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“航天夢(mèng)”助力“中國夢(mèng)”。
今年4月24日是第八個(gè)“中國航天日”，今年航天日的主題是“格物致知，叩問蒼穹”。
逐夢(mèng)太空，叩問蒼穹，在我國航天事業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，有不少“重慶造”參與其中，貢獻(xiàn)力量——
今年3月22日，中國航天科工集團(tuán)落戶西部(重慶)科學(xué)城企業(yè)研制的天目一號(hào)氣象星座03星、04星、05星、06星，以“一箭四星”方式，由快舟一號(hào)甲固體運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空。
這四顆遙感探測(cè)衛(wèi)星，均帶有“重慶”二字——03星又名為重慶金鳳實(shí)驗(yàn)室號(hào)、04星為重慶金鳳軟件園號(hào)、05星為重慶金鳳生物醫(yī)藥園號(hào)、06星為重慶金鳳城市中心號(hào)。這些衛(wèi)星主要用于獲取全球大氣環(huán)境要素信息，建成后可實(shí)現(xiàn)全球全天候海洋、大氣層、電離層的立體化和一體化探測(cè)。
一直以來，在我國多個(gè)重大航天工程項(xiàng)目中，都有一大批重慶企業(yè)及研發(fā)機(jī)構(gòu)為之提供配套，并帶動(dòng)重慶航空航天產(chǎn)業(yè)從“無中生有”實(shí)現(xiàn)集群發(fā)展。
今年3月，重慶出臺(tái)《關(guān)于加快推進(jìn)以衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為引領(lǐng)的空天信息產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》，提出到2025年創(chuàng)建國家級(jí)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，到2030年建成衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用示范區(qū)，形成千億級(jí)空天信息產(chǎn)業(yè)集群。
在第8個(gè)“中國航天日”來臨之際，重慶日?qǐng)?bào)記者梳理出一批為國家航天事業(yè)提供配套的渝企及研發(fā)機(jī)構(gòu)，盤點(diǎn)做出貢獻(xiàn)的“重慶造”產(chǎn)品，以及深耕航天產(chǎn)業(yè)的相關(guān)渝企——
西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司
為飛船火箭衛(wèi)星提供“高精尖”鋁材配套
2022年10月31日，搭載空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的長(zhǎng)征運(yùn)載火箭準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)圓滿成功，一批“重慶造”高精尖鋁材隨之再次閃耀太空。
在此次發(fā)射任務(wù)中，西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司(下稱西南鋁)向夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙和長(zhǎng)征火箭分別提供了80%以上、60%以上的關(guān)鍵鋁合金材料，涉及鍛件、板材等多個(gè)大類共10多個(gè)規(guī)格品種，用于實(shí)驗(yàn)艙表面結(jié)構(gòu)和運(yùn)載火箭的過渡環(huán)、轉(zhuǎn)接框等關(guān)鍵部位。
“鋁合金材料一度是我國航天事業(yè)發(fā)展中的薄弱環(huán)節(jié)，如今越來越多的國之重器用上‘重慶造’，表明重慶航天產(chǎn)業(yè)自主研發(fā)及配套能力得到了廣泛認(rèn)可?！蔽髂箱X董事長(zhǎng)黎勇表示。
一直以來，鋁合金都是用于制造火箭、飛船等航天器極為重要的關(guān)鍵材料，這是因?yàn)殇X合金有著低密度和極佳的低溫性能，例如發(fā)射火箭的液氫液氧燃料貯箱是由鋁合金制作，火箭艙段主結(jié)構(gòu)件所用的材料也是鋁合金?？梢哉f，鋁合金的配套能力決定了國家航天事業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。
作為我國生產(chǎn)規(guī)模最大的綜合性鋁加工企業(yè)，近年來，西南鋁先后為天舟和神舟系列飛船、嫦娥系列衛(wèi)星、長(zhǎng)征系列火箭、天宮系列目標(biāo)飛行器等國家航天重點(diǎn)工程等提供了大量關(guān)鍵材料，有力支持了國家航天事業(yè)發(fā)展。
