航天高科技，上天也落地

余建斌

航天熱解生活垃圾資源化、調(diào)頻激光雷達(dá)掃描儀、智能自主導(dǎo)航操控機(jī)器人……不久前，一場(chǎng)航天人的創(chuàng)新創(chuàng)意大賽在浙江嘉興舉辦。近300個(gè)參賽項(xiàng)目涵蓋電子信息、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、新材料、新能源、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域，既面向近地空間和深空探索，也能滿足日常生活熱點(diǎn)與潛在需求，展現(xiàn)了航天人開(kāi)闊的視野和雄厚的技術(shù)實(shí)力。

服務(wù)航天探索事業(yè)，讓衛(wèi)星、火箭發(fā)揮更大效用

通信衛(wèi)星造價(jià)動(dòng)輒十幾億元，繞地球飛行的時(shí)候，需要消耗燃料來(lái)保持軌道精準(zhǔn)，一旦燃料耗盡，就會(huì)慢慢偏離軌道，終止服務(wù)。可在許多時(shí)候，衛(wèi)星除燃料耗盡外，其它系統(tǒng)狀態(tài)都還好，讓它們過(guò)早“退役”豈不可惜？

中國(guó)航天科技集團(tuán)五院的科研人員提出了一個(gè)在軌服務(wù)飛行器設(shè)計(jì)方案，這種在軌服務(wù)飛行器，就像一臺(tái)小推車(chē)一樣，能幫衛(wèi)星返回原來(lái)的軌道，從而保持原來(lái)的工作狀態(tài)，這就為運(yùn)營(yíng)商節(jié)省了很大的成本。在軌服務(wù)飛行器還能夠根據(jù)需要，為多顆衛(wèi)星提供服務(wù)?？蒲腥藛T為其預(yù)設(shè)一些任務(wù)，它就能像自動(dòng)駕駛汽車(chē)一樣，自行飛到下一個(gè)衛(wèi)星去服務(wù)。一臺(tái)在軌服務(wù)飛行器為多顆衛(wèi)星延長(zhǎng)的工作時(shí)間總計(jì)能夠達(dá)到10年以上。目前，在軌服務(wù)飛行器正在細(xì)化方案設(shè)計(jì)，進(jìn)入工程研制大概需要兩年時(shí)間。

隨著我國(guó)大火箭、大飛機(jī)、大型船舶等高端裝備的發(fā)展不斷加快，部件的尺寸是否制造準(zhǔn)確，姿態(tài)形狀是否符合設(shè)計(jì)要求，都直接決定著這些大型設(shè)備的安全和性能。如果沒(méi)法保證單個(gè)部件產(chǎn)品的質(zhì)量，最終裝配在一起后，它的外觀外形、氣動(dòng)特性等就沒(méi)法滿足設(shè)計(jì)要求。此時(shí)，精密測(cè)量就顯得尤為重要。

針對(duì)這樣的需求，航天科技集團(tuán)一院的科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了調(diào)頻激光雷達(dá)掃描儀，有點(diǎn)像一個(gè)個(gè)頭不大的機(jī)器人。它只需要擺擺頭，就能對(duì)大火箭、大飛機(jī)和大型船舶進(jìn)行精密測(cè)量。例如，調(diào)頻激光雷達(dá)掃描儀對(duì)一臺(tái)長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭模型進(jìn)行測(cè)量時(shí)，它就會(huì)通過(guò)頭頂?shù)募す獍l(fā)射裝置，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行掃描，測(cè)量精度最高能達(dá)到20微米。這種高精度測(cè)量本領(lǐng)，將成為大裝備質(zhì)量保障的重要手段。

航天科技在經(jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域加速落地，實(shí)現(xiàn)軍民融合發(fā)展

目前，我國(guó)30層以上的高層建筑越來(lái)越多，而傳統(tǒng)消防車(chē)噴水高度有限，一旦高層建筑發(fā)生火災(zāi)，很難快速阻止火勢(shì)蔓延。同時(shí)，市區(qū)的交通比較擁堵，對(duì)于一些巷道，普通的消防車(chē)往往很難開(kāi)進(jìn)去。航天人正在研發(fā)的無(wú)人機(jī)載滅火系統(tǒng)，致力于解決這些滅火難題。

航天科技集團(tuán)八院的科技人員告訴筆者，一旦無(wú)人機(jī)載滅火系統(tǒng)投入使用，消防員可在遠(yuǎn)處通過(guò)多架無(wú)人機(jī)，把整個(gè)大樓里的火逐步滅掉。針對(duì)不同火情，無(wú)人機(jī)可搭載不同的滅火“導(dǎo)彈”。比如，如果火場(chǎng)沒(méi)人，就可以使用“爆灑”型干粉彈頭，快速抑制火源；如果有人，則須使用柔性噴灑方式處理火源，并在作業(yè)前把防毒面具、防火衣投給受困人員，保證其生命安全。

