对数据的有效分析、管理和应用,在根本上增强其自身的能力,对数据的各项功能进行完善,挖掘更深层次的价值。大数据时代的发展,对于发展航天领域遥感系统意义重大,尤其是促进信息的采集和处理,在根本上促进其对于挑战的应对能力,推动其可持续发展。

3航天遥感技术在大数据时代面临的发展机遇

3.1对航天遥感技术价值的分析

对于航天遥感技术,能够实现对环境和资源的有效勘察,同时,更好地掌控信息技术发展方向。在一定程度上,航天遥感技术对国家安全意义重大,尤其在航天测绘领域,对于空间信息资源的获取具有重大的作用。同时,对于遥感信息的有效处理,能够加大与卫星定位及通信技术的应用,尤其是小卫星技术的在全球范围内的推动,彰显其自身的价值。

3.2对大数据时代航天遥感技术所面临的机遇的分析

3.2.1对云存储模式的介绍

在航天遥感技术中,云存储被应用其中,能够实现对数据的实时更新,尤其是数据的副本,降低空间占有量,在电子商务领域应用较多。在云存储技术中,关键的部分是虚拟化的存储技术,主要建立在网络以及存储等基础之上,为了实现对设备物理性的有效屏蔽,需要对异构存储设备进行映射的统一设定。在主机中,软件的虚拟化需要很大程度上加大主机端的负载,很难实现对其空间容量的有效扩展。而对于存储阵列,需要设置一定的控制程序,实现一一对应,能够在存储方面满足要求,但是,拓展性不强,很难实现对设备的扩展。而采用云存储技术,能够发挥存储虚拟技术的优势,同时,还能够实现一定的拓展,具有较大的发展潜力。

3.2.2对数据库的分析

随着时代的发展,数据的表现形式更多,突破文字的束缚,定义为非结构型的数据和文档形式,彰显半结构化的发展特征。在整个云存储空间内,需要满足数据的增长需要,全面分析数据的实用性和现实性,以勘测目标为方向。同时,要注意工作的不断细化,保证结构的相似性。

4在大数据环境中,如何更好地发展航天遥感技术

4.1追求遥感大数据的自动性分析

对于数据挖掘,主要是指在大量的信息资料中,对具有隐藏性的信息进行搜寻,这也是对数据处理的重要途径。在遥感大数据中,发现地表的主要变化规律,对整个世界的现象和变化过程进行掌握。随着对地观测遥感大数据的形成,其在信息的复杂性、数据的全面性等方面的发展,对航天传感技术提出了更高的标准和要求。在实际应用中,遥感数据需要全方位考虑其分辨率、多源影像等方面,实现彼此之间的相互转化,形成具有特点的本证,突破差异性的限制,实现遥感数据的统一化与一体化。对于遥感大数据的自动分析,主要是指在实现信息搜集之后,进行数据向知识的全面转化,为后续数据的深度探索提供环境和依据。在自动分析中,其主要的领域是检索、呈现以及分析等。

4.2对大数据环境下,航天遥感技术安全问题的分析

在当前的航空遥感技术发展中,监管制度不完善,协调性和规划性不强,很难实现信息的分享,资源和技术的整合性不强,同时,很多航天遥感核心技术对于国外的技术过度依赖,在创新方面能力不强,产业化道路仍需较长时间来发展。

5对大数据环境下航天遥感技术发展方向的介绍

5.1发展方向分析

对于航天遥感技术,其主要的特征是完整性和机密性,与国家机密息息相关,因此,遥感技术需要面对全面性和保密性的问题。结合时展,数据安全性和实用性更加中,因此,在发展航天遥感技术的时候,需要结合实际发展情况,尤其是面对雷达卫星遥感备受关注的情况,遥感技术在监测精度方面需要进行不断改善。

5.2对新时期航天遥感技术人才培养方向的分析

在新的环境下,航天遥感技术面对人才的不足,要营造更加广泛的发展空间。高校需要设置相关专业,重视人才培养技术的制定,结合大数据发展的环境,培养更多能够从事航天遥感技术研发的人才,提升理论知识,重视实践。

6结束语

综上,在新的环境下,面对大数据时代,航天遥感技术需要重视平台建设,综合应用各种条件,扩大市场需求,提高科研工作的效率,在根本上推动航天遥感技术领域的与时俱进。

参考文献

[1]陈世平.航天遥感科学技术的发展[J].航天器工程,2009(02):1-7.

[2]陈世平.关于航天遥感的若干问题[J].航天返回与遥感,2011(03):1-8.

作者简介

马超(1993-),男,四川省德阳市人。现为东北师范大学地理科学学院本科生。

航天技术的重要性篇4

北京航空航天大学是一所具有航空航天特色和工程技术优势的多科性、开放式、研究型大学。在半个多世纪的办学过程中,学校始终坚持面向国家的重大战略需求,走产学研合作的道路,充分发挥科学研究和人才培养的优势,重视基础性和前瞻性研究,重点发展战略高技术,引导和支持创新要素向企业集聚,大力促进科技成果向现实生产力转化,为国家和国防的科技创新和产业发展做出了重要贡献,逐步探索出具有自身特色的产学研发展模式。

以建设高水平研究型大学为目标,面向基础研究和战略高技术研究,坚持走产学研合作的道路

作为一所国家重点建设的高水平研究型大学,学校深知在知识创新体系、技术创新体系和国防创新体系中所肩负的重大责任。在办学过程中,北航坚持把面向国家战略和行业发展需求、走产学研合作的道路,提升到办学理念的层面,作为学校办学指导思想的重要内容,融入到人才培养、科学研究、社会服务的整个过程中。

北航的诞生凸显了产学研合作的特色

北航成立于1952年,是新中国第一所航空航天高等学府,它集中了当时全国著名大学航空航天系的办学力量。从办学之日起,学校就肩负着发展我国航空航天事业这一重大历史使命。学校紧紧围绕国家重大战略需求,面向航空航天领域,与科研院所、企业紧密结合,开展科学研究,培养科技人才。早在二十世纪五六十年代,北航就研制成功中国第一架轻型客机“北京一号”、亚洲第一枚探空火箭“北京二号”、中国第一架无人驾驶飞机“北京五号”等多个型号,填补了国内空白,接近或达到了当时的国际先进水平。

北航的办学实践孕育了产学研合作的传统

产学研合作,不仅仅是一种办学形式,更是办学理念的提升。北航在长期的办学实践中,始终坚持科学研究面向现实的需求,从实践中提炼研究问题,从研究中创新关键技术,从应用中加快成果转化,使得产学研形成一个良性的互动循环过程,孕育出“尚德务实,求真拓新”的办学理念和“勇于创新,敢为人先”的北航精神。学校著名的航空发动机专家陈懋章院士就曾提出做研究要有“一竿子插到底”的精神,到实践中去,不为理论而理论。他本人也正是秉承这样一种治学态度,在叶轮机三维理论与实践以及粘流理论研究方面取得了重大突破,并成就了我国一代航空发动机装备及应用。

北航的发展强化了产学研在学校办学中的重要地位

高水平研究型大学的发展,主要不在于规模的扩张,更重要的是它对经济社会发展所产生的思想和技术影响作用。面对我国高等教育大改革、大发展的背景,北航始终坚持自己的航空航天特色和工程技术优势,以基础性、前瞻性研究和战略高技术研究为自身的历史使命,努力将原始创新和技术创新结合起来,为建设创新型国家贡献自己的力量。

“十五”以来,北航主持和参与“973”计划项目39项、“863”计划项目241项,国家自然科学基金和国防预研项目992项,承担千万元级以上重大科研项目48项。获得了部级科技成果一、二等奖28项,省部级科技成果奖246项,2007年又获得全国唯一的一项国家发明一等奖。专利数逐年增长,从2003年到2005年,每年翻一番;从2005年以后,每年的增长率平均在60%左右。2006年,获批筹建航空科学与技术国家实验室。

北航这些年在科学研究和技术创新方面所取得的成绩,在很大程度上是产学研合作的结果。实践说明,产学研合作是高等学校与社会良性互动的有效途径,是推动技术创新的突破口,也是当今研究型大学发挥作用、完成使命的战略抓手。

以平台为突破,面向国家重大战略需求,与企业集团、科研院所共建产学研战略联盟

产学研战略联盟是以创造知识产权和重要标准为主要目标,通过企业、高等院校、科研院所的优势互补,共同合作而形成的一种稳定、长效的利益共同体,是推进产学研合作的重要载体。因此,产学研战略联盟具有目标一致、资源共享、优势互补、合作攻关、协同创新等特点。

产学研战略联盟一般会经历一个从小到大、从单项产品到发展同盟的渐进过程,产、学、研三方先由项目合作开始,到建立联合实验室,再发展为联合研究中心或基地,最后形成战略联盟。可以看出,要想建立产学研战略联盟,先要搭建各种形式的平台,平台是产学研战略联盟的突破口。

由平台发展为战略联盟需要具备几个条件:

第一,由平台到联盟,根本的推动力在于要树立面向国家重大战略需求的目标。联盟要想稳定和长久,所追求的目标必须高远。只有面向国家的重大战略需求,才能有更广阔的技术创新空间,也才能有更辉煌的技术应用前景,才能把各自独立的主体凝聚在一起。

第二,由平台到联盟,关键的推动力是核心技术的创新。如果能够在核心技术上有所突破,获得自主知识产权,那么平台将在广度和深度上不断得到拓展,合作关系也将逐渐发展为联盟关系。

第三,由平台到联盟,持久的推动力使产学研各方成为利益共同体。它们在合作中找到自己的利益所在,相互依存,资源共享,优势互补,并在此基础上,达到协同创新的目的。

北航围绕无人机某型号而开展的产学研合作是典型的战略联盟,有数十家的企业、科研院所和高等学校参与。无人机产学研战略联盟是“两头在内,中间在外”的“哑铃型”组织方式。所谓两头在内,是指北航在整个的联盟和合作中处于前后两端,负责前期的总体设计、核心技术攻关和后期的总体安装、调试;所谓中间在外,是指科研院所、企业集团处于中间的技术实现和产业化环节。而支撑这一联盟的正是面向国家重大战略需求和自主技术创新的高远目标,以及联盟的共同利益。2007年,无人机圆满完成了型号研制定型任务,突破了20余项关键技术,具有全部自主知识产权,达到甚至超过国际同类型号装备的先进水平。

北航围绕民航数据通信及新航行系统而进行的产学研合作,是带有行业性质的产学研战略联盟。1997年,学校与民航数据通信有限责任公司合作,建立了“民航数据通信研究基地”。2003年,基地进一步扩大,由民航总局正式批准建设“民航数据通信及新航行系统研究基地”。科研基地瞄准全球新航行系统和现代空中交通管理系统的前沿发展方向,围绕空天地一体化国家空中交通管理系统发展目标,针对民用航空相关的多学科发展前沿重大科技问题,开展国家空中交通管理系统相关领域的战略性、前沿性和基础性问题研究。基地联合高校、空管、航空公司、科研院所的科技力量,集中组织攻关,在民航新航行系统关键技术、空天地一体化网络和空管信息网络集