比如，2007年，西南鋁攻克大鑄錠鑄造、鍛造開坯、環(huán)件軋制等技術(shù)難點(diǎn)，研制出直徑5米的鋁合金鍛環(huán)，其獨(dú)創(chuàng)的核心鍛造技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)空白，產(chǎn)品應(yīng)用于長(zhǎng)征五號(hào)新一代運(yùn)載火箭；2015年，西南鋁研發(fā)出首個(gè)直徑9米超大型鋁合金整體鍛環(huán)，創(chuàng)下世界紀(jì)錄；2016年，西南鋁攻克軋制成型、熱處理等關(guān)鍵技術(shù)，研制出直徑10米的超大規(guī)格鋁合金鍛環(huán)，再次刷新世界紀(jì)錄，為我國重型運(yùn)載火箭研制解決了重大關(guān)鍵技術(shù)難題。
中國電科芯片技術(shù)研究院
為國家航天器配套“重慶芯”
2022年11月29日，神舟十五號(hào)載人飛船成功發(fā)射，3名宇航員進(jìn)駐中國空間站，與神舟十四號(hào)乘組首次實(shí)現(xiàn)“太空會(huì)師”。
位于西部(重慶)科學(xué)城西永微電園的中國電科芯片技術(shù)研究院(下稱電科芯片)，為這艘飛船配套了一攬子產(chǎn)品，包括模擬集成電路、二次電源、微波組件和光調(diào)制模塊等核心產(chǎn)品，分別應(yīng)用在飛船發(fā)射、上升、交會(huì)對(duì)接等多個(gè)環(huán)節(jié)。
事實(shí)上，近年來我國先后成功發(fā)射的遙感三十四號(hào)01星、02星、03星及04星上，均裝備了電科芯片研制的半球諧振陀螺。這款專門為高精度衛(wèi)星研制的產(chǎn)品，具有高精度、低噪聲、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前，上述四顆衛(wèi)星裝備的半球陀螺產(chǎn)品，均工作正常、性能穩(wěn)定，為衛(wèi)星在軌運(yùn)行提供了保障。
與電科芯片一體化運(yùn)行的中電科芯片技術(shù)(集團(tuán))有限公司，其前身為中電科技集團(tuán)重慶聲光電有限公司，此前亦為神舟飛船系列配套了60多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品，包括磁性器件、模擬集成電路、二次電源、微波組件和光調(diào)制模塊等。
蕾奧無限未來城市(重慶)智能技術(shù)有限公司
為“神十”到“神十四”宇航員提供專用座椅
2022年12月4日，神舟十四號(hào)乘組平安返回地球。宇航員出艙后，他們坐在椅子上接受采訪的畫面讓人印象深刻。
為神舟十四號(hào)乘組提供專用移送座椅設(shè)計(jì)及研制的，正是蕾奧無限未來城市(重慶)智能技術(shù)有限公司(下稱蕾奧無限)——從2013年“神十”開始，蕾奧無限一直承擔(dān)著為宇航員研發(fā)專用移送座椅的任務(wù)。
“隨著航天任務(wù)增加，宇航員駐留空間站的時(shí)間增多，比如神舟十四號(hào)宇航員的駐留天數(shù)達(dá)到183天，這對(duì)他們返回地球時(shí)身體重力適應(yīng)地面環(huán)境提出更大挑戰(zhàn)?！崩賷W無限設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示，為“神十四”宇航員提供的座椅，不僅要解決他們返回地面后短期的身體保障需求，減輕長(zhǎng)時(shí)間處于失重狀態(tài)下對(duì)骨骼、肌肉、血液等帶來的巨大影響，還要滿足從坐立到平躺的舒適支撐，以及從乘坐到抬送多狀態(tài)轉(zhuǎn)換的便捷操控。
為此，蕾奧無限設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在“神十三”座椅基礎(chǔ)上，通過與國家航天員中心專家團(tuán)隊(duì)充分溝通，重點(diǎn)在座椅舒適性、通過性、安全性等方面進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)和迭代升級(jí)。在“神十四”座椅設(shè)計(jì)及研制過程中，匯集了3D打印、碳纖維工藝、批量智造等工藝技術(shù)，最終成功完成配套任務(wù)。
自2013年以來，蕾奧無限與國家航天員中心達(dá)成合作，先后承擔(dān)了太空科技南方研究院生態(tài)環(huán)保艙、空間站設(shè)備人因工程設(shè)計(jì)研究、地面訓(xùn)練設(shè)備等多個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和研制任務(wù)。
重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
從“滾鐵環(huán)”中找靈感提供航天產(chǎn)品配套