類似的，在之前的高層樓宇滅火導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上，中國(guó)航天科工集團(tuán)的科研人員又研發(fā)出了新型森林滅火彈。據(jù)航天科工集團(tuán)十院航天風(fēng)華公司的技術(shù)人員介紹，新型森林滅火彈是采用航天技術(shù)，結(jié)合森林消防需求，自主研制的一種新型森林滅火產(chǎn)品。具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、投射距離遠(yuǎn)、覆蓋面積大、大幅度降低森林火災(zāi)對(duì)滅火人員危害等特點(diǎn)，可有效撲滅800～1200米范圍內(nèi)不同情況下的森林、草原火災(zāi)，單發(fā)有效滅火面積達(dá)50平方米。同時(shí)，通過(guò)減小彈體直徑，增加彈體長(zhǎng)度和后張式尾翼等優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證載藥量和滅火效果的前提下，提高了彈體飛行的穩(wěn)定性和彈著點(diǎn)的準(zhǔn)確性。

“復(fù)興號(hào)”高鐵上也有航天元素。車(chē)體、前錐等部件的關(guān)鍵制造技術(shù)就來(lái)自中國(guó)航天科技集團(tuán)。“復(fù)興號(hào)”的鋁合金車(chē)體是高鐵列車(chē)的骨架，需要承受兩車(chē)交會(huì)時(shí)產(chǎn)生的巨大空氣壓力波。為了攻克鋁合金車(chē)體車(chē)鉤座部件長(zhǎng)直焊縫核心技術(shù)，航天科技集團(tuán)八院149廠所屬裝備公司研制出了定梁龍門(mén)攪拌摩擦焊設(shè)備。實(shí)際上，攪拌摩擦焊，正是運(yùn)載火箭貯箱制造的關(guān)鍵技術(shù)。同樣，前錐是位于“復(fù)興號(hào)”高鐵車(chē)體最前端的玻璃鋼殼體結(jié)構(gòu)，在列車(chē)運(yùn)行中能起到抗風(fēng)載、抗沖擊、引導(dǎo)氣流、提供下壓力等方面的作用，航天科技集團(tuán)八院149廠所屬?gòu)?fù)材公司，依托在航天復(fù)合材料領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，突破了泡沫夾層結(jié)構(gòu)共固化成型技術(shù)和持久有效的高強(qiáng)度表面涂層技術(shù)，研制出復(fù)合材料列車(chē)前錐產(chǎn)品，將航天復(fù)合材料的優(yōu)良性能在高鐵中發(fā)揮出來(lái)。

航天科技成果瞄準(zhǔn)日常生活需求，提供便利和安全保障

基于北斗導(dǎo)航技術(shù)的智能眼鏡為司機(jī)提供行路便利，依托航天技術(shù)研發(fā)人體安檢儀……不少航天科技還能用于日常生活，非常接地氣。

目前，大部分導(dǎo)航機(jī)器人都需要提前在指定位置進(jìn)行標(biāo)記或設(shè)定路徑，無(wú)法在復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。航天科技集團(tuán)五院科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出的小機(jī)器人，則能在人頭攢動(dòng)的環(huán)境中自主地躲避障礙，自主尋路。機(jī)器人采用了復(fù)雜環(huán)境自主導(dǎo)航技術(shù)，即便“眼”前的遮擋率超過(guò)60%，以及碰到人來(lái)人往無(wú)序走動(dòng)的情況，也能自主躲避、從容前行。

科技人員介紹說(shuō)，這種技術(shù)不僅將在生活中發(fā)揮巨大作用，還將為我國(guó)未來(lái)的火星探測(cè)等深空探測(cè)任務(wù)提供技術(shù)支持?；鹦请x地球非常遙遠(yuǎn)，地面遙控操作難上加難，如果火星車(chē)具備很高的自主性與智能性，就更容易在較惡劣的條件下穩(wěn)定運(yùn)行，完成探測(cè)任務(wù)。

去年，航天人研發(fā)的穿戴式“空調(diào)背心”在社交網(wǎng)絡(luò)上成為“網(wǎng)紅”，最近中國(guó)航天科工二院206所團(tuán)隊(duì)又打造了一個(gè)便攜式無(wú)源增氧呼吸裝置——“生命衛(wèi)士”應(yīng)急逃生面罩。

科研人員告訴筆者，“生命衛(wèi)士”應(yīng)急逃生面罩屬于個(gè)人應(yīng)急救援產(chǎn)品。這種針對(duì)火災(zāi)、爆炸、化學(xué)品溢出等災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)人員安全保障的新型裝備，實(shí)現(xiàn)了小型化、便攜式、內(nèi)循環(huán)空氣再生，可長(zhǎng)時(shí)間提供安全可靠的呼吸防護(hù)，有效解決了過(guò)濾式逃生面罩“安全性能差”、消防呼吸器“重量大”“使用復(fù)雜”“效費(fèi)比低”等痛點(diǎn)問(wèn)題，具備消防戰(zhàn)士火場(chǎng)救援、公眾佩戴逃生自救等多重應(yīng)急救援功效。

面罩重量約為1.45千克，使用時(shí)間分為15分鐘、30分鐘、45分鐘三種，最長(zhǎng)使用時(shí)間比傳統(tǒng)的6.8升金屬氧氣罐還多一倍。面罩不僅具備很高的密封性，而且采用了耐高溫阻燃材料，具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。

科研人員介紹說(shuō)，就像航天員在太空使用的再生式循環(huán)系統(tǒng)，面罩可以將使用者呼出的氣體轉(zhuǎn)換成可再次呼吸的氣體，整個(gè)循環(huán)不與外界進(jìn)行氣體交換，既為使用者提供安全穩(wěn)定的氧氣支持，也避免在火場(chǎng)吸入有毒有害氣體。