成技术及重大装备研制等方面取得重大突破,获得了包括国家科技进步一等奖在内的多项创新科技成果。

北航围绕我国航空航天产业化而正在筹建的航空科学与技术国家实验室,它既是学校航空航天特色和研究型大学的重要标志,也是产学研合作更高、更大的平台。国家实验室建设是国家知识创新和技术创新的重要途径,应紧密围绕国家中长期科技发展规划,开展高水平基础和应用基础研究。北航的航空科学与技术国家实验室要服务大型飞机重大专项的需求,瞄准世界航空科技前沿和国家战略发展方向,开展基础性、前瞻性和探索性技术的研究和开发;同时,还要通过国家实验室的创新平台,与企业、科研院所形成更加深入、持久的战略合作联盟,为我国的航空航天事业提供有力的技术支撑。

以任务为纽带,瞄准重大专项,与企业集团、科研院所共同创新科研成果

自主创新能力是国家竞争力的核心,是我国未来科技发展的战略主线,是实现建设创新型国家目标的根本途径。提升我国的自主创新能力,尤其在关系国民经济命脉和国家安全的关键领域,掌握核心技术和自主知识产权,是当前创新型国家建设中迫切需要解决的问题。

研究型大学担负着提高国家自主创新能力的重任,其优势在于基础研究。加速原创性的基础研究向核心技术的转化,使我国企业拥有更多的自主知识产权,增强产业的核心竞争力,是我们迫切要解决的重大课题。产学研合作是推进技术创新和自主知识产权发展的有效途径和基础平台,使得高等学校的基础研究能够瞄准制约技术发展的瓶颈问题,也使得原创性的基础研究能够在实践中得到有效利用。

以技术创新为目的的产学研合作要以任务为纽带,以机制为基础,瞄准国家重大专项,企业、高等学校、科研院所各司其职,协同创新。高等学校重点瞄准国家基础性、前瞻性、原创性研究,注重开发共性关键技术;科研院所重点瞄准核心关键技术攻关、重大项目系统集成;企业重点瞄准高新技术的产业化,使产品的核心竞争力得到根本提升。因此,产学研合作是产生技术创新成果的重要途径。

“重大产品/工程寿命与可靠性共性基础技术”是北航自主研制的关键技术,是提高重大产品/工程安全使用能力和经济效益的重要基础,也是提升我国工业企业核心竞争力的有力保证。北航的可靠性工程研究在我国开展得最早,并创建了国内第一个可靠性工程学科。之所以能够取得这样的成绩,与他们始终坚持产学研合作密切相关。早在20年前可靠性工程研究所成立之时,研究所全体人员就以“身在高等学府、心系科技强军”为责任与使命,按照“需求牵引、面向工程、技术创新、集体发展、争创一流”的发展原则,在国防科技工业领域开展了大量开创性和富有成效的工作。目前,北航可靠性工程研究所承载着两个部级研究中心、两个与大型企业合作的工程技术管理中心。同时在多个国家重大工程项目的技术攻关中承担完成了大量的科研与试验任务,特别是承担完成了数十项载人飞船关键设备的可靠性验收试验,为圆满完成神舟飞船实验任务做出了突出贡献。

北航的光电技术研究所是国内最早开展光纤陀螺及相关惯性技术研究的科研单位,在多项光纤陀螺的关键技术上取得了突破性进展。为了让光纤陀螺技术发挥更大的牵引作用,北航与多家国有大型企业集团紧密合作,建立了北航光纤陀螺质量与工艺规范,推进了光纤陀螺工程化技术发展,而这又进一步带动了国内光纤陀螺相关元器件的研制、生产等。2007年,北航与兵器企业集团成立了“兵器光纤惯性技术工程中心”,将光纤陀螺技术应用到兵器工业上,促进了兵器工业的现代化。

北航的“卫星新型姿控储能两用飞轮技术”是2007年唯一的一项国家技术发明一等奖。飞轮是遥感卫星在太空实现姿态稳定的关键控制部件,其研究源于重大需求,归于工程实践。这一技术的诞生填补了国内的技术空白,打破了国外在此领域的技术垄断,解决了各类卫星姿态稳定、大型航天器姿态控制的共性核心技术瓶颈问题,为我国新一代卫星的研制和发展提供了强大的技术支撑。

以人才培养为依托,服务国家科技发展需要,与企业集团、科研院所共建产学研人才培养基地

科技创新的关键是人才,科技人才的创新能力是科技创新的重要基础所在。作为高等学校,尤其是和国家科技发展密切相关的高水平研究型大学,培养和造就大批创新型科技人才,一直是学校办学的根本目标。

工程技术类专业的人才培养必须坚持与实践相结合,必须建立稳定持久的产学研人才培养基地,为在校学生提供实践锻炼机会,同时为企业和科研院所工程科技人才的知识更新提供支撑和服务。

北航广泛开展深入持久的科技竞赛活动,使之成为学生运用所学知识解决问题、提高实践能力和创新能力的重要途径。学校18年来坚持举办“冯如杯”学生学术科技作品竞赛,参赛人数从第一届的40人增加到第十八届的3000余人,学生参与面广、参与度高。在“冯如杯”的推动下,北航学生的科技创新能力得到显著提高,连续十届获得了“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“优胜杯”,是全国唯一十次捧杯的高校,2009年并将承办第十一届全国“挑战杯”。北航14名本科生独立研制的探空火箭“北航一号”在酒泉卫星发射中心发射成功,该团队获得第三届“航空航天月桂奖”闪耀新星奖。本科生梁健宏同学的“鱼类运动仿生研究及其柔体舰艇模型”获得“挑战杯”竞赛一等奖,该项目后来又延伸出多项专利,成为国防基础科研重点项目,获得国防科技二等奖,取得重大应用效益。

在工程科技人才培养方面,紧密结合国家科技发展和国防建设的需要,重点打造领军人才。学校每年吸收企业和科研院所的60名管理和技术骨干到学校的高研班学习,并成立了大飞机培训班,培养大飞机领域所需要的关键人才。在此基础上,学校还将立足国际化、规范化和系统化,努力打造适应大飞机产业化需要的、新型的高层次产学研一体化人才培养基地。

关于深入推进产学研合作的两点建议

以上是北航在办学过程中推进产学研合作的一些实践和体会。我们深深感到,高等学校的发展离不开产学研合作。产学研合作也是高等学校服务社会经济发展、促进国家技术创新的重要途径。面对建设创新型国家的新形势和新要求,如何深入推进产学研合作,进一步理顺产学研合作的体制与机制,激发产学研合作的巨大潜能,还有一些问题需要深入思考和研究。这里仅提两点建议:

航天技术的重要性篇5

关键词:民用航天产业;社会发展;高新技术

民用航天产业肩负着促进创新型国家建设,推进全面建设小康社会进程提升国家综合竞争力的历史贵任,加快发展航天产业是落实科学发展观的客观要求。

一、民用航天产业的发展前景

一是根据《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》《国家中长期科学技术发展纲要》《国家高技术产业发展十一五规划》和(《国家航天发展十一五规划》十一五及其后的12年时间我国民用航天产业一是要坚持远近结合,自主开发和国际合作相结合,推进航天产业由事业型向业务型转变加速建立适应社会主义市场经济要求的航天产业发展新机制,加快建立航天产业的市场开发,科研生产和服务体系。

二是要优先实施载人航天工程、探月工程北斗导航工程和高分辨率对地观测等四大工程建设连续、稳定、安全和自主的广播电视、导航定位卫星遥感体系三大空间基础设施集中建设国家卫星地面系统形成覆盖全国的卫星数据接收网络和空间数据综合处理与服务能力,推进卫星信息资源共享。

三是要大力促进卫星通信产业、卫星导航定位产业和卫星遥感产业的快速发展,整合和开发卫星通信资源,积极发展卫星直播业务,提升卫星的传输能力,加速卫星导航定位在国民经济和社会发展各领域的应用。

四是“十一五”期间,民用航空产业要扩大国际合作,初步形成民机市场开发、产品研制生产和客户服务三大体系;发展具有自主知识产权的先进涡扇支线飞机,促进通用飞机、直升机的规模生产。民用航天产业要构建和完善通信广播电视、导航定位、遥感三大卫星应用业务体系;进一步强化卫星、运载、地面设备的研制;完善国家陆地卫星数据中心、卫星服务等设施;促进卫星地面系统产业化。

二、航天产业机制的转变

航天产业要完成从事业机制向业务机制的转变。要建设支撑国民经济和社会发展的业务卫星体系。把航天事业发展成为航天产业,当务之急是要加快建立民用航天发展的新机制和提升民用卫星创新与产业化能力。

(一)转变观念。将支撑和发展作为民用航天产业发展做大做强的基本原则。我国正在积极推进新型工业化和信息化建设,努力实现和谐社会和节约型社会的目标。工业交通、商业金融、文化教育、宣传娱乐、资源环境、区域规划等领域的发展,对民用航天产业的发展提出了迫切的需求,因此,落实民用航天发展十一五规划的各项任务,要以应用为中心,以市场为导向,与国民经济和社会发展的需求相衔接,将市场和应用贯彻到航天制造业的各个环节,使航天产业发展的重大工程能够促进和支撑我国信息化现代化的建设,真实起到支撑国民经济和社会发展的作用。

(二)转变机制。创造有利于航天产业发展的政策环境。民用航天是高投入、高风险的产业,具有战略性和公益性的特点,也有显著的市场化特点。在国家对航天技术产业化扶持和投入不断增加的同时,完善我国民用航天产业发展的政策环境,促进企业为主体、社会化多元投资多方式融资的运作模式,鼓励民间资本进入民用航天产业,参与航天产业发展.鼓励开放式创新和国际合作,是发展航天产业的必然选择。为此,国家发改委和国防科工委正在积极研究制定包括促进卫星通信、卫星导航和卫星遥感在内的民用卫星应用产业发展的相关意见

(三)要强化创新和产业化能力,将提升民用航天产业业务服务能力和规模化发展作为产业发展的中心任务。我国航天经过50年的发展,取得了巨大的成就,但与发达国家相比,与经济社会发展的需求相比,我国民用航天产业的发展还面临,创新能力不足、业务支撑体系不强、产业发展规模不大的问题,只有以应用为主导,加快发展新一代高可靠、长寿命、高性能、大容量的广播通信卫星,发展导航定位应用卫星系统,实现气象、海洋、资源等遥感卫星和低成本多功能的小卫星及微小卫星的系统化生产,建立可支撑经济社会发展的业务系统,促进产业的规模化发展,才能够形成良性发展的局面。为此,要加大力度,加快实施自主通信广播系统、北斗导航系统等的建设,鼓励终端设备产业化,促进市场应用。

