時(shí)間：2023-09-24 15:54:50
導(dǎo)語(yǔ)：在航空航天技術(shù)基礎(chǔ)的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
鋁鋰合金不是合成材料。鋁鋰合金是金屬材料。新材料是航空航天技術(shù)的重要基礎(chǔ)，航空航天技術(shù)的發(fā)展又不斷對(duì)材料科學(xué)提出新的問(wèn)題和要求。鋁鋰合金是近十幾年來(lái)航空金屬材料中發(fā)展最為迅速的一個(gè)領(lǐng)域。
合成材料是指通過(guò)高分子聚合反應(yīng)進(jìn)行人工合成的材料，鋁鋰合金不屬于，而復(fù)合材料是幾種不同的材料鼓搗在一起形成的材料總稱(chēng)，比如塑鋼是塑料和鋼組合在一起形成的結(jié)構(gòu)材料，鋁鋰合金是單一的金屬材料，所以也不是復(fù)合材料。
（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）
關(guān)鍵詞：航空航天產(chǎn)業(yè)；技術(shù)效率；SFA；影響因素
一、 引言
目前測(cè)度產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)率的方法主要是總量生產(chǎn)函數(shù)、隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)（Stochastic Frontier Production Function Method，SFA）和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis，DEA），適用于不同的條件，其中DEA法要求較高的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，SFA法考慮了隨機(jī)誤差對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響，也允許存在無(wú)效率，能較好的模擬經(jīng)濟(jì)狀況。由于航空航天產(chǎn)業(yè)在發(fā)展中存在隨機(jī)擾動(dòng)和不可觀測(cè)因素，采用SFA法應(yīng)該更為適用。
技術(shù)創(chuàng)新要素是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新要素的核心，創(chuàng)新組織要素和創(chuàng)新環(huán)境要素圍繞著技術(shù)創(chuàng)新要素發(fā)揮作用。因此，文章采用SFA的方法對(duì)我國(guó)航空航天產(chǎn)業(yè)1995年～2011年的技術(shù)效率進(jìn)行了測(cè)度，并分析了時(shí)間、地區(qū)特征、人力資本素質(zhì)、研發(fā)投入、企業(yè)規(guī)模及制度等對(duì)技術(shù)效率的影響，為航空航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)提升提供借鑒。
二、 模型與數(shù)據(jù)來(lái)源
1. 航空航天產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率基礎(chǔ)模型。文章采用Battese&Coelli（1995）提出的SFA模型 ，假定我國(guó)航空航天產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)函數(shù)為CD生產(chǎn)函數(shù)，則隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)模型為：
Yit=A（t）K？琢itL？茁itevit-uit i=1，…，I；t=1，…，17（1）
兩邊取對(duì)數(shù)，（1）式變?yōu)椋?/p>
lnYit=？子+？仔？子+？琢lnKit+？茁Lit+vit-uit （2）
其中，Yit、Kit、Lit分別是i省t年產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出、資本投入和勞動(dòng)投入，？琢、？茁是資本、勞動(dòng)的產(chǎn)出彈性；A（t）=e？子+？子？仔為t年各省市前沿技術(shù)進(jìn)步水平，其中e？子是基年即1995年產(chǎn)業(yè)初始技術(shù)水平，？仔是前沿技術(shù)水平進(jìn)步速度；vit-uit是隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)：vit是經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)自身存在的隨機(jī)誤差，服從對(duì)稱(chēng)正態(tài)分布，即vit～N（0，？啄2v）；uit是技術(shù)無(wú)效率項(xiàng)，服從單側(cè)正態(tài)分布，即uit～N+（mit，？啄2u），mit是技術(shù)無(wú)效函數(shù)。
影響uit的因素很多，制度是重要的影響因素，此外還有企業(yè)規(guī)模、人力資本素質(zhì)、研發(fā)投入、能源消耗狀況、產(chǎn)業(yè)生命周期及產(chǎn)業(yè)密集度等。限于數(shù)據(jù)的可得性，將uit設(shè)定為人力資本素質(zhì)、研發(fā)投入、企業(yè)規(guī)模和制度的函數(shù)，并考慮時(shí)間和地區(qū)因素：
mit=？漬+？茲t+？準(zhǔn)1Locit+？準(zhǔn)2Humit+？準(zhǔn)3RDit+？準(zhǔn)4Scaleit+？準(zhǔn)5Systemit+wit i=1，…，I；t=1，…，17（3）
其中，？漬i（i=1，…，5）是技術(shù)無(wú)效率函數(shù)中第i個(gè)因素的截距項(xiàng)；t為時(shí)間趨勢(shì)，系數(shù)？茲為正表明技術(shù)效率隨時(shí)間的推移遞減，反之亦然；Loc、Hum、RD、Scale和ystem是地區(qū)特征、人力資本素質(zhì)、研發(fā)投入、企業(yè)規(guī)模和制度，系數(shù)？準(zhǔn)i為正表明第i個(gè)因素對(duì)技術(shù)效率的作用是消極的，反之亦然。各個(gè)變量含義見(jiàn)表1。
（4）
式中？酌是指式（2）隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)占技術(shù)無(wú)效率項(xiàng)的比重，？酌越趨近于1，前沿生產(chǎn)函數(shù)和技術(shù)無(wú)效函數(shù)的設(shè)定就越合理，采用隨機(jī)前沿模型就更合適。
2. 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理。文章主要數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，航空航天產(chǎn)業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)最早可至1995年，所以研究期間為1995年～2011年，樣本是去除數(shù)據(jù)缺失較多的、海南、新疆、寧夏、云南、浙江、內(nèi)蒙古以外的其他22個(gè)省市。此外，價(jià)格指數(shù)來(lái)自各年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。
各指標(biāo)數(shù)據(jù)選擇及處理如下：
（1）總產(chǎn)出（Y）選取了能大體反映產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當(dāng)年價(jià)總產(chǎn)值，并采用以1995年為基期的各省市第二產(chǎn)業(yè)價(jià)格指數(shù)進(jìn)行縮減以消除價(jià)格干擾。
（2）勞動(dòng)（L）選取從業(yè)人員平均數(shù)，即年初就業(yè)人數(shù)與年末就業(yè)人數(shù)的均值。
（3）資本（K）的選取，1995～2005年為年末固定資產(chǎn)額，2006～2011年根據(jù)（5）式永續(xù)盤(pán)存法計(jì)算，即在上年折舊后加當(dāng)年固定資產(chǎn)投資額。航空航天產(chǎn)業(yè)是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，資產(chǎn)提前報(bào)廢、更新、淘汰的可能性較大，設(shè)備的技術(shù)損耗也會(huì)導(dǎo)致固定資產(chǎn)價(jià)值驟減，在借鑒會(huì)計(jì)上飛機(jī)、電子設(shè)備等折舊處理方式將折舊率取值15%。之后，用各省市固定資產(chǎn)投資價(jià)格指數(shù)將固定資產(chǎn)值統(tǒng)一折算到1995年不變價(jià)，其中廣東缺乏的1995～2000年價(jià)格指數(shù)數(shù)據(jù)用地理和經(jīng)濟(jì)水平接近的福建替代。
Kit=Kit-1（1-）+Iit（5）
其中，Kit、Kit-1、、Iit分別是i省t年固定資本存量、i省 t-1年固定資本存量、固定資產(chǎn)折舊率和i省t年固定資產(chǎn)投資額。
（4）無(wú)效率因素：①地區(qū)特征，將22個(gè)省市分為東中西3個(gè)地區(qū)，分別取值1、2、3。②人力資本素質(zhì)，是科學(xué)家和工程師占從業(yè)人員的比重?？茖W(xué)家和工程師知識(shí)水平高且實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，是技術(shù)創(chuàng)新的主要貢獻(xiàn)者，這一指標(biāo)能大致反映產(chǎn)業(yè)人力資本水平。③研發(fā)投入，是R&D經(jīng)費(fèi)內(nèi)部支出占主營(yíng)業(yè)務(wù)收入的比重，涵蓋了企業(yè)內(nèi)部開(kāi)展R&D活動(dòng)的實(shí)際支出，能準(zhǔn)確反映產(chǎn)業(yè)的R&D水平。其中，總產(chǎn)值以1995年為基期的第二產(chǎn)業(yè)價(jià)格指數(shù)進(jìn)行了縮減。④企業(yè)規(guī)模，是產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值與企業(yè)數(shù)量的比值。產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)的數(shù)量是衡量市場(chǎng)結(jié)構(gòu)和容量的重要指標(biāo)，也能反映行業(yè)進(jìn)入和退出的難度。⑤制度，用樊綱等（2011）的市場(chǎng)化進(jìn)程指標(biāo)來(lái)刻畫(huà)，他從政府與市場(chǎng)關(guān)系、非國(guó)有經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)育程度、要素市場(chǎng)發(fā)育程度、市場(chǎng)中介組織發(fā)育與法律制度環(huán)境5個(gè)方面綜合測(cè)度了市場(chǎng)化進(jìn)程，此外，用趨勢(shì)外推法估算缺失的1995年、1996年、2010年及2011年的數(shù)據(jù)。
三、 實(shí)證結(jié)果及分析
利用Frontier4.1軟件得出模型的參數(shù)估計(jì)值和檢驗(yàn)結(jié)果，并得出各省市航空航天產(chǎn)業(yè)1995年～2011年的技術(shù)效率水平（見(jiàn)表2及表3）。