2022年7月24日，中國空間站問天實(shí)驗(yàn)艙成功發(fā)射，其太陽能電池翼“阿爾法對(duì)日定向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)”隨即投入使用——通過這套設(shè)備，空間站能夠?qū)崟r(shí)捕捉每一道陽光，保證空間站源源不斷的能量供給。
“這套對(duì)日定向裝置里的對(duì)構(gòu)齒輪傳動(dòng)，是我們歷時(shí)8年自主研發(fā)的成果。”重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授陳兵奎介紹，這款齒輪傳動(dòng)產(chǎn)品具備的誤差適應(yīng)能力和承載能力，能夠適宜在太空極端高低溫變化下對(duì)阿爾法機(jī)構(gòu)造成的超大空間尺寸形變，具備高可靠、長(zhǎng)壽命等性能。
有趣的是，對(duì)構(gòu)齒輪傳動(dòng)的發(fā)明靈感，竟然源自于“滾鐵環(huán)”游戲。“當(dāng)滾鐵環(huán)直走的時(shí)候，鐵環(huán)垂直于地面，在拐彎時(shí)鐵環(huán)則是與地面傾斜。因此，我們猜想曲線與曲面的接觸會(huì)具有很好的誤差適應(yīng)性?！标惐f，他們?cè)凇皾L鐵環(huán)”原理基礎(chǔ)上，提出具有很好誤差補(bǔ)償能力的線面對(duì)構(gòu)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)原理，并最終研發(fā)成型。
重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是我國首批工程技術(shù)領(lǐng)域的“國字號(hào)”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，也是首批機(jī)械制造領(lǐng)域3個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一，主要從事以齒輪為重點(diǎn)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)、應(yīng)用基礎(chǔ)研究，是全球四大齒輪研究中心之一。
近年來，重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陸續(xù)形成曲線—曲線、曲線—曲面的對(duì)構(gòu)圓柱齒輪、對(duì)構(gòu)錐齒輪等理論體系，獲得數(shù)項(xiàng)國際專利。應(yīng)用到問天實(shí)驗(yàn)艙的產(chǎn)品，采用的正是曲線與曲面的對(duì)構(gòu)齒輪。而在此前，該實(shí)驗(yàn)室還在嫦娥四號(hào)生物科普試驗(yàn)載荷、嫦娥五號(hào)著陸驗(yàn)證系統(tǒng)、首次月面無人鉆取采樣等國家航天重大工程項(xiàng)目中，解決了故障定位不準(zhǔn)、試驗(yàn)評(píng)價(jià)手段不足等多類關(guān)鍵性難題。
零壹空間科技集團(tuán)有限公司
讓火箭發(fā)射流程精簡(jiǎn)到30分鐘內(nèi)
2018年5月17日，我國首枚民營自研商用亞軌道火箭“重慶兩江之星”成功發(fā)射，標(biāo)志著中國航天領(lǐng)域出現(xiàn)了“國家隊(duì)”與民營企業(yè)并存且互補(bǔ)的發(fā)展格局。
研發(fā)制造并成功發(fā)射“重慶兩江之星”火箭的，是落戶兩江新區(qū)的零壹空間科技集團(tuán)有限公司(下稱零壹空間)，它是國內(nèi)最早的民營航天企業(yè)之一，也是當(dāng)前國內(nèi)領(lǐng)先的火箭技術(shù)公司，現(xiàn)已成功完成4次火箭發(fā)射。
零壹空間負(fù)責(zé)人介紹，目前企業(yè)已建成火箭智能總裝制造基地、飛行控制系統(tǒng)半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)室、大型計(jì)算機(jī)超算中心、固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制基地、空天電子產(chǎn)品研發(fā)中心，具備火箭技術(shù)開發(fā)的軟硬件條件。
“按照火箭技術(shù)垂直一體化業(yè)務(wù)布局，零壹空間正在建成快響、機(jī)動(dòng)、智能化的‘火箭+’產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺(tái)?！痹撠?fù)責(zé)人表示，目前企業(yè)先后研制出5個(gè)系列火箭技術(shù)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了火箭核心技術(shù)獨(dú)立研發(fā)和自主可控，并正在致力于讓火箭發(fā)射流程更為精簡(jiǎn)、精準(zhǔn)。