三、民用航天发展的要求

(一)建立产业链完整的航天产业体系

从整体上要初步实现由试验应用型向业务服务型的转变,形成具有一定经济规模、产业链完整的航天产业体系。

(二)实现自主创新与经济效益的良性循环

建立我国长期、连续、稳定、自主的空间基础设施为目标,建立稳定运行和协调配套的卫星对地观测系统,完善卫星通信广播系统,满足卫星导航应用,促进卫星应用的商业化、产业化发展,显著提高卫星应用产业的规模和效益。

(三)优先实施四大工程项目

为保障现代通信、公共交通、数据传输等系统正常运行,实现卫星导航、灾害预警等高端技术的广泛应用,提高我国综合国力,发改委将优先实施载人航天工程、探月工程、北斗导航工程和高分辨率对地观测系统工程。

四、我国航空航天发展的目标思路

一是坚持以我为主,积极开展多种层次、多种形式的国际合作,主要面向国内市场,同时做好国际市场开发工作;坚持以市场需求为导向,追求项目商业成功,积极推进技术进步,型号开发和技术研究协调发展;坚持突出重点,有限目标的原则;鼓励机制创新,鼓励投资多元化。二是以支线飞机为重点,按国际标准和市场运作,广泛开展国际合作,研制生产具有市场竞争力的新型涡扇支线飞机,同时积极开展技术研究,突破支线飞机、发动机以及部分机载设备研制的关键技术,积极推动民机转包生产形成专业化和规模化,并对现有运输机、通用飞机和直升机进行市场适应性改进、改型和产业化;进一步巩固和扩大市场占有率。

1.加强自主创新。中国航空工业发展将结合中国国情,继续有选择地发展民机技术和民机型号,逐步建立和完善自己的民用飞机技术体系,研制有自主知识产权的民用飞机,并逐步实现民用飞机、发动机和机载设备的协调发展。

2.扩大国际合作与交流。通过与世界各国的合作与交流,引进先进技术,发展联合开发和联合生产,扩大产品技术出口,开拓发展空间。

3.完善投融资政策。中国政府将加大对航空工业技术研究的支持力度,鼓励对航空产品开发的投资多元化;积极创造条件,支持组建中国的民机租赁公司;支持企业对转包生产项目进行必要的技术改造。

4.建立新的运行机制和人才激励机制。中国政府积极推动企业在民机研制生产中建立符合市场经济规律的运行机制。鼓励新上项目采取股份制方式运作。精化民机科研队伍,提高科研人员待遇,重视管理和市场营销队伍建设,吸引优秀人才投身民机事业。

5.促进空域管理科学化。积极培育通用飞机和直升机市场,促进低空空域管理更加科学化,提高空域资源的利用率。

6.加大市场开放。加强行业管理,鼓励地方企业、私人企业和国外企业以合资、合作等多种方式与国内航空工业企业联合发展中国的民机制造业。

中国航天产业发展的指导思想是:坚持长期、稳定、持续的发展方针,使航天事业的发展服从和服务于国家整体发展战略;坚持独立自主、自力更生、自主创新,积极推进国际交流与合作;根据国情国力,选择有限目标,重点突破;提高航天活动的社会效益和经济效益,重视技术进步的推动作用,尤其注重航天活动在维护国家利益、实施国家发展战略中的积极作用;坚持统筹规划、远近结合、天地结合、协调发展。

中国航天产业近期发展目标是:建立长期稳定运行的卫星对地观测体系;建立自主经营的卫星广播通信系统;建立自主的卫星导航定位系统;全面提高中国运载火箭的整体水平和能力;实现载人航天飞行;建立协调配套的全国卫星遥感应用体系;发展空间科学,开展深空探测。

1.合理部署各种航天活动。采用“优先安排”、“积极支持”、“适度发展”和“跟踪研究”四种不同方式部署航天各个领域的各类活动,以实现航天事业的全面协调发展。

2.加强预先研究和技术基础建设。集中力量攻克重大关键技术,掌握核心技术,形成自主知识产权;同时加强航天活动三个领域的技术基础建设,继续保持中国航天的发展势头。

3.加速航天科技队伍建设,构筑航天人才优势。采取有力措施,培育航天人才,加速造就一支高水平的航天科技队伍,动员社会各界力量支持航天事业的发展。

4.加强科学管理,提高质量和效益。针对航天活动投资大、风险大、技术密集、系统复杂等特点,运用现代管理方法,加强科学管理,提高系统质量,降低系统风险,提高综合效益。

五、实行民用航天军民结合

第一,将发展军民两用技术作为实现“军民结合、平战结合”的国家发展战略考虑。发展军民两用技术必须由国家综合部门、军工部门及有关行业部门等共同来策划和实施,制定扶持技术发展的政策、法规,将军民两用技术计划纳入到国防科技计划范畴,并给予相应的经费支持,并创造有利于军民两用技术发展的良好环境与条件。

第二,应将开发军民两用技术和产业作为军工集团公司的主业来抓。军工集团公司要统一思想,创建有利于军民两用技术发展的良好环境与条件。国家在发展军民两用技术方面支持军工企业发展,增强在这一方面的能力。在管理层面上,要建立完善的军民两用技术实施的规章制度,从体制、机制、所有制等方面创建有利于两用技术发展的良好环境和条件,要打破军用的界线,不能强行把军工技术和民用技术截然分开,应该密切合作,相融相补,并确定发展军民两用技术优先权的原则。通过几年的努力,可以进一步培植一大批军民两用技术,既可以解决军用的方面工作,也使民用方面的技术越来越优质。

第三,拓展军民两用技术发展的思路。要根据国防和经济建设的需求预发展,组织各行各业的专家、学者和科技力量进行探讨,采用原始创新、集成创新、改进等方式,对于重点发展的航天军民两用技术进行深入研究,要优先发展适宜军用、民用且市场前景好的军民两用技术,加速实现产业化。例如:航天技术支持三农,再生能源开发,节能、智能交通等方面的应用;又如,利用军民两用技术研究开发防恐、反恐的装备;突发事件应急系统和紧急救援装备等。采用合适的体制、机制,组织全社会力量,选择一些项目,打破一些界限,多一些沟通与交流,多渠道统筹资金,与各行业加强联合,积极扩大国际合作,参与国际竞争,并在军民两用技术发展和应用中,努力培养和造就一批军民两用的专门人才,使我国的两用技术在军、民两条战线上获得最大的综合效益。

六、对航天产业的建议

壮大航天产业关键是要提高我国航天制造自身的能力。如在民用产业方面,要实现由发展民品到发展民用产业的转变,发展方式由粗放型到集约型的转变,由计划经济传统管理到市场经济规划管理的转变,并以航天制造的发展为牵引,促进我国航天企业能力建设的转型升级,这对于我国航天产业的发展壮大尤为重要。

1、国家运用规划、计划、行政、法律、经济等手段对航天科技及其产业的发展进行领导、组织、管理、调控、支持、投入是必要的。同时,国家应对发展中的幼嫩的航天高科技及其产业采取保护政策,使新兴的民族高技术产业得以持续、快速、健康地发展。

2、加速科技成果转化为现实生产力,力求航天效益工程结出累累硕果。加速科技成果转化是贯彻落实中共中央、国务院《关于加速科学技术进步决定》的一个重要内容,也是实现科教兴国的必经步骤。因此必须下大力气抓科技成果转化工作,千方百计地筹措和建立科技成果转化基金,选好项目,搞好中试,贯彻科技与经济相结合、科研与生产相结合的原则,出产品、出商品、出效益。

3、以航天产业基地为平台,以产业集群为牵引,发展航天设计、研发等航天制造产业。发展航天制造必须以产业基地为发展平台,以航天技术和产品为核心,形成带动上下游的产业链和技术链,发挥产业基地的聚集效应。

4、以产业链延伸为方向,加大服务比重和增值,向制造服务转型。航天制造既生产制造有形产品,也提供从产品开发、销售到报废、回收全生命周期的服务保证,将过去单一的产品实物扩展到为用户提供全面解决方案,努力为客户提供以知识密集、附加值高为特征的服务项目,保证航天制造企业实现可持续发展。

航天技术的重要性篇6

对象航空气象技术主要是对气象信息进行收集与分析,从而来保证航空飞行中安全,而空中交通管理主要是指对于领空的区域管理,航空气象技术在航空领域中的各个部门都有所应用,以下做简单的介绍:

(1)航空公司,主要是对航空的计划进行制定,因此,必须要对气候有一个全面的了解,所以航空气象技术在航空公司中应用广泛,航空公司利用气象技术能够及时的了解气候的变化,并且能够根据搜集到相应的气候信息进行飞机航班的调整,防止出现一些不确定的意外情况发生;

(2)机场,气候对于机场的影响很大,若是受到了恶劣气候的影响,那么将会影响飞机的正常起飞,所以必须要能够利用航空气象技术来对气候有一个全面的了解,从而使机场迅速的掌握到信息,及时的采取相关的政策,降低造成的损失;

(3)空中交通管制机构,该部门主要是对空中交通进行相应的管理,从而能够保证空中交通的顺畅以及稳定,控制管制人员能够通过航空气象技术了解到未来一段时间内气候的变化情况,以此来对空中的飞行情况进行相应的管理,保证安全飞行;

(4)空中区域管理部门,主要是为了选定新航线,所以必须要对选定的航线的气候进行相应的分析,并且能够提供相应的天气情况,对对流层的高度、气流的稳定性进行准确的预算,以此来确定航线是否安全,从而来保障航空飞行的安全性。

二、航空气象技术在空中交通管理的应用现状

1航空天气预报对于航空天气预报来说,气象的探测技术更加的先进,会使得结果更加的精确,并且航空气象预报的周期更加的短,具有很强的实时性,航空气象预报主要是对机场的气候进行相应的监测,并且能够及时的提供一些准确的信息,气候对于机场的影响十分的大,地面的风速、空间的云量以及温度都会对航空飞行造成很大的影响。因此必须要对机场的气象进行全面实时的监测。另外也能够对飞机飞行航线的气象情况进行报告,在一些特殊的气候条件下能够有效的对飞行计划进行及时的调整,从而来保证飞行的安全。3.2报道天气的实际情况对于天气实际情况的报道主要是站在一个更为宏观的角度,能够对整个空中的交通信息进行全面的了解,利用先进的雷达技术能够检测出相应的强对流天气,并且能够对一些天气系统的运动方向进行有效的预测,这样对气象信息实时准确的监测能够保证飞机在恶劣天气条件下飞行的安全与稳定性。