1. 航空航天產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)函數(shù)分析。據(jù)表2的結(jié)果，LR統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)值的顯著性水平為1%，表明（1）式中誤差項(xiàng)vit-uit復(fù)合結(jié)構(gòu)明顯， SFA法比OLS法更恰當(dāng)；估計(jì)量？酌=0.612統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯著，表明技術(shù)無(wú)效率中隨機(jī)誤差項(xiàng)的影響高達(dá)61.2%、統(tǒng)計(jì)誤差等不可控因素比例低，模型設(shè)定合理可靠，有必要分析技術(shù)效率未能充分發(fā)揮的原因。截距和時(shí)間趨勢(shì)項(xiàng)系數(shù)為1.662和-0.061，表明1995年產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)進(jìn)步水平為5.270（e1.662），之后以年均6.1%的速度下降。這可能的原因是：航空航天產(chǎn)業(yè)是國(guó)防科技工業(yè)中相對(duì)封閉、開(kāi)放度小的行業(yè)，盡管十五大以來(lái)進(jìn)行了改革，但科研、生產(chǎn)兩張皮現(xiàn)象依舊存在，科技成果難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；國(guó)防科技工業(yè)改革是漸進(jìn)式的，這也有可能是改革過(guò)程中出現(xiàn)的無(wú)序狀況。資本、勞動(dòng)的彈性系數(shù)分別為0.350和0.712，表明勞動(dòng)貢獻(xiàn)度是資本的2倍。這也說(shuō)明航空航天產(chǎn)業(yè)是知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)，科技人員在技術(shù)設(shè)備投入基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品的發(fā)明、實(shí)用新型和外觀設(shè)計(jì)研發(fā)；重大技術(shù)R&D中需要大量科技人員長(zhǎng)期持續(xù)的共同開(kāi)發(fā)，勞動(dòng)力及高科技人才作為稀缺要素發(fā)揮重要作用。此外，資本與勞動(dòng)彈性系數(shù)之和大于1，表明產(chǎn)業(yè)具有容易形成規(guī)模報(bào)酬遞增的特征。
技術(shù)無(wú)效函數(shù)中，時(shí)間趨勢(shì)項(xiàng)系數(shù)值為-0.002，表明產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率年均增加0.2%，但統(tǒng)計(jì)結(jié)果不顯著。前沿技術(shù)下降伴隨技術(shù)效率提高的原因可能是：①我國(guó)尚未形成自主創(chuàng)新的技術(shù)創(chuàng)新體制，還處于依賴(lài)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的狀態(tài)，如我國(guó)不具備生產(chǎn)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)或先進(jìn)火控系統(tǒng)的能力；②產(chǎn)業(yè)部分是國(guó)防科技工業(yè)，具有公共產(chǎn)品的特征，會(huì)造成技術(shù)前沿下降的錯(cuò)覺(jué)。例如某些航空產(chǎn)品或軍用航天器只是國(guó)防建設(shè)的需要，不參與市場(chǎng)流通，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上無(wú)法顯示。地區(qū)變量系數(shù)值為0.079，統(tǒng)計(jì)結(jié)果略微顯著，表明東中西部地區(qū)產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率呈現(xiàn)遞減狀態(tài)。
人力資本素質(zhì)系數(shù)值為-0.010且統(tǒng)計(jì)結(jié)果較為顯著，表明人力資本能積極提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率，提高雇員中科學(xué)家和工程師人員的比重可以有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。Vandenbussche等（2006）的研究表明教育水平會(huì)使勞動(dòng)力會(huì)對(duì)技術(shù)效率產(chǎn)生不同的影響，文章研究結(jié)果與其一致，表明科學(xué)家和工程師比重上升1%會(huì)提高1%技術(shù)效率水平，因?yàn)榭茖W(xué)家和工程師具有較高的知識(shí)水平和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?？梢?jiàn)，航空航天產(chǎn)業(yè)吸收的勞動(dòng)力具有較高的素質(zhì)水平，對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率的提高做出了一定的貢獻(xiàn)。
研發(fā)投入系數(shù)值為0.022且統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯著，表明研發(fā)投入對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率具有消極影響。研究期內(nèi)各省市及全國(guó)水平的研發(fā)投入總體上漲，但研發(fā)績(jī)效不高，這與鐘衛(wèi)等（2011）的研究結(jié)果一致，他認(rèn)為在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期加大R&D投入能有效提高技術(shù)創(chuàng)新效率，但隨著企業(yè)深入發(fā)展應(yīng)重點(diǎn)調(diào)整經(jīng)費(fèi)投入結(jié)構(gòu)。此外，航空航天產(chǎn)業(yè)企業(yè)大多由國(guó)家或國(guó)有控股，近年雖有下降但國(guó)有比例仍高達(dá)50%。雖然國(guó)有企業(yè)有規(guī)模、政府特許等優(yōu)勢(shì)，但激勵(lì)卻不充分。十五大以來(lái)中央對(duì)國(guó)防工業(yè)做出的多次部屬是對(duì)改革的進(jìn)一步延伸。
企業(yè)規(guī)模系數(shù)值為-0.134且統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯著，表明企業(yè)規(guī)模是積極的影響因素。產(chǎn)業(yè)具有高投入、高技術(shù)和高風(fēng)險(xiǎn)等特點(diǎn)，進(jìn)入的企業(yè)都有一定的規(guī)模。研究期內(nèi)各省市企業(yè)規(guī)模變化起伏：相對(duì)來(lái)說(shuō)，黑龍江、江西、遼寧的企業(yè)規(guī)模曾較高（≥6億元/企業(yè)）但變化急?。淮蠖鄶?shù)省市都在0～2之間。產(chǎn)業(yè)中大型企業(yè)比重不到20%，大中型企業(yè)比重在50%左右，并未形成良好的企業(yè)規(guī)模；此外，《2012年財(cái)富世界500強(qiáng)》排行榜中有12家航空公司，其中我國(guó)雖然有2家但上榜的中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司在排名、主營(yíng)業(yè)務(wù)收入和利潤(rùn)方面都與排名第一的波音公司差距較大。
制度系數(shù)值為-0.148且統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯著，是影響最大的因素。研究期內(nèi)各省市市場(chǎng)化程度逐年提高，東部?jī)?yōu)于中部?jī)?yōu)于西部；位于沿海的廣東、江蘇、福建、上海等省市的市場(chǎng)化程度最高，而西部陜西、甘肅等省市只有發(fā)達(dá)地區(qū)的一半。1964年推行的三線(xiàn)建設(shè)將44項(xiàng)中的21項(xiàng)國(guó)防工業(yè)企業(yè)投放在西部，可見(jiàn)產(chǎn)業(yè)半數(shù)左右企業(yè)在西部地區(qū)；2001年實(shí)施的西部大開(kāi)發(fā)政策一定程度上提高了西部省市的市場(chǎng)化程度，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良好的市場(chǎng)環(huán)境。
2. 航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率分析。根據(jù)計(jì)算結(jié)果（見(jiàn)表3-1及表3-2）對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率從區(qū)域角度進(jìn)行分析。
（1）航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率總體分析。依據(jù)測(cè)算結(jié)果（表3），表明研究期內(nèi)技術(shù)效率均值離效率前沿面較遠(yuǎn)，僅為0.472，即實(shí)際產(chǎn)出水平只占最優(yōu)隨機(jī)產(chǎn)出水平的47.2%（表明既定產(chǎn)出水平下能節(jié)約52.8%的投入）?？梢?jiàn)，產(chǎn)業(yè)未能發(fā)掘現(xiàn)有科技資源和技術(shù)潛力，資源使用效率、管理水平及產(chǎn)業(yè)技術(shù)實(shí)際利用率低。盡管產(chǎn)業(yè)平均技術(shù)效率不高，但總體是逐年增長(zhǎng)的。
（2）航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率區(qū)域分析。由于地域稟賦、國(guó)家政策不同造成我國(guó)東中西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)東強(qiáng)西弱。產(chǎn)業(yè)區(qū)域技術(shù)效率的具體情況（見(jiàn)表4）：各個(gè)區(qū)域技術(shù)效率存在顯著差異；東西部增長(zhǎng)較快，中部略微增長(zhǎng)，所以2000年前原本領(lǐng)先的中部被東部趕超。各省市技術(shù)效率排行中，中部的黑龍江和江西排在第一和第三，技術(shù)效率值分別為0.85和0.75；大部分東部省市排名都很靠前；西部省市排名全部靠后，甘肅和山西技術(shù)效率值最低只有0.23。
航空航天產(chǎn)業(yè)區(qū)域技術(shù)效率差異顯著，最高省市和最低省市相差高達(dá)0.62。黑龍江、廣東、江西高效利用了現(xiàn)有技術(shù)，效率值都在0.75以上；吉林、甘肅和山西效率最低；9省市技術(shù)效率不足0.4。從各省市的變動(dòng)趨勢(shì)來(lái)看：高效率省市（≥0.60）除遼寧2003年前增長(zhǎng)快速外的變化起伏；陜西、四川、甘肅、貴州、河北等低效率省市（≤0.3）正逐步釋放內(nèi)部潛力保持低速持續(xù)增長(zhǎng)。
黑龍江研發(fā)投入處于中等且逐年增長(zhǎng)、企業(yè)規(guī)模領(lǐng)先，產(chǎn)出水平很高，因而技術(shù)效率最高。黑龍江是工業(yè)發(fā)展的搖籃，產(chǎn)業(yè)全國(guó)影響大，其中哈爾濱民航產(chǎn)業(yè)發(fā)展也很突出。廣東位于沿海地區(qū)，能吸引眾多外資和高技術(shù)人才，企業(yè)規(guī)模雖然遞減但處于全國(guó)領(lǐng)先，即使研發(fā)投入不高但產(chǎn)出規(guī)模大。盡管廣東沒(méi)有被納入軍事航空制造業(yè)布局，但在航空關(guān)聯(lián)制造業(yè)相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率名列前茅，并在2010年推行《廣東省航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2010～2025年）》促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
