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神舟飞船遭国外禁运打压,航天战线提前布局,连原材料都是国产

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最具代表性的高技术产业莫过于航天,在许多人看来此领域一定是壁垒森严的,这一观感其实并不全面。

比如联合发射联盟公司宇宙神五号系列火箭一子级动力是俄罗斯动力机械科研生产联合体公司的RD-180液氧煤油发动机;NASA猎户座载人飞船推进舱也是由欧洲空中客车公司负责研发生产;俄罗斯联盟-MS载人飞船的升级改进,以及格洛纳斯导航卫星也都离不开欧洲的宇航级元器件;火星探测领域,俄罗斯与欧空局任何一家都难以单独胜任火星的登陆与巡视探测,因此双方以各取所需的方式进行合作探火,这才有了ExoMars2022探火项目。


宇宙神五号一子级配置1台双燃烧室双喷嘴RD-180液氧煤油发动机

上述案例体现了全球分工的利好一面,充分调配资源用相对较小的代价满足各类应用需求。然而美好的事物总是需要实力去保证,NASA因为航天飞机提前退役导致在近十年时间里失去了载人天地往返能力,因而不得不求助于联盟飞船,即使后者不断地涨价也无可奈何,这一局面直到SpaceX公司载人龙飞船成功之后才得以终结。


NASA宇航员搭乘联盟号飞船

再比如,格洛纳斯导航卫星因为欧洲禁运导致在相当长一段时间内无法生产新的卫星进行补网发射,严重制约了该导航系统的整体性能,直到他们找到替代供应商(比如我国航天科技九院)采购相关元器件才得以延续导航卫星的生产。

格洛纳斯导航卫星部组件


联盟号飞船的升级改进也离不开欧洲元器件

上述问题我国航天是否存在呢?答案是存在的。

国产化率历来是国人非常关心的问题,中国航天在这一问题上也一直表现得十分出色,比如5年前时任航天科技集团董事长雷凡培接受采访时曾提到,我国运载火箭的国产化率是99%至100%,意思是完全可控,但他也同时指出,卫星还达不到这个水平,当年的既定战略是在十三五期间力争实现航天产业整体达到100%国产化率。


长征三号乙发射嫦娥四号月背探测器

不得不说从两弹一星白手起家的中国航天对于国产化率有着先天的敏感性,在大洋彼岸利用其全球体系发起针对以华为公司为代表的科技封锁战的前两年,我航天战线就已经在朝着100%国产化率的目标马力全开。

后来一系列事实表明,五年前的确是一个分水岭,航天产业国产化率在此期间得到了稳步且快速的提升。


天和一号核心舱

比如今年发射入轨的天和一号核心舱作为我国航天有史以来规模最大系统构成最复杂的大型航天器就实现了关键核心元器件100%国产化率,同时还实现了部组件全部国产化、产品全部国产化、原材料全部国产化,做到了真正的自主可控。


天和机械臂

此前,载人航天工程由空间实验室阶段向空间站阶段迈进的关键时期,部分元器件进口渠道日益收窄,神舟载人飞船与天舟货运飞船由于诞生的年代相对较为久远,当时有部分元器件采用的是进口渠道产品。


5年前发射的神舟11号载人飞船

于是在这五年时间里,两型飞船各自展开了大规模的元器件国产化替代工程,以神舟飞船着陆回收系统为例,涉及到的进口器件就有几十种,系统负责人白先民以完全自主可控为最高目标海量调研国产元器件替代方案。

国产元器件很多并不是不如国外产品,而是因为原位替换需要考虑到技术参数的一致性,更多的是匹配度问题。最终通过数年努力,一套完整的国产化替代方案最终以神舟十二号完美再入返回东风着陆场的胜利结局宣告成功。


神舟12号着陆回收系统

几十种进口器件看似很多,然而在一艘载人飞船总计7万多零部件的数据面前也是小巫见大巫。能同时完全配套这7万多零部件的国家放眼世界其实也只有一家,那就是我们。

这得益于我们历经70余年打造的完整工业体系,并且已经成为唯一拥有联合国产业分类中所有工业门类的国家。


完全国产化的神舟12号载人飞船

对此航天科技五院新一代载人飞船项目负责人张柏楠深有感触:新一代载人飞船从全面研制到首飞只用了三年时间,像美国的猎户座起步是很早的(至今已有十六年,尚未首飞),包括马斯克的龙飞船实际起步很早,它用的时间也很长,我们作为这个项目起步是很晚的,其实这一次飞船研制,跟以前神舟飞船从体会来讲,确实咱们国家中国制造的能力是有大幅提高,从图纸下厂到最后制造,非常快而且非常精准,就能够一次完成,这技术水平应该都是国际先进或者国际领先的,这在神舟飞船的时候我感觉是达不到的,应该说目前咱们国家整个工业基础发展得还是很快的,其实咱们国家的机床以前就是这种,其他的设备可能大家也是刚开始都有点傻大黑粗似的,都一样,但是近些年大家可能会体会到中国制造越来越漂亮,越来越时尚了,不仅仅是我们新一代飞船,其实咱们国家很多航天器卫星,都得益于中国制造能力的提高,我相信不久的将来中国真正实现了新一代飞船载人飞行,它整个的综合性能,从功能来讲从性能指标来讲,应该是国际先进甚至领先的。


新一代载人飞船负责人张柏楠谈话节选

新一代载人飞船的研制刚好就赶上了航天领域全面迈进100%国产化率的时间周期,作为当今世界唯二的两款载人登月飞船(另一款就是美国猎户座飞船),它是最典型的评价标本。

比如新一代载人飞船返回舱以7吨的规模获得了13立方米居住空间,而美国猎户座飞船返回舱在8吨级规模条件下却只有9立方米居住空间。造成这一悬殊差距的背后是隔热材料、姿控动力、降落伞尺寸效应机理、部组件小型化跨代提升才能够实现。


新一代载人飞船试验船

追求100%国产化率不是为了闭门造车,而是为了更加从容地开放,只有这样才能更好地调配全球资源为我所用。

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