3提高相应的天气情报一些特殊的天气预报,例如强热带台风、剧烈的冰雹以及气流的剧烈活动等的预报都属于重要的天气预报,这些特殊的气候将会严重的影响到飞机的正常飞行,因此必须要利用先进的航空气象技术进行监测,并且能够在最短的时间之中,获取最为精确的信息,能够在第一时间将信息传输到空中交通管制部门。管制部门会根据情况制定相应的措施,对飞机的航路航线进行调整,从而来保证乘客的安全,和航班的正常运行。

4对灾害天气进行预警若是出现了一些严重的气象状况,会对飞机的飞行安全造成很大的威胁,那么航空气象技术将会进行提前预警,从而来警示相关的空中交通管理部门,相关的管理人员将会密切的关注气候的变化,若是出现了一些比较严重的灾害天气,那么将会及时进行航班的调整,若是没有出现,那么将会正常进行飞行。另外,若是遇到了严重的灾害,对于起飞的飞机,空中交通管理人员将会及时的管理航线,使其避开恶劣天气,从而保证安全飞行。

5航空气象技术在空中交通管理部门应用前景随着社会的不断发展空中交通管理理念的不断更新,必须要运用更为先进的技术对气象进行观测,从而来更好的协助空中交通管理部门进行工作。目前,航空技术将会向着更加灵活的方向发展,对于一个区域内部的气象条件,要能够利用不同的形式对其进行监测,经过多种方式信息的传递,利用技术处理手段,从而来更好更直观的对气候进行监测,能够利用网络技术将信息传输到相应的空中交通管理部门,从而来形成一个完善的信息共享系统,使得航空各个部门能够在第一时间得知气候信息,从而来采取相应的措施,更好的保证飞行的安全。

三、结语

航天技术的重要性篇7

关键词:故障诊断;故障检测;发展现状;航天器

中图分类号:V467文献标识码:a文章编号:1673-5048(2016)05-0071-06

abstract:thedevelopmentoffaultdiagnosistechnologyforspacecraftplaysanimportantroleinthesuccessfulcompletionoftheflyingmission.thispaperbrieflyreviewsthefaultdiagnosistechnologyforspacecrcoft,anditdescribesthechallengesoffaultdiagnosisanddevelopmentstatusoffaultdetectionandisolationtechnologyforspacecraftinChinaandabroadbasedoncollectingandsummarizingthetypesofspacecraftfaultandtheprobabilityoffaultoccurrence.theprogressofresearchandthemaincharacteristicsofthefaultdiagnosismethodsareanalyzed.thepresentsituationofspacecraftfaultdiagnosistechnologyissummarizedandthefuturedevelopmentdirectionisprospected.

Keywords:faultdiagnosis;faultdetection;developmentstatus;spacecraft

0引言

随着航天领域的不断扩展以及航天技术的不断进步,航天器系统的复杂度不断提升。这虽然有利于航天器完成难度更大的太空任务,但是由于太空环境的复杂性以及航天器地面测试系统的局限性,航天器的可靠性将会相应降低。航天器发生微小的故障都有可能引起系统性的故障问题,影响整个航天器的正常工作,甚至导致太空飞行任务的失败。所以,航天器的故障诊断技术对于其飞行任务的成败起到至关重要的作用。另一方面,故障诊断技术的发展也可以让航天器更加自主化、智能化,脱离繁琐的人工监控模式,不仅拥有了更高的容错性,也大大降低了航天器的开发成本和飞行任务的风险。

国外航天领域的科研人员对航天器的故障诊断技术进行了多方面的研究,国内也同样致力于这方面的发展,但主要还停留在对航天器的故障分析和状态监测阶段。1航天器故障分析

针对航天器系统发生的故障,收集并整理了近50年来公开的国内外航天器发射与在轨等各阶段的故障及其发生的原因,对总体的故障方式进行了总结和研究。

按故障类型对航天器发生故障的比率进行统计,如图1所示[1-6]。从图中可以看出,电源分系统、控制分系统以及推进分系统发生故障的概率最高,并且这三个分系统一旦发生故障,对航天器的正常运行可能造成非常严重的伤害。

另外,按航天器发生故障的严重性将航天器故障分为四个等级,如表1所示[7]。

在国内外航天器发生的故障中,灾难性故障和轻微性故障所占比率较少,分别为22%和20%。而严重性和一般性的故障发生概率较大[8],分别为27%和31%。

所以,航天器一般以发生在控制系统、推进系统或者电源系统上的严重性或一般性故障为主。而只要能够及时开展对航天器的故障诊断技术研究,其中大多数故障可以提前进行诊断并且避免灾难的发生,特别是针对控制分系统、电源分系统和推进分系统方面的探索,不仅可以保障航天员的安全,也可以提高航天器在轨运行的可靠性,减轻地面工作人员的工作负荷以及航天器的发射和制造成本[9]。所以航天器故障诊断技术的发展对于航天领域的进一步开拓具有非常重要的意义。

航空兵器2016年第5期王嘉轶等:航天器故障诊断技术的研究现状与进展2国内外故障诊断技术发展现状分析

航天器故障诊断技术是随航天技术的不断进步而逐步发展起来的。以欧美为主的国家在航天器的故障诊断技术上的发展较早,领先于国内。但随着国内航天事业的巨大发展以及中国航天大国地位的崛起,中国在航天器故障诊断技术上的进步也是不容小觑的。

2.1国外航天器故障诊断技术的发展

美国在航天领域的发展早期就已经非常重视故障诊断技术的研究,是最先将故障诊断技术运用于航天器飞行任务中的国家。自20世纪70年代起,美国在很多航天工程中都采用了以状态监测为主的故障诊断方法。当时的“双子星座”飞船就是以故障监测系统为基础的载人飞船,将地面数据监测系统以及宇航员舱内手动操作相结合来完成包括姿态控制系统、燃料推进系统以及三轴转动速率的数据状态检测。通过对这些状态参数的监测可以对飞船发生的故障采取相应的措施,保证飞行任务的顺利完成。而后的“阿波罗”飞船在“双子星座”飞船故障诊断系统的基础上,建立了一套自身的安全保障系统。该系统包括了对故障状态的监测和处理,并由航天领域专家进行参与分析。这也使得“阿波罗”系列飞船能圆满完成各项任务。近年来,naSa在航天器故障诊断方面进行了全方位的探索并且已经形成了完整的故障诊断体系,后来将其归类为集成健康管理系统的范围中[10],各分工如表2所示[11]。

俄罗斯和西欧等多个国家也在故障诊断技术方面进展卓越。俄罗斯借助前苏联开展的航天器故障诊断仿真工作中得到的经验技术对航天器的故障诊断与状态进行监测和分析,并通过地面模拟的方法来保证航天器飞行任务的顺利完成。而西欧,以德国和法国为主的国家也进行了研究并开发了很多实用的故障诊断系统。法国的Delange等人研究开发了用于火箭发动机的故障监测系统,能够高效准确地判断出故障发生的时间并及时采取措施;Dellner等人针对“尤里卡”平台开发的基于知识的故障诊断系统,可以对该平台的冷闭合系统进行全方位的故障监测与保护措施[12]。

2.2国内航天器故障诊断技术的发展

相对于欧美等航天大国来说,国内在航天器故障诊断方面的发展起步较晚,技术不成熟,但也逐渐意识到故障诊断对于航天器的重要性,并开展了一系列理论与实践研究。自20世纪80年代以来,在国内各航天院所的带领下进行包括航天器设备的故障诊断系统研究,研制出了针对不同故障类型的故障诊断系统,但实验效果并不理想。2014年成立了国内首个航天器在轨故障诊断与维修实验室,进行在轨故障早期辨识与定位、在轨故障仿真与维修、在轨可靠性增长与延寿等技术研究,标志着中国的航天器故障诊断技术正迈向一个崭新的阶段,将更加有效地提升国内航天器自主故障诊断的能力。

3航天器故障诊断的方法

通过对国内外航天器故障诊断技术的发展分析,归纳出了三种近年来主要运用的方法,分别是基于信号处理的方法、基于数学模型的方法和基于知识的方法。

3.1基于信号处理的方法

基于信号处理的方法是最早使用的故障诊断技术,是其他方法进行故障诊断的基础。该方法不需要以系统的数学模型为基础,只需对时域、幅值、频域等可测信号特性进行分析,就能识别和检测系统故障。

基于信号处理的方法较多,一般有小波变换法、信息融合法等。以下主要对信息融合法和小波变换法进行分析。

3.1.1信息融合诊断法

故障诊断是通过一些检测量来判断系统是否发生故障,所以对单个检测量的故障诊断方法选择至关重要。为了避免某一种诊断方法的误报或漏报,可以采取多种方法对单个检测量进行诊断,即对系统各部分的一个局部故障进行诊断,然后将各种诊断方法获得的结果融合成最终故障诊断方案,即全局故障诊断。

基于信息融合的诊断技术可以通过局部故障和全局故障诊断相融合的方法来实现对航天器整体系统的故障检测与隔离。信息融合法可对故障进行多方面的分析,比以往单一的信息处理方法更具有可信度和准确性,提高了航天器系统的信息利用率,为系统的故障诊断提供更有效的帮助。

3.1.2小波变换诊断法

小波变换法首先对系统的输入信号进行小波变换,然后求出输入输出信号的奇异点。通过对其奇异点的分析,判断出对应故障的发生情况[13]。

这种方法的主要优点是不需要系统的数学模型,只需通过简单的小波变换特性来分析检测故障。由于小波变换法的高灵敏度和强抗干扰能力,近年来很多学者都针对其进行了航天器故障诊断的理论与仿真研究工作。文献[14]将小波分析方法应用于航天器姿态控制系统中采用的红外地球敏感器、陀螺和姿控发动机的典型故障模式中,并达到了预期的效果;文献[15]提出了利用小波变换的时-频局部化特性作为新的信号处理方法,提出了基于小波分析的航天器结构故障诊断方法。但由于小波变换的方法大多只用于理论验证和仿真实验中,所以还需在实践中验证。

早期的基于信号处理方法的航天器故障诊断技术由于实时性和自主性差,远达不到预期效果。但通过小波变换、信息融合等多种新技术的加入,使得基于信号处理的方法更加得到青睐,在航天器的故障诊断方面起到非常重要的作用,也将会逐渐从工程仿真实验向航天器故障诊断实践上发展。

3.2基于数学模型的方法

基于数学模型的故障诊断是现代故障诊断技术发展的基础,也是发展最成熟、应用最广泛的一种方法。其核心是以分析系统数学模型为基础,通过参数估计、状态估计等多种方法来产生残差,然后通过阈值或其他限定准则对该残差进行分析和下一步的故障处理[16]。该方法进展迅速且易于理解和研究,所以应用较为广泛,主要分为参数估计法和状态估计法两类。