山西、甘肅位于內(nèi)陸或經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)較為緩慢，技術(shù)效率值偏低。山西技術(shù)效率值總體下降；吉林技術(shù)效率大致維持在同一水平；甘肅的技術(shù)效率逐年緩慢提高；這些變化一部分是由于受當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，一部分也與國(guó)家政策支持力度和國(guó)防科技工業(yè)布局有關(guān)。
四、 結(jié)論和建議
航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注技術(shù)效率問(wèn)題。文章用SFA法實(shí)證測(cè)度了1995年～2011年航空航天產(chǎn)業(yè)的技術(shù)效率，并對(duì)時(shí)間、地區(qū)特征、人力資本素質(zhì)、研發(fā)投入、企業(yè)規(guī)模和制度等技術(shù)無(wú)效率因素進(jìn)行了分析，得出如下結(jié)果：
1. 我國(guó)航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率水平較低，研究期內(nèi)均值只有0.472。技術(shù)效率各年均值波動(dòng)增長(zhǎng)，雖然從0.374上升到0.539，但仍有46%的上升空間。從無(wú)效率因素來(lái)看，時(shí)間趨勢(shì)不是很顯著；人力資本素質(zhì)、企業(yè)規(guī)模、制度因素對(duì)技術(shù)效率具有積極的影響，應(yīng)適當(dāng)加大或提高這部分的水平；研發(fā)投入作用消極，應(yīng)對(duì)投入結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。
2. 航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率存在區(qū)域差異，區(qū)域效率均值排序?yàn)闁|部>中部>西部，黑龍江、廣東、江西技術(shù)效率值排名前三，吉林、甘肅和山西排名最末。值得注意的是，研究期間內(nèi)西部技術(shù)效率持續(xù)穩(wěn)定的增長(zhǎng)，中部是早期處于領(lǐng)先的情況下后期被東部趕超。
綜上所述，人力資本素質(zhì)、企業(yè)規(guī)模和制度等因素對(duì)航空航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)效率具有積極影響，研發(fā)投入的作用是消極的。為了加快我國(guó)航空航天產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)，不僅需要完善教育、培訓(xùn)和人力資源開(kāi)發(fā)體系，也應(yīng)當(dāng)擴(kuò)大企業(yè)規(guī)模、使之形成規(guī)模效應(yīng)，并推進(jìn)市場(chǎng)化改革，保證所需人才、基礎(chǔ)設(shè)施和制度支撐條件，此外也應(yīng)改革國(guó)防科研體系，在改革研發(fā)投入結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提高研發(fā)投入，最終促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：航天科技；發(fā)展戰(zhàn)略；科技項(xiàng)目管理
前言
航天科技是國(guó)家科研的重要前沿，但是隨著科技發(fā)展的不斷深入與科技含量的不斷提高，使得航天科技研發(fā)的周期、風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)費(fèi)都大大增加，同時(shí)航天科技發(fā)展的不確定性也越來(lái)越高，為更好的促進(jìn)航天科技的發(fā)展，需要在分析現(xiàn)有的航天科技管理模式的基礎(chǔ)上對(duì)體制進(jìn)行改革，以使得其能夠適應(yīng)現(xiàn)今快速發(fā)展的航天科技的戰(zhàn)略需要。
1 航天科技管理發(fā)展現(xiàn)狀
航天科技對(duì)于經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展有著重要的促進(jìn)作用。在國(guó)外，航天科技已經(jīng)形成了較為完備的航天科技的管理體系以及航天科技/技術(shù)與裝備的發(fā)展戰(zhàn)略策略。但是在國(guó)內(nèi)，對(duì)于航天科技的發(fā)展戰(zhàn)略的研究還處于初步探索階段，并未將航天科技管理作為一個(gè)主題來(lái)進(jìn)行研究，僅僅在航天科技工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略研究中有一定的涉獵。在航天科技的發(fā)展過(guò)程中，通過(guò)引入創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，通過(guò)完善航天科技管理制度與管理機(jī)制，做好航天科技項(xiàng)目的立項(xiàng)與項(xiàng)目管理，以此來(lái)使得航天科技項(xiàng)目從立項(xiàng)、研究直至得出成果都有一套完善的航天科技管理制度來(lái)對(duì)其進(jìn)行保駕護(hù)航，促進(jìn)航天科技的發(fā)展進(jìn)步?，F(xiàn)今在航天科技的管理中缺乏系統(tǒng)性的航天科技戰(zhàn)略管理框架，缺乏系統(tǒng)性的研究從而使得航天科技的管理長(zhǎng)期以經(jīng)驗(yàn)管理為主，其中，在航天科技的管理中主要以戰(zhàn)略分析和戰(zhàn)略制定為主要管理模式，忽視了對(duì)于航天科技管理戰(zhàn)略實(shí)施監(jiān)督控制，使得航天科技的戰(zhàn)略管理并未取得良好的成果。因此，需要在分析借鑒國(guó)外同行成熟、先進(jìn)的航天科技戰(zhàn)略管理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起符合我國(guó)航天科技戰(zhàn)略管理需要的航天科技管理新模式，因此來(lái)提高航天科技項(xiàng)目的戰(zhàn)略管理效率與效益，促進(jìn)我國(guó)航天科技的高速、穩(wěn)定的發(fā)展。
2 國(guó)外在航天科技與裝備發(fā)展戰(zhàn)略管理研究中的現(xiàn)狀
國(guó)外在航天科技與裝備戰(zhàn)略發(fā)展中建立起了一套完善的管理機(jī)制，其中以美國(guó)和歐洲的航天局為主要代表，下文將對(duì)其航天科技與裝備發(fā)展的戰(zhàn)略管理模式進(jìn)行分析介紹：（1）美國(guó)國(guó)家航空航天管理局對(duì)于航天科技與裝備的戰(zhàn)略發(fā)展主要分為三個(gè)層次，其中第一層次是管理局的戰(zhàn)略管理，通過(guò)對(duì)航天科技項(xiàng)目的發(fā)展從規(guī)劃、實(shí)施再到監(jiān)督與控制，建立起一個(gè)完善的航天科技項(xiàng)目監(jiān)督管理反饋回路以確保航天科技項(xiàng)目的規(guī)劃和項(xiàng)目實(shí)時(shí)的緊密貼合，并對(duì)航天科技項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)督與反饋控制，以確保航天科技項(xiàng)目的順利實(shí)施。在航天科技項(xiàng)目戰(zhàn)略管理的過(guò)程中，其主要依靠的是航天科技項(xiàng)目的戰(zhàn)略管理原則，以確保航天科技項(xiàng)目研究工作的順利展開(kāi)。在航天科技項(xiàng)目的管理過(guò)程中通過(guò)三委員會(huì)的相互作用來(lái)構(gòu)建起航天科技項(xiàng)目的監(jiān)督管理體系。在戰(zhàn)略規(guī)劃階段主要通過(guò)科學(xué)的研究確定NASA的近期及遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)劃并做好航天科技項(xiàng)目的戰(zhàn)略管理與戰(zhàn)略框架責(zé)任的安排。在項(xiàng)目實(shí)施階段，則主要負(fù)責(zé)實(shí)施計(jì)劃的責(zé)任安排。在航天科技項(xiàng)目的監(jiān)督與控制環(huán)節(jié)，則主要通過(guò)內(nèi)部的評(píng)估與評(píng)審，建立其內(nèi)、外部的評(píng)價(jià)矩陣，負(fù)責(zé)航天科技項(xiàng)目實(shí)施的監(jiān)督與控制。在第一層的航天科技項(xiàng)目的戰(zhàn)略管理中，需要建立起精益治理、責(zé)任與決策以及考核與平衡、財(cái)務(wù)管理等方面的協(xié)調(diào)與管理，以確保航天科技項(xiàng)目的順利實(shí)施。
在航天科技項(xiàng)目的第二層戰(zhàn)略管理階段，需要做好對(duì)于NASA下屬企業(yè)的航天科技項(xiàng)目戰(zhàn)略管理的延伸，在NASA總體戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，對(duì)科技項(xiàng)目的管理流程尤其是戰(zhàn)略規(guī)劃流程進(jìn)行詳細(xì)的細(xì)化和劃分，確保航天科技項(xiàng)目的順利實(shí)施。第三層為航天科技組件的戰(zhàn)略管理，做好對(duì)于航天科技的實(shí)施計(jì)劃、技術(shù)戰(zhàn)略的應(yīng)用以及商業(yè)化和教育戰(zhàn)略的實(shí)施和布局，確保航天科技項(xiàng)目戰(zhàn)略的順利實(shí)行，與此同時(shí)，NASA對(duì)于航天科技項(xiàng)目的群和項(xiàng)目的組合管理的應(yīng)用也十分重視，通過(guò)制定程序文件來(lái)對(duì)其進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的指導(dǎo)和規(guī)范。在歐洲航天局（ESA）中為航天科技的發(fā)展制定了終點(diǎn)-終點(diǎn)的航天科技戰(zhàn)略管理框架，在航天科技的戰(zhàn)略管理中主要從以下幾個(gè)方面入手：為未來(lái)航天科技的發(fā)展項(xiàng)目建立和準(zhǔn)備相應(yīng)的技術(shù)儲(chǔ)備、建立起完善的航天科技技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制、支持航天科技的發(fā)展并積極參與外部市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)、做好關(guān)鍵技術(shù)的獨(dú)立研發(fā)與掌握、積極做好航天科技在非航天領(lǐng)域的應(yīng)用與商業(yè)化方向的應(yīng)用。同時(shí)在航天科技項(xiàng)目的戰(zhàn)略發(fā)展中，還需要將不同類(lèi)型的技術(shù)項(xiàng)目群整合到統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)劃流程中，確保航天科技項(xiàng)目的管理流程更為透明、高效。ESA是多個(gè)國(guó)家共同組建的，因此在航天科技的管理中需要做好各方的協(xié)調(diào)，為保障技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的順利實(shí)施，ESA通過(guò)建立歐洲航天技術(shù)平臺(tái)來(lái)完成各成員國(guó)之間的協(xié)調(diào)與技術(shù)的一體化，在航天科技的戰(zhàn)略管理上，ESA在其航天科技項(xiàng)目的戰(zhàn)略管理框架中都有著明確的要求與體現(xiàn)，為做好航天科技項(xiàng)目的規(guī)范化管理建立起了良好的管理體系。