例如，2021年2月5日，零壹空間成功發(fā)射的OS-X6B火箭，首次實(shí)現(xiàn)了民營火箭“五個(gè)一”發(fā)射，即用“一枚火箭、一輛發(fā)射車、一個(gè)地面站、一個(gè)無人機(jī)、一個(gè)PAD”就能完成火箭發(fā)射任務(wù)，極大簡(jiǎn)化了發(fā)射流程。
“在一般情況下，火箭發(fā)射準(zhǔn)備需要一周或更長(zhǎng)時(shí)間，而我們一直在為縮短這個(gè)準(zhǔn)備時(shí)間而努力?！绷阋伎臻g研發(fā)人士表示，當(dāng)前企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在從火箭總體、火箭儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、火箭測(cè)控系統(tǒng)等全方位提升火箭發(fā)射速度，將讓火箭發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間從7天縮短為24小時(shí)、1小時(shí)最終縮短到30分鐘內(nèi)，以此為各類裝備應(yīng)急發(fā)射或保障需求提供配套服務(wù)。
重慶開拓衛(wèi)星科技有限公司
批量化生產(chǎn)衛(wèi)星相關(guān)配套產(chǎn)品
2020年12月，國內(nèi)首條衛(wèi)星電源產(chǎn)品自動(dòng)化柔性生產(chǎn)線，在重慶綦江建成投用。
這條生產(chǎn)線是由重慶開拓衛(wèi)星科技有限公司(下稱開拓衛(wèi)星)自主研制，主要進(jìn)行衛(wèi)星配套產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)，具備每年為200顆衛(wèi)星配套相關(guān)產(chǎn)品的能力。
“批量化”生產(chǎn)衛(wèi)星相關(guān)配套產(chǎn)品，這在航天產(chǎn)業(yè)中并不多見，因?yàn)樾l(wèi)星產(chǎn)品屬于“高精尖”，其產(chǎn)量遠(yuǎn)小于汽車、手機(jī)等，并且衛(wèi)星產(chǎn)品具有很強(qiáng)的個(gè)性化，從理論上而言，衛(wèi)星配件產(chǎn)品并不適宜進(jìn)行批量化生產(chǎn)。
為什么開拓衛(wèi)星“不走尋常路”?
原來，在2018年以前，開拓衛(wèi)星研發(fā)團(tuán)隊(duì)主要在航天“國家隊(duì)”服務(wù)，他們一直受困于一個(gè)行業(yè)“癥結(jié)”——衛(wèi)星核心部件的供應(yīng)能力與衛(wèi)星系統(tǒng)需求不匹配，核心部件的良率品質(zhì)與衛(wèi)星系統(tǒng)的要求也存在差距。
為此，研發(fā)人員嘗試了大量新方法，比如通過引入相應(yīng)工業(yè)先進(jìn)技術(shù)融合航天設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在一定程度上解決了衛(wèi)星配套產(chǎn)品的問題。
之后，開拓衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)繼續(xù)另辟蹊徑，以工業(yè)級(jí)材料和元器件為基礎(chǔ)，輔以完備的環(huán)境適應(yīng)性保證技術(shù)體系，采用智能裝備代替原有手工制造的生產(chǎn)方式，從而以更低成本和更短研制周期研發(fā)生產(chǎn)出一批高性能、低成本、高可靠、模塊化、快響應(yīng)的衛(wèi)星單機(jī)產(chǎn)品，從根本上解決了商業(yè)微小衛(wèi)星單機(jī)產(chǎn)品需求的痛點(diǎn)。
例如，2021年10月14日，開拓衛(wèi)星研發(fā)的太陽電池陣產(chǎn)品隨著“氣象探測(cè)”衛(wèi)星發(fā)射升空，目前在軌運(yùn)行狀態(tài)良好；2022年10月7日，開拓衛(wèi)星為“微厘S5/S6”試驗(yàn)衛(wèi)星配套的太陽電池陣產(chǎn)品，隨衛(wèi)星發(fā)射入軌，目前產(chǎn)品功能正常，整體在軌表現(xiàn)優(yōu)異穩(wěn)定；今年1月9日和3月22日，開拓衛(wèi)星配套的太陽電池陣隨著“天目一號(hào)”氣象星座首批6顆衛(wèi)星先后發(fā)射成功，目前在軌運(yùn)行狀態(tài)良好……
“通過對(duì)相關(guān)衛(wèi)星核心部組件產(chǎn)品進(jìn)行‘精耕細(xì)作’，進(jìn)而為航天衛(wèi)星行業(yè)提供高性價(jià)比的單機(jī)解決方案，降低衛(wèi)星整體成本，是企業(yè)一直以來的初心?！遍_拓衛(wèi)星技術(shù)部部長(zhǎng)王語表示，從2019年落戶綦江以來，開拓衛(wèi)星以“部組件研制能力+批量化生產(chǎn)能力”為核心優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化衛(wèi)星部組件研制，未來還將為國家航天事業(yè)發(fā)展配套更多“重慶造”衛(wèi)星產(chǎn)品。