3.2.1参数估计诊断法

参数估计法是指当航天器系统故障的参数可由参数变化的数据来表示时,就可以利用参数的估计值与实际值之间的偏差来判断出系统的具体故障方式和故障情况[17]。基于参数估计的故障诊断方法见图2,其中u和y分别为输入和输出参数值,n为模型参考状态。

在众多的参数估计方法中,强跟踪器滤波法和最小二乘法因其强鲁棒性而被广泛应用。

3.2.2状态估计诊断法

状态估计诊断法是通过对被控系统的重新建模,利用模型的估计状态与原系统中可反映自身的状态量相对比,构成残差量。从残差量中得出反映系统各个状态的运行情况和故障信息,从中诊断出故障,并作进一步的故障隔离和故障容错。该方法需要具备系统的过程数学模型以及局部可观测部分。该方法是在能够获得系统精确模型的基础上最为有效的一种方法。

一般观测器和滤波器方法都是运用状态估计的诊断原理来进行的。若系统是确定且可观测的,则一般采用观测器的方法,如自适应非线性观测器;若系统需要加入噪声等干扰因素,则一般会使用滤波器的方法,如Kalman滤波器等。

从以上方法可以看出,虽然基于数学模型的方法能够较为精确、高效地完成航天器系统的故障诊断,但是对于系统结构较为复杂的航天器以及无法预测的太空环境而言,精确数学模型的建立是非常困难的,即使建立出数学模型也很难保证不受不确定因素的干扰。所以,基于数学模型的航天器故障诊断方法需要与其他方法相结合,才能更有效地推进航天器故障诊断技术的发展。

3.3基于知识的方法

基于知识的故障诊断方法是通过直接或间接的方法来获取故障诊断的发生征兆或判定原则,较为直观地了解系统的故障发生情况,及时做出准确的判断来完成系统的故障诊断。但由于知识的覆盖有限,航天器系统的不确定因素较多,加之经验技术的缺乏,使得该方法具有一定的局限性。一般基于知识的方法有专家系统法、神经网络法、组合智能诊断法等。

3.3.1专家系统诊断法

早期的专家系统是通过在航天器系统工程方面拥有丰富经验的专家总结出的规则来描述系统故障和故障征兆。这种方式可以充分利用专家的经验知识来进行系统的故障诊断,从而快速准确诊断出故障。但面对未知问题时,容易出现错判或漏判的现象,因此,一旦出现与专家系统不匹配的故障问题时,就会出现诊断失败的情况[18]。

通常是将专家系统与其他智能方法相结合来完善整个故障诊断技术。文献[19]设计开发了分布式故障诊断专家系统,通过各个子故障诊断专家系统间的任务分配、协作以及诊断决策并结合智能控制方法来满足航天器复杂大系统的故障诊断需要;文献[20]提出了一种分布式实时故障检测诊断专家系统,将基于知识诊断技术与自动检测技术有效结合起来,为航天器故障诊断技术的发展提供了新的思路。

3.3.2神经网络诊断法

由于神经网络具有自组织、自适应的能力,并且对于复杂的非线性系统不需要完整的数学模型,因此在航天器故障诊断技术中得到了应用。神经网络可将系统知识方法通过网络进行训练和学习,具有更好的实时更新与推理能力。常用于航天器故障诊断的神经网络模型如图3所示。

该方法也存在不足之处,其未能充分利用专家系统的经验知识且只能通过已有的样本进行训练学习,一定程度上影响了诊断技术的可靠性。另一方面,神经网络的训练知识基于输入输出值的检测,对与过程有关的状态量和发生的故障不能够做出足够准确的解释。这些都对基于神经网络的故障诊断技术的发展提出挑战。

3.3.3组合智能诊断法

人工智能在各个方面都已经有了广泛的应用,并且已经展示出其足够的优势所在。但是,包括神经网络、模糊数学、粒子群算法等智能方法都有其局限性,如何克服困难充分发挥其优势才是航天器故障诊断技术需要探索的。

文献[21]提出了一种基于专家系统、案例推理以及故障树的混合智能诊断技术来解决航天器的测控管理问题,并且文献中所提及的故障树双向混合推理机制被用于实现航天器故障定位和预测功能;文献[22]在tS模糊模型的基础上,结合H∞最优故障观测器来构建残差信号,研究姿态控制系统陀螺的故障诊断问题;文献[23]提出了将几何学与神经网络相结合,并通过自适应估计滤波器来对残差进行判断,从而完成对卫星姿态控制系统中反作用飞轮的故障检测、隔离和估计;文献[24]采用了一种基于分层神经网络的卫星系统故障诊断模型,通过自组织特征映射网络和广义回归神经网络相结合来实现整星各分系统故障的精确定位和判断故障发生的原因。

混合智能方法能够让各自算法的结构特点体现出来,弥补了单个智能方法的不足之处。通过智能方法的组合应用以及与其他诊断方法的融合,可以使航天器故障诊断系统通过经验性思维、逻辑性思维和创造性思维的互相转化与配合,来完成复杂的诊断技术的发展,是巧妙组合的有机整体[25-27],如图4所示。

4航天器故障诊断技术面临的挑战

从上述的航天器故障类型和统计数据可以看出,航天器发生故障的方式都有其自身的特点和规律。只要能有效地开展故障诊断技术,就可以对其故障进行及时的修复,并且可以防范一些可能发生的故障问题,对航天器飞行任务的可靠性和故障诊断技术开展的有效性都有一定帮助,对航天器系统的容错技术起到一定的促进作用。

目前航天器故障诊断技术面临的主要挑战有[28]:

(1)空间环境复杂,拥有很多不确定因素。航天器在发射升空及空间轨道运行阶段,都会受到来自空间中大气摄动、引力摄动、三体摄动等很多摄动力的影响,除此之外,太阳高能粒子辐射、氧原子腐蚀、单粒子翻转效应等很多太空环境原因产生的不利因素,也都会对航天器的自主运行和器件的完好性造成一定的影响。因此,如何克服恶劣的太空环境来完成航天器的故障诊断,并避免因环境因素导致的故障误报和漏报现象是现代航天领域的一个重要方向。

(2)地面人工干预能力有限。大多数航天器都不仅仅是在本国上方进行太空飞行任务,所以在航天器的星下点轨迹处都覆盖有地面测控站是不现实的,导致航天器的可监测性能下降。当卫星失去控制或者是不在监测范围内时出现故障,不能及时进行人工干预会对航天器的轨道运行造成恶劣的影响甚至是整个飞行任务的失败。运用自主故障诊断技术就可以在减少故障发生频率的同时减少地面站的参与度,有效地节约地面监测成本,是提高航天器可靠性的主要方法。

(3)星上可利用资源有限。要使得航天器的故障诊断技术有很强的自主控制能力,就需要航天器具有更加复杂的结构。但是航天器的星上资源有限,包括星上计算机的资源储备以及有效载荷都具有一定的限制。过于复杂的系统虽然可以使得航天器的自主故障诊断技术有所提升,但是会降低航天器运行过程的可靠性,影响航天飞行任务的顺利完成。所以如何利用航天器星上的有限资源开展有效的故障诊断也是航天器故障诊断的重要阶段。

(4)故障诊断技术与航天器结合能力不成熟。在现代工业发展中故障诊断已经十分成熟,可以为工业操作系统提供非常精准的故障检测与容错技术。航天器的自主故障诊断能力在这些方面还有待提高,所以如何将成熟的地面故障诊断技术运用到轨道运行过程中来提高航天器的智能化,是故障诊断技术极具挑战性的一个环节。

5总结与展望

航天器故障诊断技术的发展对于提高系统的可靠性和准确性,保障飞行任务的顺利进行具有重要作用。但航天器故障检测系统较为复杂,不能只采用单一的技术来解决故障诊断的问题。因此通过多种方法结合的优势弥补单个技术方法的劣势,例如将智能算法与数学模型相结合就是非常重要的发展方向。

另外,国内对于航天器故障诊断技术的研究尚处于初步阶段,与欧美等其他航天大国相比,国内还仅停留在理论研究的初步阶段,对于航天器这种在特殊环境中运行的系统,不仅需要扎实的理论研究,更需将理论与工程实践相结合,研究开发出高可靠性、长寿命并且高精度的航天器,同时降低维修费用和生产成本,便于航天工程实践的需要。

参考文献:

[1]ZhangYanduo,JiangXingwei,Huangwenhu.FusionofDataassociationandexpertKnowledgeforFaultDiagnosis[J].JournalofHarbininstituteoftechnology,2002,34(1):1-3.

[2]SakthivelR,SelviS,mathiyalaganK.FaulttolerantSampledDataControlofFlexibleSpacecraftwithprobabilistictimeDelays[J].nonlinearDynamics,2014,79(3):1835-1846.

[3]林来兴.最近十年航天器制导、导航与控制(GnC)系统故障分析研究[J].控制工程,2004(1):1-8.

[4]ShenYi,ZhangXiaolei,wangZhenhua.SpacecraftFaultDiagnosisBasedonempiricalmodeDecompositionandDirectedFactorGraph[J].JournalofHarbininstituteoftechnology,2013,45(1):19-24.

[5]KatoH,otaJ.RealtimeSpacecraftactuatorFaultDiagnosiswithStateSegmentedparticleFiltering[J].advancedRobotics,2014,28(19):1265-1276.

[6]闻新,张兴旺,秦钰琦,等.国外航天器在轨故障模式统计与分析[J].质量与可靠性,2014(6):13-18.

[7]周前祥,郭华岭.载人航天器故障特点及其诊断技术的研究展望[J].中国航天,1999(9):30-32.

[8]谭春林,胡太彬,王大鹏,等.国外航天器在轨故障统计与分析[J].航天器工程,2011,20(4):130-136.

[9]龙兵,宋立辉,荆武兴,等.航天器故障诊断技术回顾与展望[J].导弹与航天运载技术,2003(3):31-37.

[10]张森,于登云,王九龙.国外航天器故障诊断研究进展[C]∥第二十届全国测试与故障诊断技术研讨会,2011.

[11]Zolghadria.analgorithmforRealtimeFailureDetectioninKalmanFilters[J].ieeetransactionsonautomaticControl,1996,41(10):1537-1539.

[12]王婉秋,杨松.航天器动力学环境试验故障诊断专家系统[J].航天器环境工程,2008,25(1):36-40.

[13]张洪钺,闻新,周露.国内控制系统故障诊断技术的现状与展望[J].火力与指挥控制,1997,22(3):1-6.

[14]郝慧,王南华.基于小波分析的航天器姿态控制系统故障诊断方法研究[J].航天控制,2005,23(5):73-78.

[15]王婉秋,杨松.基于小波分析的航天器结构故障诊断方法研究[C]∥中国宇航学会结构强度与环境工程专委会航天空间环境工程信息网学术研讨会,2006.