3 做好我國(guó)航天科技項(xiàng)目的管理
相較于國(guó)外成熟、完善的航天科技項(xiàng)目的管理體系，我國(guó)在航天科技項(xiàng)目的管理上欠缺的是系統(tǒng)性的航天科技戰(zhàn)略管理框架，且長(zhǎng)期處于以經(jīng)驗(yàn)管理的狀態(tài)，其中對(duì)于航天科技項(xiàng)目的管理的重點(diǎn)放在戰(zhàn)略分析和戰(zhàn)略制定上，對(duì)于航天科技戰(zhàn)略的實(shí)施和監(jiān)督與控制有所欠缺。因此，在研究和借鑒NASA和ESA等在航天科技項(xiàng)目發(fā)展與戰(zhàn)略管理方面的經(jīng)驗(yàn)，在了解其在理論研究、戰(zhàn)略管理模式以及戰(zhàn)略管理原則等方面的研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上對(duì)國(guó)內(nèi)航天科技項(xiàng)目的管理進(jìn)行補(bǔ)充與完善，從管理機(jī)制與治理結(jié)構(gòu)方面入手，明確在航天科技管理中各職能層、企事業(yè)層等的職責(zé)與特點(diǎn)，建立起符合我國(guó)航天科技發(fā)展需求的戰(zhàn)略管理框架與管理原則，并以此為基礎(chǔ)指導(dǎo)航天科技項(xiàng)目的戰(zhàn)略管理，促進(jìn)航天科技項(xiàng)目的順利實(shí)施。
4 結(jié)束語(yǔ)
航天科技項(xiàng)目的戰(zhàn)略管理對(duì)于促進(jìn)航天科技項(xiàng)目的發(fā)展有著重要的意義，文章在分析了NASA和ESA發(fā)展特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好我國(guó)航天科技項(xiàng)目的戰(zhàn)略管理提出了幾點(diǎn)建議。
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【關(guān)鍵詞】河北省廊坊市 航天戰(zhàn)略 新興產(chǎn)業(yè)
【中圖分類(lèi)號(hào)】F276.44 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放多年努力，已經(jīng)取得了重要實(shí)質(zhì)性成果，尤其表現(xiàn)在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)。但是，隨著全球經(jīng)濟(jì)和金融一體化趨勢(shì)不斷深入，我國(guó)各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)正面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)，2008年金融危機(jī)以來(lái)，國(guó)民生產(chǎn)總值和貿(mào)易出口額獲得了進(jìn)一步增加，這一結(jié)果主要還是以高額資源消費(fèi)為代價(jià)。世界各國(guó)都更加關(guān)注高新科學(xué)技術(shù)和構(gòu)建未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的制高點(diǎn)，如何構(gòu)建符合我國(guó)國(guó)情的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和培植具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的新產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為國(guó)家宏觀政策制定的主要方向和學(xué)術(shù)界研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。
2012年，我國(guó)出臺(tái)關(guān)于《“十二五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，更加明確我國(guó)著力發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的相關(guān)政策和指導(dǎo)方針，由于航天產(chǎn)業(yè)從自身建設(shè)和功能性外延等特征，更加成為我國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性支撐石。2011年，河北省政府與中國(guó)航天科技集團(tuán)公司簽署區(qū)域地方和航天產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略框架協(xié)議，在“十二五”期間，共同促進(jìn)河北省社會(huì)經(jīng)濟(jì)和航天產(chǎn)協(xié)同發(fā)展，主要包括：運(yùn)載火箭制造及實(shí)驗(yàn)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)等五個(gè)主要內(nèi)容。而廊坊市在河北省具有得天獨(dú)厚的位置優(yōu)勢(shì)，廊坊航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)建設(shè)，對(duì)于我國(guó)航天工業(yè)可持續(xù)發(fā)展、京津航天產(chǎn)業(yè)的拓展和延伸、地方傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)全面系統(tǒng)升級(jí)都有著關(guān)鍵性的實(shí)踐性理論意義。
航天戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是基于高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)相互融合，代表著我國(guó)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，近年來(lái)，河北省在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和突出新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)方面，推出了一系列具有導(dǎo)向性政策措施，而這些實(shí)踐性政策性策略，對(duì)于航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)足進(jìn)步起到關(guān)鍵性作用，并且取得一定的成效。但是不可回避的是，河北省產(chǎn)業(yè)調(diào)整和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)培育過(guò)程中，受到理論和經(jīng)驗(yàn)等多維度影響，以及實(shí)際客觀條件局部限制，產(chǎn)生很多新問(wèn)題。
河北省航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要性
航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展將會(huì)直接帶動(dòng)一系列戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)培育和學(xué)科技術(shù)的融合式發(fā)展，我國(guó)經(jīng)過(guò)幾十年的航天工業(yè)的探索和建設(shè)，已經(jīng)構(gòu)建出我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)體系結(jié)構(gòu)，并且航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展邁入了一個(gè)新發(fā)展階段和歷史時(shí)期。
航天產(chǎn)業(yè)具有重要的戰(zhàn)略導(dǎo)向性。航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展直接關(guān)系到我國(guó)高端裝備制造建設(shè)和發(fā)展，是我國(guó)眾多行業(yè)中具有高新科學(xué)技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)之一，同時(shí)對(duì)于我國(guó)企業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，起到戰(zhàn)略導(dǎo)向性作用。①航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，對(duì)于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的技術(shù)支撐和推進(jìn)性作用效果，在提升我國(guó)人民生活質(zhì)量、國(guó)際地位和綜合國(guó)力方面，更加強(qiáng)調(diào)其戰(zhàn)略性影響意義，一方面代表著我國(guó)在國(guó)際航天發(fā)展領(lǐng)域地位，另一方面也能夠表示我國(guó)核心國(guó)防實(shí)力。例如美國(guó)航天協(xié)會(huì)關(guān)于航空航天技術(shù)的相關(guān)說(shuō)明，②即該技術(shù)是否領(lǐng)先于世界水平，直接關(guān)系到國(guó)家各個(gè)方面戰(zhàn)略性安危，發(fā)展航空航天技術(shù)是現(xiàn)在乃至未來(lái)長(zhǎng)期投入和建設(shè)國(guó)家安全戰(zhàn)略?？梢?jiàn)，航天產(chǎn)業(yè)在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和軍事中占據(jù)核心地位，河北省航天戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)建設(shè)，將會(huì)直接關(guān)系到我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)整體規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展。
航天產(chǎn)業(yè)的技術(shù)多樣性和鏈條可擴(kuò)性。航天產(chǎn)業(yè)建設(shè)和發(fā)展具有戰(zhàn)略現(xiàn)代性作用，主要體現(xiàn)在航天產(chǎn)業(yè)技術(shù)的構(gòu)成技術(shù)多樣性和鏈條可擴(kuò)展性，一是技術(shù)多樣性，航空航天產(chǎn)品制造和生產(chǎn)是一項(xiàng)高精端、多學(xué)科技術(shù)融合而成，從某種程度上講，航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平能夠直接代表我國(guó)先進(jìn)科學(xué)生產(chǎn)力的基礎(chǔ)建設(shè)情況。由于航天產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性要求，制造生產(chǎn)需要在特定環(huán)境下完成，涉及多個(gè)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域的協(xié)調(diào)配合，例如要求航空航天材料具有高可靠性新材料、新工藝和新技術(shù)，這也能夠進(jìn)一步說(shuō)明航天產(chǎn)業(yè)在我國(guó)各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域前瞻性地位。同時(shí)技術(shù)多樣性還體現(xiàn)在，生產(chǎn)航天產(chǎn)品需要小批量和多零件構(gòu)成，這也要求在加工工藝選擇和技術(shù)上，呈現(xiàn)出明顯柔性生產(chǎn)力。二是鏈條可擴(kuò)性，據(jù)有關(guān)部門(mén)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，③航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動(dòng)我國(guó)80%的新材料研發(fā)，促進(jìn)多產(chǎn)業(yè)鏈條企業(yè)之間融合式發(fā)展，技術(shù)能夠直接提升企業(yè)核心市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，能夠更加有效促進(jìn)其他產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的有效調(diào)整。未來(lái)10年，一個(gè)航天項(xiàng)目與產(chǎn)業(yè)效益的比值為1：180，推進(jìn)國(guó)民生產(chǎn)總值增長(zhǎng)值為 0.714%。
河北省航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題
河北省在航天性戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)培育和發(fā)展方面，具有獨(dú)特發(fā)展優(yōu)勢(shì)。一是區(qū)域位置屬于京津經(jīng)濟(jì)的三角區(qū)域，符合產(chǎn)業(yè)延伸和資源互相滲透互補(bǔ)的要求，河北省航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將帶動(dòng)區(qū)域多元新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并且能夠具有影響和被影響的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢(shì)；二是河北省的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，2012年底，河北省物流產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，同比2011年增加23.4%，物流產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為河北省現(xiàn)代服務(wù)性的優(yōu)勢(shì)性產(chǎn)業(yè)，這也為航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)全國(guó)協(xié)同發(fā)展，提供重要基礎(chǔ)性保障，同時(shí)河北省在推動(dòng)我國(guó)“十二五”新興產(chǎn)業(yè)方面，具有明顯的發(fā)展成果，尤其是先進(jìn)制造、新材料和高科技電子信息技術(shù)等；三是河北省航天產(chǎn)業(yè)政策性?xún)?yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在“十二五”綱要中明確指出進(jìn)一步促進(jìn)和實(shí)現(xiàn)河北省沿海地區(qū)發(fā)展，這也為河北省航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提供上層政策性保證。由于河北省航天產(chǎn)業(yè)建設(shè)過(guò)程中基本無(wú)樣本參照，屬于探索性發(fā)展模式，目前，河北省航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，依然存在兩個(gè)重要問(wèn)題。
航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)集群模式偏低。從國(guó)家統(tǒng)計(jì)據(jù)的相關(guān)數(shù)據(jù)分析可知，④河北省是我國(guó)一個(gè)重要經(jīng)濟(jì)型大省，但是從河北省國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值產(chǎn)業(yè)分布情況看，不屬于一個(gè)以新興產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省。主要體現(xiàn)在河北省的基礎(chǔ)性還是以粗放式、高資源消耗為主的，例如鋼鐵等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，企業(yè)規(guī)模雖有所增加，但是系統(tǒng)化歸類(lèi)集成程度不明顯，低水平生產(chǎn)現(xiàn)象還很明顯，這也是河北省產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中一個(gè)基礎(chǔ)性問(wèn)題。河北省航天產(chǎn)業(yè)有其自身特有發(fā)展模式，航天戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)需要從布局上，充分考慮集中性，并通過(guò)相應(yīng)產(chǎn)業(yè)集群模式，進(jìn)行統(tǒng)籌式發(fā)展，構(gòu)建出航天產(chǎn)業(yè)企業(yè)之間協(xié)調(diào)、多贏和技術(shù)互補(bǔ)促進(jìn)融合的創(chuàng)新發(fā)展模式，并積極帶動(dòng)與之相關(guān)輔產(chǎn)業(yè)發(fā)展，初步形成以廊坊市為主的新興航天產(chǎn)業(yè)集群，而對(duì)比河北省其他產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，還是屬于較小規(guī)模產(chǎn)業(yè)集群，并且還需要進(jìn)一步完善系統(tǒng)框架上的組織協(xié)調(diào)發(fā)展，形成航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展機(jī)制，形成大產(chǎn)業(yè)鏈條下的規(guī)模性循環(huán)經(jīng)濟(jì)，從而形成以河北廊坊為中心的航天產(chǎn)業(yè)集群基地。
缺失高新核心支持性技術(shù)。全球范圍內(nèi)已經(jīng)掀起了新一輪航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展新時(shí)期，我國(guó)航空航天產(chǎn)業(yè)雖然在一些關(guān)鍵性技術(shù)領(lǐng)域，例如載人和火箭技術(shù)，已經(jīng)達(dá)到國(guó)際航空航天的世界領(lǐng)先技術(shù)，但是從整個(gè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展上，卻具有明顯的缺點(diǎn)和不足，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是航天產(chǎn)業(yè)原始創(chuàng)新能力還存在著明顯的差距性，尤其是一些關(guān)鍵性核心支撐技術(shù)，不能滿(mǎn)足我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，例如民用和軍用飛機(jī)在我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)生活中需求量急劇增加，而我國(guó)大型航空工業(yè)，還承接一些國(guó)外外包業(yè)務(wù)，嚴(yán)重影響航空科技技術(shù)創(chuàng)新資源。同時(shí)航天產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)研發(fā)過(guò)多關(guān)注于數(shù)量而不是質(zhì)量，2012年航天制造產(chǎn)業(yè)的申請(qǐng)專(zhuān)利數(shù)達(dá)到908件，但是具有整個(gè)行業(yè)高新技術(shù)比例不足2%，美國(guó)申請(qǐng)8654項(xiàng)，核心技術(shù)占26%，這一數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)原始創(chuàng)新能力和驅(qū)動(dòng)力存在著較為嚴(yán)重問(wèn)題，這也是河北省航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題。二是創(chuàng)新體制上存在著一定問(wèn)題，尤其是在航天產(chǎn)業(yè)高新技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)結(jié)合方面的問(wèn)題，河北省政府與中國(guó)航天科技集團(tuán)具有戰(zhàn)略性協(xié)同發(fā)展關(guān)系，在航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)感覺(jué)到中國(guó)航天科技集團(tuán)具有明顯的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制形態(tài)，企業(yè)之間管理上還存在行政領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系，各個(gè)企業(yè)的自主經(jīng)營(yíng)權(quán)受到了重要限制，這也是導(dǎo)致原始創(chuàng)新動(dòng)力不足的一個(gè)重要原因，同時(shí)，中航集團(tuán)強(qiáng)調(diào)科研是主要，直接影響科研成果的市場(chǎng)性技術(shù)轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致與河北省航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的資源浪費(fèi)和技術(shù)擱置情況，這也是河北省以及廊坊市航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵性抑制性問(wèn)題。
促進(jìn)航天戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對(duì)策和建議
河北省航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展是一項(xiàng)多技術(shù)、多企業(yè)相互融合，協(xié)同發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)模式，在河北省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和新興產(chǎn)業(yè)配置中，具有特殊的重要作用和意義。