[16]苏林,尚朝轩,刘文静.航天器姿态控制系统故障诊断方法概述[J].长春理工大学学报:自然科学版,2010,33(4):23-27.

[17]闻新.控制系统的故障诊断和容错控制[m].北京:机械工业出版社,1998.

[18]Chenwei,HuGuangrui,wangYaping.KnowledgeacquisitioninanexpertSystemforFaultDiagnosisofCertainSpacecraft[J].JournalofShanghaiJiaotongUniversity,2000.

[19]李清东,张庆振,任章,等.航天器分布式智能故障诊断专家系统设计[J].战术导弹控制技术,2006(4):107-110.

[20]丁彩红,黄文虎,姜兴谓.一种实时监测与故障诊断专家系统方案[J].自动化技术与应用,1999,18(3):19-21.

[21]解仑,刘帆,巩潇,等.基于混合智能的航天器故障诊断系统[J].信息与控制,2010,39(1):106-113.

[22]王宇雷,李传江,马广富.tS模型和H∞观测器在卫星故障诊断中的应用[J].哈尔滨工业大学学报,2010,42(9):1345-1350.

[23]Baldip,Blankem,Castaldip,etal.CombinedGeometricandneuralnetworkapproachtoGenericFaultDiagnosisinSatelliteReactionwheels[J].ifacpapersonline,2015,48(21):194-199.

[24]安若铭,高阳.基于分层神经网络的航天器故障诊断技术[J].航天器环境工程,2013,30(2):203-208.

[25]YanFei,Limingjian.anewapproachtoFaultDiagnosisforSatelliteControlSystemsBasedonmachineLearning[J].advancedmaterialsResearch,2012,457-458:1070-1076.

[26]SongFei,QinShiyin.anovelFaultDiagnosismethodforSatelliteSystemsBasedonmultivalueLogicinferencewithSemitensorproductofmatrices[C]∥ieeeConferenceonprognosticsandSystemHealthmanagement,2012:1-5.

航天技术的重要性篇8

航海技术的发展经历一个从低级到高级、从简单到复杂、从单纯依靠自然力到借助于计算机等高新技术的过程。中国古代航海史的辉煌依赖于中国古代航海科学技术的进步。据《汉书·尧文志》介绍,西汉时的导航占星书籍已有《海中星占验》等136卷,表明天文导航术已有发展。北宋宣和元年(1119年)《萍州可谈》中说:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。明代《海道经》中保存了一卷据元人底稿而绘成的《海道指南图》,这是迄今所能见到的中国当代航海图中最早的一幅。到了明初,郑和七下西洋是中国古代先进航海科学技术之集大成。郑和航海术,主要记录在《郑和航海图》中。其中图文记载反映了当时处于世界先进水平的中国地文航海和天文航海科学技术。

随着卫星、计算机、雷达技术在船舶上的应用,现代航海船舶自动化程度相当高。20世纪70年代以来,船舶机舱自动化成为趋势,驾机合一的自动化船舶大量出现。传统的陆标定位、天文定位方法已成为特殊情况下的补充手段,无线电导航定位方法已经进入高精度卫星导航定位时代。全球定位系统(GpS)使各种运载工具的导航与定位发生了划时代的变革。电子海图显示与信息系统(eCDiS)综合了GpS、appa、aiS等各种现代化的导航设备所获得的信息,不仅能提供纸质海图的有用信息,而且是一种集成式的航海信息系统,引发了航海领域的一场技术革命,特别是在通航密度大的沿岸和港口附近水域。无线电报、无线电话、电传和传真在船上采用,比船舶采用手旗与灯光进行通信已是很大的进步。inmarsat系统可以提供电话、电传、传真、数据、国际互联网及多媒体通信业务。全球海上遇险与安全系统(GmDSS),使船与船、船与岸台全方位和全天候即时沟通信息。被俗称为船舶“黑匣子”的航行数据记录仪(VoyageDataRecorder,VDR)代替海员手工记录的航海日志、车钟记录簿等,有利于海上事故原因分析。

现代先进技术在一步步的替换着传统技术。但我们在利用现代先进技术的同时也不应该放弃传统航海技术。纵观人类航海技术的总的历程,和其他各个行业以及各门科学一样,无不是经历了从无到有,由落后到先进的过程。可以这样说,传统的航海技术并没有因为现代的航海技术的长足发展而退出历史的舞台,反而显得弥足珍贵。很显然,当所有电航仪器都不能发挥其正常功用的时候,我们传统的航海技术就为现代的航海者提供了最后的一重安全的保障。

航天技术的重要性篇9

随着我国社会主义市场经济的逐步建立和完善,我国的航天工业发展也正经历着由计划经济向市场经济转轨,由以军品为主转向军民结合、平战结合,直至逐步形成军、民、商结合的深刻变革,这场变革使我国航天工业的发展正面临着诸多新的机遇与挑战。因此,对我国航天工业发展的若干问题的认识和再认识,是我国航天人在这场变革中能否抓住机遇,对社会作出更大贡献,并寻求航天事业发展和自身生存的前提和关键。本文仅就有关问题提出个人见解,以求抛砖引玉。

思考之一:我国航天工业发展的出路在于军、民、商有机结合,这也是航天总公司真正走向市场的关键。

在军、民、商中,军品、民品为国家需求,由国家投资;而商业性活动,国家不再投资,主要由企业按市场规律运作。为什么我国航天工业要军、民、商结合?这是由市场经济的特点所决定的。从市场经济的观点出发,社会和市场需求的牵引是航天总公司生存与发展的前提;航天技术和系统及其发展的推动是航天总公司生存与发展的手段。因此,航天总公司应充分利用自身优势,开拓军品、民品和商业市场,这既符合市场经济运作环境的要求,又是航天总公司走向市场、按真正的公司机制运行的关键。

美国1996年新的航天政策中明确了军用航天、民用航天和商业航天的界限和重点,对于军用和民用航天,以国家为主导,确立了军用和民用航天的重点;对于商业航天,则以市场为主导,国家在政策方面提供良好的竞争环境,从而为航天事业的良性发展奠定了基础,值得我国借鉴。例如,就军用航天而言,美国政府将进行“国家安全所必需的航天活动”,重点是提高支持世界范围的军事行动、监视战略性军事威胁并作出反应、以及监督军备控制等方面的能力,因而“必须保证实现航天任务所必需的关键能力”,并在设计和规划、研制、采购、使用和支援的各个阶段予以保证;对于民用航天,美国政府重点放在空间科学、对地观测、载人航天、航天技术和应用方面,并由政府部门(如naSa等)进行任务协调和管理,除了研究发展活动需要naSa各研究中心独有的技术能力外,一般均从私营部门获取航天器和其它产品;对于商业航天,美国政府机构将尽可能地从市场上购买航天产品和服务,并将促进经营状况较好的美国商业部门方便地使用美国政府与航天有关的硬件、设备和数据。为了进一步促进美国商业航天的发展,美国航天政策中还承诺在目前的航天发射协议期满后,即从发射服务中的谈判贸易转向以自由公开的市场经济为特征的贸易方式,同时,美国政府还将确保其电信政策对天基电信竞争性的国际环境给予支持。

就我国航天工业的发展而言,同样存在着军用航天、民用航天和商业航天的内容和发展趋向,在我国航天的军、民、商中,“商”是关键,之所以是关键,就是要求我们既要抓住我国航天的自身优势,又要主动、积极地开拓航天商业市场,尤其是在初期,更要积极争取和制定有利于走向商业市场的各项配套政策。可以说“商”是目前我国全体航天人面临的新课题,它的确立将带来目前我国航天战略的重大调整,它的成败决定了我国航天工业能否走向良性循环之路。

思考之二:选准航天产业化、商业化发展的优势,从实际需要和实际所能产生的效益出发,对有重大效益的项目先上、早上。

结合我国的国情,在通信卫星、防灾减灾卫星、资源卫星、直播卫星、空间技术育种以及卫星地面设备方面均具有巨大的国内需求市场和社会及经济效益。为此,航天总公司应从自身优势出发,选准我国航天产业化、商业化的重点项目。例如,在通信卫星方面,我国需求市场远未饱和,与之相应的卫星通信业务方兴未艾;在直播电视卫星方面,美国的卫星电视直播业务已取得成功,致使有线电视业务面临巨大挑战。我国直播卫星及其业务尚未起步,它在我国的兴起已为期不远;在卫星地面设备方面,其市场和经济效益潜力巨大。据国外统计,其效益仅次于卫星通信业务,远高于商业发射获得的效益,因此,应大力发展,获取并扩大市场份额;在我国防灾减灾卫星、资源卫星和空间技术育种方面,我国尚处于起步和试验阶段,其应用前景十分广阔。中国航天工业总公司应尽快掌握卫星的研制、生产和供货的主动权,同时应注重有关空间产品(如种子、遥感图片等)、地面接收设备等的经营活动,注重参与有关配套系统的建设。为了确保航天已有优势的充分发挥,必须思考第三个问题。

思考之三:以争取国家经费为主改变为争取有关经营政策为主的发展思路,努力争取应用卫星和卫星应用及其相关产业的经营政策。

随着我国社会主义市场经济的建立和完善,行业垄断生产和经营不利于国有企业的自身发展,引入竞争机制或创造竞争环境,是国有企业生存和发展的重要因素。航天总公司欢迎其它行业企业参与航天产品的市场竞争,同时,也应允许航天企业参与其它行业的市场竞争。为此,航天总公司应努力争取应用卫星和卫星应用及其相关产业的经营政策,并作为一项重点工作来抓。例如,通过获取卫星通信、卫星电视直播、卫星遥感等业务的经营政策,发挥航天技术优势,形成空间技术及其相关产业的有机结合,使我国航天技术发展适应市场经济环境,走上良性发展的道路。

思考之四:如何主持或参与应用卫星的经营活动。

首先立足国内卫星应用及应用卫星的经营活动。据预测分析,仅就卫星通信而言,到2000年,我国将有10.8亿~13.5亿美元的卫星研制和发射市场(按国际平均价格计算);我国需要C频段卫星转发器145~159个,Ku频段转发器22~26个,每年可产生1.8亿~2.5亿美元的转发器租赁市场;卫星地面设备市场将为30亿~40亿美元;卫星通信经营业务收入每年可达288亿~40亿美元。到2010年,上述市场还将扩大3~6倍。面对这一巨大市场,航天总公司不可坐失良机。一方面需积极发展用户,另一方面应主动出击,以多种方式筹资,以最快的方式生产通信卫星(如东方红3号),并多以在轨交付的方式吸引国内广大用户,从而获得卫星生产、供货和经营的主动权。另据预测,我国卫星遥感、卫星导航定位等领域潜在需求和市场也十分巨大,也需要我们主动开发和推进。