地處京津兩大城市之間的廊坊市其地理位置優(yōu)越，并且具有較好的航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)和條件，已建成的固安航天科技城正在成為對(duì)接北京、借勢(shì)發(fā)展的契合點(diǎn)，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年，固安航天科技城將形成航天技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用、服務(wù)一條龍的完整產(chǎn)業(yè)鏈，搶占戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)。此外，廊坊市還擁有較好的科學(xué)研究平臺(tái)，“河北省航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展軟科學(xué)研究基地”和“河北省航天遙感信息處理與應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心”均設(shè)在廊坊市北華航天工業(yè)學(xué)院，這將為我省航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供高質(zhì)量的研究成果。在我國(guó)“十二五”規(guī)劃的指導(dǎo)推動(dòng)下，廊坊市航天產(chǎn)業(yè)必然會(huì)成為河北省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新的增長(zhǎng)點(diǎn)。因此，在促進(jìn)河北省及廊坊市航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，可以以廊坊市航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展為著眼點(diǎn)，集中一切優(yōu)勢(shì)資源，制定符合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展可行性政策引導(dǎo)和支持，完善航天產(chǎn)業(yè)鏈條發(fā)展支持性渠道，運(yùn)用多維度協(xié)同共進(jìn)機(jī)制和手段，加大培養(yǎng)和促進(jìn)航天戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。具體建議及對(duì)策如下：
促進(jìn)廊坊航天產(chǎn)業(yè)集群模式和產(chǎn)業(yè)鏈條協(xié)同創(chuàng)新。航天產(chǎn)業(yè)自身特點(diǎn)是一個(gè)大型復(fù)雜、多技術(shù)、多產(chǎn)業(yè)組合，要實(shí)現(xiàn)國(guó)家航天戰(zhàn)略創(chuàng)新導(dǎo)向目標(biāo)，不斷創(chuàng)造和提升航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展增長(zhǎng)點(diǎn)，就要更加關(guān)注和強(qiáng)調(diào)航天產(chǎn)業(yè)集群模式合理化構(gòu)建和產(chǎn)業(yè)鏈條中各個(gè)相互企業(yè)之間協(xié)同創(chuàng)新能力。廊坊市航天戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，需要產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)良好外界政策性環(huán)境和產(chǎn)業(yè)鏈條中各個(gè)企業(yè)創(chuàng)新，兩者直接相互協(xié)調(diào)，直接影響航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)質(zhì)性效率，也制約著航天產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈條各企業(yè)均衡性發(fā)展。因此，河北省及廊坊市航天新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，就要不斷完善和優(yōu)化航天產(chǎn)業(yè)各企業(yè)外部發(fā)展環(huán)境，即給予政策性的引導(dǎo)和稅收支持，構(gòu)建出符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展航天產(chǎn)業(yè)鏈條各個(gè)企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新和共生平臺(tái)，加大對(duì)于產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵性核心共性產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)突破，作為其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)導(dǎo)向和配套支持，從而更好服務(wù)于河北省傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
實(shí)現(xiàn)廊坊特色航天產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)創(chuàng)新。河北省航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展要充分和依靠自身，地理、科研和政策性?xún)?yōu)勢(shì)，強(qiáng)調(diào)和突出以廊坊市為產(chǎn)業(yè)中心，支持和培養(yǎng)企業(yè)核心技術(shù)發(fā)展。核心技術(shù)企業(yè)發(fā)展是航天產(chǎn)業(yè)鏈條中心臟組成部門(mén)，直接代表著航天產(chǎn)業(yè)專(zhuān)業(yè)化和高信息技術(shù)性，這也直接需要政府政策性導(dǎo)向和引入社會(huì)資本進(jìn)行長(zhǎng)期可持續(xù)建設(shè)和發(fā)展。例如，國(guó)際上航天產(chǎn)業(yè)的一些核心技術(shù)都是由寡頭企業(yè)壟斷，由于利益驅(qū)使，其更加注重核心技術(shù)保護(hù)，使得其他國(guó)家難以獲取。而我國(guó)在掌握航天產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)中，具有較好產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)，核心技術(shù)研究就是要依靠企業(yè)原創(chuàng)性，要耐得住長(zhǎng)期投入和風(fēng)險(xiǎn)，建議河北省構(gòu)建出航天產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)創(chuàng)新保障平臺(tái)，增加航天產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)研發(fā)抗風(fēng)險(xiǎn)能力，關(guān)注國(guó)外航天同類(lèi)技術(shù)反向工程求解、結(jié)合我國(guó)本土技術(shù)，進(jìn)行核心技術(shù)再創(chuàng)新。在實(shí)現(xiàn)以河北省廊坊市為代表的航天產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)創(chuàng)新的過(guò)程中，要始終明確兩個(gè)支持問(wèn)題：一是結(jié)合國(guó)內(nèi)外航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形勢(shì)，解決關(guān)鍵性技術(shù)核心問(wèn)題，以點(diǎn)蓋面，充分把握住航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展必要性和特殊性，建立廊坊市航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展合理化機(jī)制，形成一種產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)發(fā)展穩(wěn)定環(huán)境。二是以中央國(guó)企混合制改革為背景，不斷整合河北省航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)鏈條，推進(jìn)航天產(chǎn)業(yè)軍用和民用相結(jié)合模式，更好地實(shí)現(xiàn)航天產(chǎn)業(yè)研發(fā)性向服務(wù)性模式轉(zhuǎn)化，促進(jìn)河北省及廊坊市區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)航天新興產(chǎn)業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展。
結(jié)語(yǔ)
航天戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，直接關(guān)系到我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)際地位，航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要性，主要體現(xiàn)在航天產(chǎn)業(yè)具有先天的戰(zhàn)略導(dǎo)向性和航天產(chǎn)業(yè)的技術(shù)多樣性和鏈條可擴(kuò)性，戰(zhàn)略導(dǎo)向性是航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要前提，而產(chǎn)業(yè)技術(shù)多樣性和鏈條可擴(kuò)性是航天產(chǎn)業(yè)推進(jìn)自身和促進(jìn)其他產(chǎn)業(yè)建設(shè)的著眼點(diǎn)，可見(jiàn)構(gòu)建我國(guó)大戰(zhàn)略背景下的航天產(chǎn)業(yè)航母，促進(jìn)河北省航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)客觀需求。河北省在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和培育新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)上，具有更加突出的京津翼黃金三角區(qū)地域優(yōu)勢(shì)、更加完備的產(chǎn)業(yè)配套服務(wù)保障體系和航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策性扶持導(dǎo)向優(yōu)勢(shì)。
近幾年，河北省航天戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得一定成績(jī)的同時(shí)，也暴露出一些明顯不足和問(wèn)題，主要是航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)集群模式偏低和缺失高新核心支持性技術(shù)，而產(chǎn)業(yè)集群模式是航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈條協(xié)同發(fā)展的保障性措施，高新核心技術(shù)支持是航天戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，也是推進(jìn)河北省其他產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新發(fā)展推動(dòng)力。對(duì)于當(dāng)前所存在的問(wèn)題，文中建設(shè)性提出促進(jìn)航天戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對(duì)策和建議，主要包括，航天產(chǎn)業(yè)集群模式和產(chǎn)業(yè)鏈條的協(xié)同創(chuàng)新，及河北省具有特色航天產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)創(chuàng)新。河北省航天戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要來(lái)自各方面的多維度創(chuàng)新，只有創(chuàng)新才能走出一條符合我國(guó)實(shí)際情況的航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路。我國(guó)航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是一項(xiàng)理論和實(shí)踐反復(fù)結(jié)合的工作，需要更多機(jī)構(gòu)和學(xué)者，進(jìn)行系統(tǒng)性和關(guān)鍵問(wèn)題研究，希望筆者文章關(guān)于河北省廊坊市航天戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展問(wèn)題探究，能起到拋磚引玉之作用，更加有利于航天戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)一步探討和研究。
（作者單位：北華航天工業(yè)學(xué)院；本文系2013年度北華航天工業(yè)學(xué)院科研基金項(xiàng)目“加速廊坊戰(zhàn)略性新興高端產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助推綠色崛起”階段性成果并受“河北省航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展軟科學(xué)研究基地”資助，項(xiàng)目編號(hào)：KY―2013―24）
【注釋】
①傅培瑜：《我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究》，東北財(cái)經(jīng)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010年，第6～9頁(yè)。
②張春玲：“加快培育我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的對(duì)策研究“，《生態(tài)經(jīng)濟(jì)》，2013年第3期，第30頁(yè)。
③王新新：“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育與發(fā)展策略研究“，《生產(chǎn)力研究》，2011年第8期，第155～157頁(yè)。
模擬實(shí)驗(yàn)是一種重要的科學(xué)技術(shù)研究方法，已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域[1-3]。社會(huì)發(fā)展與人類(lèi)進(jìn)步，迫切要求研究者日益關(guān)注新模擬實(shí)驗(yàn)方法的探討，以發(fā)現(xiàn)越來(lái)越復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題的未知特性，更好地揭示其內(nèi)在運(yùn)行機(jī)制。同時(shí)，研究者在科技論文中如何有效展示其模擬實(shí)驗(yàn)方法產(chǎn)生的效果，對(duì)提升論文價(jià)值，突出研究成果的創(chuàng)新性有重要意義。為此，在論述基本模擬類(lèi)型的基礎(chǔ)上，以近年來(lái)航空航天領(lǐng)域的某些中文科技論文為主要案例，探討模擬實(shí)驗(yàn)方法的最新進(jìn)展特征，提出屬性依賴(lài)法與現(xiàn)場(chǎng)依賴(lài)法，為解決更復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題提供新思路。
一、模擬的類(lèi)型
1.模擬的基本類(lèi)型
模擬是以科學(xué)技術(shù)理論與實(shí)踐為基礎(chǔ)，在一定環(huán)境與條件下，將研究對(duì)象用其它手段進(jìn)行模仿的一種實(shí)驗(yàn)方法。該方法不直接涉及研究對(duì)象固有的現(xiàn)象與過(guò)程本身，而是設(shè)計(jì)一個(gè)和該現(xiàn)象與過(guò)程相似的模型，并通過(guò)該模型間接地呈現(xiàn)出該現(xiàn)象與過(guò)程。模擬實(shí)驗(yàn)的目的主要是便于經(jīng)濟(jì)地檢驗(yàn)、驗(yàn)證、再現(xiàn)、發(fā)現(xiàn)或揭示該現(xiàn)象與過(guò)程的特征、演變規(guī)律與內(nèi)在機(jī)制。
模擬的基本類(lèi)型有物理模擬與計(jì)算機(jī)模擬。
物理模擬是制作和某現(xiàn)象與過(guò)程相似的物理模型，并對(duì)該模型研究，獲取該現(xiàn)象與過(guò)程的特征。
計(jì)算機(jī)模擬是利用計(jì)算機(jī)對(duì)某現(xiàn)象與過(guò)程進(jìn)行求解、分析、判斷以及圖像顯示等，得出該現(xiàn)象與過(guò)程的特征。計(jì)算機(jī)模擬有模型模擬和統(tǒng)計(jì)模擬兩種基本方法。
2.模擬實(shí)驗(yàn)方法的進(jìn)展特征
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)許多航空航天系統(tǒng)有越來(lái)越嚴(yán)格的性能要求[4-7]。為探索性能的未知特性，實(shí)時(shí)評(píng)估與預(yù)測(cè)性能退化軌跡，科學(xué)技術(shù)研究已經(jīng)從靜態(tài)發(fā)展到動(dòng)態(tài)、從線(xiàn)性發(fā)展到非線(xiàn)性、從確定性參數(shù)發(fā)展到不確定性參數(shù)、從不變性函數(shù)發(fā)展到多變性函數(shù)。面對(duì)這些新問(wèn)題，現(xiàn)有研究所采用的模擬實(shí)驗(yàn)方法取得了許多進(jìn)展。
以近年來(lái)航空航天技術(shù)領(lǐng)域的某些中文科技論文為案例，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，模擬實(shí)驗(yàn)方法的最新進(jìn)展以依賴(lài)問(wèn)題的屬性信息和現(xiàn)場(chǎng)信息為特征，旨在求解動(dòng)態(tài)、非線(xiàn)性、不確定性與多變性等復(fù)雜問(wèn)題，根據(jù)對(duì)問(wèn)題信息的依賴(lài)特征，將現(xiàn)有的模擬實(shí)驗(yàn)方法歸納為屬性依賴(lài)法與現(xiàn)場(chǎng)依賴(lài)法。
二、屬性依賴(lài)法
屬性依賴(lài)法是基于屬性、目標(biāo)屬性與層次屬性等3個(gè)信息要素的模擬實(shí)驗(yàn)方法。
屬性是問(wèn)題的抽象刻畫(huà)，表示問(wèn)題的性質(zhì)與關(guān)系。性質(zhì)表示問(wèn)題的固有特征，關(guān)系表示不同問(wèn)題之間的性質(zhì)傳承與影響。
目標(biāo)屬性是期望得到的對(duì)問(wèn)題屬性的某種解答或認(rèn)知。
層次屬性是目標(biāo)屬性的分解，即將目標(biāo)屬性分解為若干個(gè)子屬性。若子屬性彼此獨(dú)立，則稱(chēng)為同層次子屬性;否則稱(chēng)為非同層次子屬性。層次按從低到高的順序分為多層，目標(biāo)屬性依賴(lài)于最高層子屬性，最高層子屬性依賴(lài)于次高層子屬性，依次類(lèi)推，直到最低層子屬性。
根據(jù)目標(biāo)屬性的不同，屬性依賴(lài)法又細(xì)分為同步進(jìn)化法與層次進(jìn)化法。
1.同步進(jìn)化法
同步進(jìn)化法是將問(wèn)題分解成低一層次的多個(gè)彼此獨(dú)立的子問(wèn)題，用基本模擬方法逐個(gè)解決各子問(wèn)題，最后融合出結(jié)果。這是一種化整為零、逐個(gè)擊破、同步進(jìn)化的方法。具體做法是，若目標(biāo)屬性是由多個(gè)低一層次的獨(dú)立子屬性綜合構(gòu)成，則可以根據(jù)各獨(dú)立子屬性的特征，進(jìn)行子屬性模擬，然后推斷各子屬性的模擬結(jié)果，使各子屬性由低層次同步進(jìn)化至高層次，獲得目標(biāo)屬性特征。
例如，揭示航空發(fā)動(dòng)機(jī)非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)特征是相關(guān)領(lǐng)域的一個(gè)重要問(wèn)題。為此，文獻(xiàn)[7]綜合現(xiàn)有方法的優(yōu)點(diǎn)，提出一種振動(dòng)耦合動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算出系統(tǒng)非線(xiàn)性響應(yīng)，并在兩個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子模擬裝置上進(jìn)行模態(tài)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有很好的吻合性。
在這個(gè)案例中，非線(xiàn)性響應(yīng)特征問(wèn)題被分解為2個(gè)同層次的子問(wèn)題，即理論建模計(jì)算與模態(tài)實(shí)驗(yàn)，2個(gè)子問(wèn)題解答的融合是將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。可以看出，解決這2個(gè)子問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)?zāi)M方法分別是物理模擬和計(jì)算機(jī)模型模擬，經(jīng)過(guò)對(duì)2種模擬結(jié)果的對(duì)比檢驗(yàn)，最終推斷出航空發(fā)動(dòng)機(jī)非線(xiàn)性響應(yīng)的某些特征，為探索航空發(fā)動(dòng)機(jī)非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)特征提供了新思路。
2.層次進(jìn)化法
層次進(jìn)化法是將問(wèn)題按屬性層次由低到高地分解成多個(gè)前后有聯(lián)系的子問(wèn)題，用基本模擬方法逐步解決各子問(wèn)題，最后直接得到結(jié)果。該方法的特點(diǎn)是化整為零、逐步擊破、依次進(jìn)化。具體做法是，若目標(biāo)屬性可以分解為多個(gè)彼此低一層次的關(guān)聯(lián)子屬性，則可以根據(jù)各子屬性的特征，按照設(shè)計(jì)好的步驟，依次進(jìn)行子屬性模擬，逐步使屬性由低層次向高層次進(jìn)化，逼近目標(biāo)屬性特征。
例如，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的可靠性、維護(hù)性和保障性有重要影響。但是，現(xiàn)有研究主要關(guān)注故障診斷算法的有效性，尚未有效驗(yàn)證故障檢測(cè)率、定位率與虛警率等指標(biāo)，從而無(wú)法定量評(píng)價(jià)故障診斷系統(tǒng)性能。這里的問(wèn)題是如何定量評(píng)價(jià)故障診斷系統(tǒng)性能?