其次,开拓卫星应用的国际市场。

思考之五:在市场经济环境下,如何处理好技术先进性和实用性的关系。

航天技术的重要性篇10

第一,这些产业的发展不仅与国家经济发展关系密切,而且往往与国家在国际上的地位。威望、利益密切相关;与国家安全密切相关,为国家提供维护国家利益和安全的战略工具。核工业的发展,起源于原子弹制造;航天工业的发展,起源于冷战中洲际导弹的研究、制造。有关国家发展这些产业往往着眼于国家的政治、军事等公共政策目标,在战略性高技术产业发展中,经济决策与政治决策往往是合一的。这就使战略性高技术产业发展中,存在着一种远离市场,与政府活动密切相关的倾向。这也同时导致这些产业中企业的发展,在起点上就存在着偏离一般企业以经济利益为主要目标的倾向。

第二,这些产业的主要产品,在相当大程度上具有公共产品的性质,购买者主要是政府。如人造卫星、洲际导弹、原子弹、F18战斗机等等,只能由政府购买,而且是有关国家的中央政府。有关国家政府支出中相当大一部分,被用来购买战略性高技术产业的产品,如武器装备、民航飞机、通讯设备、核电站等等。如此之大的政府支出,足以在战略性高技术产业的产品市场上对产业形成决定性影响。“所有的美国商用飞机生产商都曾是大宗防务合同的承接者,至少是在它们发展的关键时刻。来自联邦政府的庞大的合同为它们带来了利润,使它们能够用其开发商用飞机。比如说,波音公司成立后的前20年,在商用飞机领域一直亏损,空中客车的情况也是如此。波音公司之所以能够承受这些损失,完全是由于它在军事合同方面有所作为”。

第三,这些产业的主要产品往往具有很强的外部性。一个国家的人造卫星可以向世界许多国家免费发送气象、地质、教育等方面的信息,使更多的人受益。核电站如果不注意安全问题,将造成类似切尔诺贝利那样的悲剧。

第四,正是由于这些产业具有上述特点,因此这些产业的产品销售中,从来不存在完全自由竞争的市场。这些产业的国内市场往往由几个大公司形成寡头垄断或垄断竞争,在某些情况下,则存在着垄断。在发展中国家,以国家的行政力量集中有限的资源,发展战略性高技术产业时,常常出现这种状况。如我国的原子能工业、宇航工业都是由一家企业垄断市场的。在这种情况下,该企业的市场供给量,就是该产业的市场供给量。该企业的规模,也即该产业的规模。实际上这些企业也面临着一个高度买方垄断的市场。产品往往只有一个买主——中央政府。买主的出价决定了该产业主要产品的利润。而买主的购买量往往取决于国家财政的状况以及国际形势,买主做出的决定一般来说属于政治决定。

这些产业面临的国际市场是高度管制的。这些产业的产品出售,往往与国家的安全战略联系在一起,作为国家安全战略手段的重要组成部分,在国家间由政府直接进行交易或者对其国际市场流通进行控制。例如,冷战时期,西方国家通过“巴统”(CoCom)对相当多的战略性高技术产业的产品、技术、材料进行市场管制。继“巴统”之后成立的“瓦森纳安排”(wa),则负责专门对军品、军民两用技术、物质的出口进行管制;“桑戈委员会”(ZanggerCommittee)负责制定对非核国家出口核材料、设备、技术的控制条件和程序。由于这些产业在国际市场中受到高度管制,购买者有限,需求有限,必须以国际市场为目标才能达到经济规模,才能生存(例如任何一个欧盟国家的市场都不足以支持航空工业的独立存在),因此,这些产业在国际舞台的竞争,往往是以国家为后盾的竞争,有时就直接是国家间的竞争。正因为如此,美国政府在波音公司与欧洲空中客车公司向沙特阿拉伯出售飞机的竞争中,由中央情报局提供了支持。也正因为如此,某些国家才冒着与中国搞坏关系的危险,向台湾出售战斗机。

战略性高技术产业的进入,有较高的政治门槛。已经进入战略性高技术产业的大国,可能会组成某一领域的大国俱乐部,对有关产业的技术、产品的出售、转移,进行垄断、封锁以巩固自己的既得利益,维持一定时期内的力量均衡和国际秩序。战略性高技术产业的后发国家,往往会遭到这些大国的联手“封杀”或制裁。这样,企图发展战略性高技术产业的后发国家,难以在市场中获得有关的资源,难以依靠私营企业去在一个极为不利的市场环境中发展~个风险极大的产业,不得不以政府的力量去打破封锁,求得发展。

第五,这些产业的发展需要极大的投入,这种投入以及大投人带来的高风险,已大大超过了私人企业的承受力。以宇航工业为例,卫星发射的保险业务,除了国家的保险公司或世界上有数的几个大民间保险公司外,一般保险公司根本不敢问津。因此在发达国家,对这些产业的投资也往往是由政府进行的,或者是由政府资助大公司进行的。在发展中国家则一般是由政府进行的。以原子能工业为例,目前5个核大国的原子能工业,都是由政府投资发展起来的。美国“由于宇航业、电讯设备和电子元件具有军事意义,它们也同样获得了为制造业提供的财政拨款的几乎80%”。①

第六,某些战略性高技术产业的发展,需要国家具有足够的规模。所谓“足够的规模”是指足够的市场空间与自然空间,国家规模是量(国家幅员、人口、资源状况)的概念,也是质(国家的经济发达程度、科学技术发展状况、人口素质等)的概念。“某些巨大而不可分割的资本单位的技术优势和专业化劳动力的使用都取决于巨大市场的存在,这一事实表明:大国,特别是拥有大量人口和较高人均收人的大国可以比收入水平相似的小国更能有效地发展大规模工业。”①正因为如此,中小国家对航天产业的参与,往往采取合作购买卫星、购买卫星转发器、租用卫星等方式。对它们来说,单独购买一个产品,已是太昂贵了,或是不具备使用它的足够大的市场。日本经济学家著作中有所谓“地球规模产业”的概念,某些战略性高技术产业就是“地球规模产业”。只有具有足够大的国家规模,甚至进行国际合作,这些高技术产业才能获得规模经济、范围经济效益,才能具有国际竞争力。

第七,战略性高技术产业是国家经济中最具创新能力的部分,往往带动一个创新产业群,对其他产业具有较强的回顾效应、旁侧效应和前向效应,使技术进步对国民经济的贡献率大大提高,极大地提高了国家的综合国力,极大地改善了国家在国际经济体系中的地位。’以航天工业为例,它的发展带动了自动控制技术、遥测、遥感、遥控技术、温控技术、计算机技术、密封技术、精密加工技术、特种工艺技术、新材料技术和测试技术的发展。宇航工业还造就了一系列太空产业。正因为如此,从经济角度出发,这些产业也会得到政府的高度关注与照顾。正因为战略性高技术产业具有极大创新能力,同时也是一个高风险产业,因此在其发展初期,即便是最自由化的发达国家也往往是由政府予以扶植的。发展中国家则由于处于赶超发达国家的位置,因而政府更是对这些战略性高技术产业百般呵护。有些国家政府还把战略性高技术产业领域,列为禁止外资进人的领域,以保证国家战略工具掌握在自己手中。如美国就把核能源、民用航空作为禁止外资进人的领域。

在当代,战略性高技术产业的重大生产、科研开发项目,往往是政府经过深思熟虑后,采取的计划性很强的、着眼于国家长远利益和发展的战略行动。第八,战略性高技术产业的产业组织结构,往往趋于高度集中,几家乃至一家企业掌握核心技术,并且占有大部分市场份额的大企业居于主导地位。在产业的核心部位尤其如此。

在某一产业中,企业所有制结构如何,取决于生产力、科学技术的发展状况。生产力、科学技术超越一般国家规模的发展,是战略性高技术产业中政府活动具有重要影响,国有企业占有重要地位的根本原因。某一产业的产品性质、外部交易条件、交易环境、交易手段和交易方式的选择,对企业所有制结构的形成也起着重要作用。正因为某些战略性高技术产业的产品在很大程度上具有公共产品的性质,与国家安全战略密切相关;外部环境、交易条件远离自由竞争的市场;交易手段和交易方式带有很强的政府色彩,受到很强的政治影响,因此这些产业中真正意义上的私营企业生存是较为困难的。

二、航天工业企业所有制结构分析

1.国际航天工业的组织结构

拥有航天工业的国家,航天工业的核心部分都是只有一家国有机构或一个研究开发体系。世界各国的航天工业基本上采取了建立国家航天局或类似机构的管理模式。国家航天局是一个实际负责国家宇航重点研究项目,负责组织协调本国或国际宇航项目的发展和实施,甚至直接管理本国宇航工业,组织生产宇航产品的机构。在不设立国家航天局的国家,政府也没有专门的管理机构。如印度政府设有航天部、航天委员会、航天研究组织。日本政府则设立了宇宙开发事业团,负责组织、领导和推动日本宇航工业的发展。国家对航天工业研究、开发的投资,大多是通过国家的研究、开发机构实施的,有些则通过招标方式向民间企业扩散。核心技术的开发、核心产品的发展方向,由国家研究机构控制。所有拥有航天工业的国家,都是以国家航天管理机构以及相应的国家科研机构为中心,形成一个研究、开发、试验、发射、规划生产组织系统,由几家甚至一家企业垄断主要产品的生产。

在发达国家,尤其是美国、德国、法国、日本等经济、科研实力比较雄厚的国家,航天工业是由政府负责科研开发与规划,产品生产则通过招标交给民营企业来完成的。国家的科研、实验机构对航天工业的发展起着决定作用,是航天工业体系的核心部分。航天工业企业在一定程度上从属于政府的航天系统。因为研究、开发、试验、产品鉴定的主体部分是在国家航天局进行的;民营企业对政府科研投资有极大的依赖性,政府定货更是对民营企业起着指导其生产、开发方向的作用。尽管如此,在发达国家航天工业中也仍然存在着较多的国有企业。如法国的航空航天公司政府控股93%,在法国航天工业中占有举足轻重的地位,法国火药炸药公司同样是法国政府拥有的大型航天企业。德国的工业设备公司是由国防部合资的航空航天企业。1998年,俄罗斯政府提出了军工综合体停止私有化的480个企事业单位名单,其中相当大一部分属于航天工业的科研机构和企业,俄罗斯航天工业至今仍是国有企业居于主导地位。

在规模较小的发达国家航天工业中,国有企业所占比重明显要高于规模大的发达国家,如以色列、西班牙、挪威、加拿大等国。为了与美国、俄罗斯相抗衡,欧盟不得不在国家一级组织起来,这就是由欧洲14个国家组成的欧洲航天局以及阿利安航天公司。

耐人寻味的是,发展中国家航天工业一般来说都是国有企业居于主导地位的。印度、巴基斯坦、伊朗、印度尼西亚、巴西、南非等国的航天工业体系,不仅由政府控制科研开发,而且由政府拥有、管理的军工企业进行生产。

2.中国航天工业企业所有制结构

中国航天工业从一开始就是由政府从维护国家安全角度,以行政手段配置资源,在计划经济体制下建立的。经过40余年成长,中国的航天工业现在已成为具有国际竞争力,具有相当规模和水平,广泛地为国防和经济建设做出贡献的高技术产业。

中国航天工业在计划经济体制下,全部为国有企业。在中国经济体制向市场经济体制转变后,到目前为止仍然是国有企业占有主导地位。虽然在航天工业的民品部分已有若干企业在股票市场上市,但这些企业也是国家处于控股地位。中国航天工业中也有一些合资企业,但是这些企业一般与航天工业的主要产品无关,属于“民”后生产一般民品的企业。

三、空工业企业所有制结构分析

1.国际航空工业的组织结构

由于航空工业的技术经济特点(所需研究开发经费与航天工业相比较低,市场化程度相对较高,国际市场管制程度较松,民品较多等等),因而进入门槛较航天工业低,这导致了较多的国家进入航空工业,同时也导致了国际航空工业的组织机构与航天工业略有不同。

国际航空工业的组织领导机构一般分为三种形式:由国家的航空航天局管理;由国防部管理;由政府有关部门如航空部、运输部、工业部等机构管理。尽管管理方式与航天工业有所不同,但是核心的研究开发机构仍然大部分掌握在政府手中,这一点与航天工业没有本质上的不同。由于航空工业产品开发门槛较低,因此航空工业企业的技术开发能力、产品开发主导权要比航天工业中的企业大。与航天工业相同,规模较大的发达国家航空工业中,由受到政府支持的私人企业起主要作用。在法国、意大利等国,国有企业或国家持股企业在航空工业中占有重要地位。俄罗斯、乌克兰的航空工业仍然由国有企业或国有控股企业占有主要地位。在拥有航空工业的规模较小的发达国家中,以色列、西班牙等国国有企业在航空工业中占有主要地位。

发展中国家航空工业受政府控制的程度,几乎同等于航天工业。印度、巴西、印度尼西亚。伊朗、巴基斯坦、土耳其、埃及、智利、南非等国,政府既在科研开发方面居于主导地位,政府拥有的国有或国有控股企业也在生产经营方面处于主导地位。

各国航空工业的产业组织基本相同,在主要产品的开发、生产方面有几家甚至一家企业处于垄断地位。需要指出的是,在大型干线飞机的开发、生产领域,全球只有三个生产体系:欧盟国家的空中客车公司;美国的波音公司;俄罗斯的大型客机生产系统。由于前苏联解体后,协作配套系统被打乱,原来占有的东欧市场丢失,俄罗斯航空工业的大型干线飞机生产、销售受到严重影响。全球大型干线飞机的实际竞争者只有空中客车公司和波音公司两家。

2.中国航空工业企业所有制结构

中国航空工业诞生于1951年。当时为了解决迫在眉睫的空防问题,中国航空工业一开始就是从生产军机起步的。经过40多年努力,中国已成为世界少数几个能研制生产多种飞机、发动机和机载航空设备的国家之一。中国航空工业规模已位居世界第3位。

中国航空工业在计划经济体制下,全部由国有企业组成。改革开放后,在中国航空工业的“民”部分①出现了一些股份制企业、合资企业,这些企业从总量上看比航天工业要多。这些企业中相当一部分生产与飞机无关的产品,有些则生产一些可以为飞机配套的通用产品,有些则兼产与飞机有关的产品以及民品。如西安航空发动机有限公司既研究开发了数百种非航空产品,也与英国罗罗公司建立了西罗航空部件有限公司,与美国普惠公司、以色列叶片技术公司建立了西安安泰技术有限公司。②有些民营企业正在试探进入航空工业(如开发生产轻型飞机)。在中国航空工业的核心部分仍然是国有企业居于主导地位。

四、核工业企业所有制结构分析

1.国际核工业的组织结构世界有核工业国家的政府,都把核工业置于直接的、严格的管理之下。政府设立专门的管理部门对核工业(包括原子武器)的生产、研制进行管理(如美国管理核工业的部门是能源部)。政府部门的核研究、试验机构,核产品生产企业,核安全管理机构,核废物处理回收机构,在核工业中处于主要地位。

核工业中,从核材料生产到制造武器是一个紧密联系的流程;核材料(包括民用核电站产生的核废料)要确保由政府或对政府负责的机构掌握;对核产品的生产、运输、处理要绝对安全;核工业企业的运行(包括核电站)要绝对安全和予以监督;核武器生产的企业除了从事政府指定的产品生产外,很难通过其他途径获利。正因为核工业具有上述特点,因此国际核工业中国有企业的比重要大大高于航天工业、航空工业。

在世界拥有核工业的国家中,核武器③以及相关核材料的生产企业,几乎全部是国有企业。5个核大国的有关部门直接拥有和管理着核武器生产厂。美国的核工业从一开始就是为核武器的开发、生产而建立的。迄今,美国能源部仍然拥有和管理着庞大的核武器研究、生产联合体。俄罗斯同样如此。

发达国家在核电站、同位素生产和利用等领域,存在着私人企业。即便是私人企业也置于政府的严密监管之下。发展中国家,尤其是一些潜在的核国家,即便是民用领域的核设施,也由政府直接拥有和管理。因为民用领域核设施的产品同样可以用于核武器制造。

拥有核工业的发展中国家,如印度、巴基斯坦、巴西、南非、伊朗、伊拉克、利比亚等国家的政府既直接控制核工业的研究开发工作,也直接拥有核工业企业。

拥有核工业国家的核产业内部也是高度垄断的,尤其是在核武器开发、生产领域,基本上是一个国家拥有的研究制造系统。在核电站领域则是由几个大公司瓜分国际市场。

2.中国核工业企业所有制结构

中国核工业从建立之日起,就是为了研究开发核武器的军事目标。在计划经济条件下,国家集中资源,建立了一个完全由国有企业组成的核工业体系。改革开放后,中国核工业的边缘部分,“民”部分,研究开发部分开始有了一些股份公司、合资企业。但是由于核工业的技术经济特点,核工业主体部分仍然是国有企业占有主体地位。广州大亚湾核电站是中国核工业主体部分出现的合资企业(中法合资)。今后在核工业民用部分,非国有企业会逐步增加。

五、中国战略性高技术产业中国有企业调整与改革的思考

1.国际比较的启示

(1)生产力、科学技术的发展,一个产业的技术经济特征,产品性质、外部交易条件、交易环境、交易手段和交易方式,对某一产业内企业所有制结构的形成起着决定性作用。从上面的国际比较可以看出,不同领域的战略性高技术产业中企业所有制结构呈现出明显的客观规律。因此,不能用抽象的民间企业效率高、国有企业效率差的理论,去对有关产业的所有制结构做出主观的评价与设计。

(2)一个国家在战略性产业中以何种企业为主要力量,既取决于这一国家当时的生产力、科学技术所处的发展阶段,也取决于其国际地位,取决于其经济的国际竞争力,取决于其在国际舞台上的政治、军事战略态势。正因为如此,越是在某一战略性高技术产业具有明显优势的发达国家,其国有企业所占比重越是相对较低。发达国家在战略性高技术产业中由于具有先发优势,私人企业无论从技术、规模上都具有优势,因此可以由私人企业来承担战略性高技术产品的开发生产任务。而发展中国家由于处于劣势,私人企业规模小,能力差,在战略性高技术产业中更是力量薄弱,因此不能不由政府以行政手段集中资源,承担起发展这些产业的任务。这也是发展中国家在战略性高技术产业中国有企业比重大大高于发达国家的重要原因。

(3)发达国家在战略性高技术产业中最必要的部分保持最必需的国有企业,同时通过委托、招标把任务分配给私人企业的体系,对政府来讲是最经济的。有利于技术成果的军民兼用,有利于以最低成本购买“国家安全”这一公共产品,有利于战略性高技术产业的灵活调整。

(4)在战略性高技术产业的边缘部分,通用部分往往是非国有制企业最容易进入的部分,也是发展中国家在战略性高技术产业中进行企业所有制结构调整最容易进行的部分。

2.中国面临的国际环境

(1)为维护国家的利益和统一,中国政府必然把发展战略性高技术产业放在极为重要的战略地位。中央政府仍然要保持对这些领域国有企业的扶植力度。

(2)国际市场中,战略性高技术产业的资源流动从来就是受到高度管制的。中国发展战略性高技术产业面临着不同程度的技术封锁,战略性高技术产业核心部分的发展,必须建立在基本依靠自力更生的基础上。

(3)国际战略性高技术产业的发展,尤其是发达国家战略性高技术产业的发展,已经由“民”逐步转向“民转军”。这样可以以更低的成本,获得更大的政治、经济、军事综合效益。

(4)国际上联合起来发展战略性高技术产业已成为潮流。

3.对中国战略性高技术产业企业所有制结构的展望

(1)从中国战略性高技术产业在国际竞争中的地位,产业的技术水平、规模、产业中企业的实力,外资的进入趋势,中国非国有企业的实力和水平看,21世纪前10年中国的航天、航空、核工业中,国有企业居于主导地位。到2015年仍然将是国有企业居于主导地位,但随着非国有企业的成长壮大,随着国有企业逐步股份化,外资的逐步进入,非国有企业将发挥重要作用。

(2)非国有企业对中国战略性高技术产业的进入,必然是在那些技术水平、规模经济壁垒较低,管制程度较低,市场化程度较高的领域进入较快;技术水平、规模经济壁垒较高,管制程度较高,市场化程度较低的领域进入较慢。因此,非国有企业在航天、航空工业的进入速度,会大大快于核工业。

4.对中国战略性高技术产业国有企业的调整与改革的建议

(l)可以在这些产业中的边缘部分(包括某些配套件、零部件的生产)首先进行非国有化的改革,把与主体部分关系不是十分紧密的部分逐步代之以非国有企业,逐步缩小战略性高技术产业国有企业所占比重。国家通过与有关研究部门、企业定货、招标或承包的方式,满足战略性产业中与国家安全有关的产品的生产、开发要求。经过相当长时间内逐步的推进改革,使国家只控制战略性高技术产业的核心部分,而保持一个围绕核心部分的灵活的、规模较大的边缘部分。这样既有利于战略性高技术产业进行产品、技术升级,又保持了足够的动员能力。

(2)鉴于在相当长时期内这些产业的主体部分仍然将是国有企业,因此要加速在这些产业主体部分的国有企业中建立现代企业制度,逐步推进产权的多元化。使这些国有企业具有与非国有企业相近的机制,具有充分的生产经营自。