為此，文獻(xiàn)[4]將問(wèn)題分解為混合卡爾曼濾波器組故障診斷理論，發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)和故障診斷實(shí)驗(yàn)等3個(gè)不同層次的子問(wèn)題。這3個(gè)層次的進(jìn)化關(guān)系為：(1)用計(jì)算機(jī)模型模擬方法構(gòu)建混合卡爾曼濾波器組，為發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)奠定理論模型基礎(chǔ);(2)基于理論模型，針對(duì)民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的4種故障，用物理模型模擬方法搭建發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)，為故障診斷實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ);(3)基于故障診斷系統(tǒng)，用統(tǒng)計(jì)模擬法評(píng)價(jià)出發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)性能的定量指標(biāo)值。
在該案例中，依次解決3個(gè)子問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)?zāi)M方法分別是計(jì)算機(jī)模型模擬、物理模型模擬和統(tǒng)計(jì)模擬，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)故障診斷系統(tǒng)性能的定量評(píng)價(jià)，為工程實(shí)踐提供了重要依據(jù)。
三、現(xiàn)場(chǎng)依賴(lài)法
現(xiàn)場(chǎng)依賴(lài)法是基于時(shí)間序列和參數(shù)序列的模擬實(shí)驗(yàn)方法，時(shí)間序列和參數(shù)序列統(tǒng)稱(chēng)為序列。時(shí)間序列是將某現(xiàn)象的某一個(gè)指標(biāo)在不同時(shí)間上的各個(gè)數(shù)值按時(shí)間先后順序排列而形成的序列，序列中的信息與時(shí)間密切相關(guān)。參數(shù)序列是由某現(xiàn)象的某些特征值構(gòu)成的序列，序列中的信息與時(shí)間沒(méi)有關(guān)系。
現(xiàn)場(chǎng)依賴(lài)法是指依賴(lài)于問(wèn)題真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)信息的一種模擬實(shí)驗(yàn)方法，其特點(diǎn)是，在模擬實(shí)驗(yàn)中有現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)信息輸入、輸出與交流，可以及時(shí)矯正評(píng)估與預(yù)測(cè)結(jié)果。按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息特征，現(xiàn)場(chǎng)依賴(lài)法可以細(xì)分為時(shí)間序列依賴(lài)法與參數(shù)序列依賴(lài)法。
1.時(shí)間序列依賴(lài)法
時(shí)間序列依賴(lài)法是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息的輸入時(shí)間序列來(lái)實(shí)施輸出序列運(yùn)行軌跡評(píng)估與預(yù)測(cè)的一種模擬實(shí)驗(yàn)方法。
不確定性的輸入時(shí)間序列干擾會(huì)導(dǎo)致輸出時(shí)間序列運(yùn)行軌跡發(fā)生未知的非線(xiàn)性與多變性演化，通過(guò)將外界的真實(shí)或模擬真實(shí)的時(shí)序干擾輸入模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，獲取輸出時(shí)間序列的演化響應(yīng)機(jī)制，及時(shí)預(yù)測(cè)與矯正其運(yùn)行軌跡，可以為真實(shí)航空航天系統(tǒng)的可靠運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。
例如，為揭示大氣阻力導(dǎo)致衛(wèi)星軌道衰減的機(jī)制，文獻(xiàn)[1]構(gòu)建了模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，將地球扁率與大氣阻力攝動(dòng)影響作為輸入時(shí)間序列，通過(guò)模型模擬輸出軌道根數(shù)變化，獲取衛(wèi)星軌道高度衰減結(jié)果即輸出時(shí)間序列。其中，依賴(lài)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息是經(jīng)模擬改進(jìn)的用某衛(wèi)星高精度加速度儀測(cè)量得到的大氣密度數(shù)據(jù)。盡管熱層大氣密度數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出明顯的動(dòng)態(tài)、非線(xiàn)性、不確定性與多變性時(shí)序特征，模擬軌道序列與衛(wèi)星實(shí)際軌道序列仍然保持一致，發(fā)現(xiàn)了衛(wèi)星運(yùn)行軌跡演變的新特性，研究成果具有創(chuàng)新性。
2.參數(shù)序列依賴(lài)法
參數(shù)序列依賴(lài)法是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息的輸入?yún)?shù)序列來(lái)實(shí)施輸出序列運(yùn)行軌跡評(píng)估與預(yù)測(cè)的一種模擬實(shí)驗(yàn)方法。
常見(jiàn)參數(shù)有剛度、阻尼、固有頻率、壓力、流量與溫度等，多種參數(shù)的組合構(gòu)成參數(shù)序列。模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的參數(shù)序列取值應(yīng)該與真實(shí)系統(tǒng)的參數(shù)序列保持一致，才能可信賴(lài)地實(shí)施輸出序列運(yùn)行軌跡評(píng)估與預(yù)測(cè)。
例如，文獻(xiàn)[8]的衛(wèi)星在軌微振動(dòng)環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)，用物理模擬方法構(gòu)建出低頻彈性支撐裝置，揭示出自由邊界條件對(duì)衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)特征的影響機(jī)制，為提高衛(wèi)星在軌微振動(dòng)地面模擬實(shí)驗(yàn)精度奠定了基礎(chǔ)。其中，依賴(lài)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息是微振動(dòng)擾振，輸入?yún)?shù)序列為激振力參數(shù)，輸出序列為模擬衛(wèi)星彈性體的模態(tài)相應(yīng)。
四、結(jié) 語(yǔ)
基于科學(xué)技術(shù)問(wèn)題的屬性信息和現(xiàn)場(chǎng)信息特征，提出模擬實(shí)驗(yàn)的屬性依賴(lài)法與現(xiàn)場(chǎng)依賴(lài)法，可以解決動(dòng)態(tài)、非線(xiàn)性、不確定性與多變性問(wèn)題，為模擬實(shí)驗(yàn)方法的發(fā)展提供新思路。
模擬實(shí)驗(yàn)方法歸類(lèi)為科學(xué)技術(shù)研究方法論，合理運(yùn)用屬性依賴(lài)法與現(xiàn)場(chǎng)依賴(lài)法可以有效地驗(yàn)證或再現(xiàn)研究對(duì)象的表現(xiàn)，揭示其演變規(guī)律，發(fā)現(xiàn)某些未知特性。
在科技論文中，將屬性依賴(lài)法與現(xiàn)場(chǎng)依賴(lài)法產(chǎn)生的效果充分展示出來(lái)，能更好地突出研究成果的創(chuàng)新性。
關(guān)鍵詞：教學(xué)改革;航空救生;系統(tǒng)性;課程建設(shè)
隨著當(dāng)代教育教學(xué)改革的不斷深入，高等教育中教學(xué)理念也在不斷地拓展和發(fā)展，專(zhuān)業(yè)教學(xué)課程建設(shè)中把握“教與學(xué)”的整體性和系統(tǒng)性觀點(diǎn)在逐步被重視。從系統(tǒng)論看教學(xué)，是把原本屬于系統(tǒng)科學(xué)與哲學(xué)之間的這一中介理論移植到教學(xué)中來(lái)，把航空救生專(zhuān)業(yè)課程作為在學(xué)員基礎(chǔ)教育階段所涉及的唯一特色專(zhuān)業(yè)課，在課程建設(shè)中，更應(yīng)從系統(tǒng)的整體性出發(fā)解析教學(xué)系統(tǒng)中各要素之間的關(guān)系和相互作用，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè)。
一、航空救生專(zhuān)業(yè)教學(xué)要素分析
航空救生學(xué)是隨著航空航天技術(shù)教育的應(yīng)用與發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興學(xué)科，而航空救生專(zhuān)業(yè)教學(xué)的產(chǎn)生應(yīng)追溯到航空航天專(zhuān)業(yè)技術(shù)教育進(jìn)入高等教育領(lǐng)域，并隨著航空航天這一專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展而發(fā)展。
航空救生專(zhuān)業(yè)教學(xué)研究的客體是航空救生專(zhuān)業(yè)教學(xué)過(guò)程。課程建設(shè)中需要考慮的要素既有航空救生專(zhuān)業(yè)教員的教授情況、學(xué)生的認(rèn)知效果，又包括知識(shí)和信息的載體。該課程建設(shè)從理論教學(xué)層面上要達(dá)到航空救生法律法規(guī)、原理等教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合;從操作技能層面上要達(dá)到培養(yǎng)學(xué)員在惡劣的救生環(huán)境下能夠自我救生的技能，又有判別、評(píng)估救生條件熟練施救的能力。
二、構(gòu)建整體優(yōu)化的課程教學(xué)內(nèi)容
把握課程在人才培養(yǎng)目標(biāo)中的地位作用，課程目標(biāo)定位準(zhǔn)確，教學(xué)時(shí)間分配合理。教學(xué)內(nèi)容調(diào)整應(yīng)符合“面向戰(zhàn)場(chǎng)、貼近實(shí)戰(zhàn)、注重應(yīng)用、形成能力”的要求，具有實(shí)戰(zhàn)性、實(shí)用性、針對(duì)性。
在課程設(shè)計(jì)時(shí)，將航空救生專(zhuān)業(yè)課程劃分為教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)和教學(xué)內(nèi)容實(shí)施兩個(gè)部分。在教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)中，學(xué)員是學(xué)習(xí)的主體，航空救生教學(xué)內(nèi)容是學(xué)習(xí)的客體，教員則是學(xué)習(xí)的組織者、控制者，在這部分設(shè)計(jì)中要注重學(xué)員“學(xué)”的效果。在航空救生學(xué)教學(xué)實(shí)施部分，教員是施教活動(dòng)的主體，航空救生教學(xué)內(nèi)容是施教的客體，學(xué)員則是教員施教的對(duì)象，這部分要注重“教”的藝術(shù)性。
從宏觀上看，學(xué)員學(xué)習(xí)或航空救生專(zhuān)業(yè)教員教授有學(xué)年、學(xué)期、單元、課時(shí)之分;從微觀上看，學(xué)員與教員之間或?qū)W員、教員與航空救生教學(xué)媒體之間的相互作用無(wú)時(shí)無(wú)刻不在時(shí)間流程中消長(zhǎng)。因此在課程建設(shè)過(guò)程中，除了注重“教”與“學(xué)”的空間上的聯(lián)系，還要注重二者在時(shí)間上的連續(xù)性。
有兩種觀點(diǎn)，一是認(rèn)為在學(xué)校期間對(duì)航空救生專(zhuān)業(yè)學(xué)員教學(xué)的培養(yǎng)應(yīng)偏重理論教學(xué)，忽視實(shí)踐教學(xué);二是認(rèn)為航空救生專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)注重實(shí)際救生技能的培養(yǎng)，而航空救生學(xué)的理論知識(shí)不需要花費(fèi)太多的課時(shí)去教授。實(shí)踐證明，上述的兩種觀點(diǎn)都是不符合學(xué)習(xí)規(guī)律的，二者應(yīng)是相輔相成、缺一不可的。
三、建設(shè)結(jié)構(gòu)合理、高水平的教學(xué)科研教員隊(duì)伍
航空救生專(zhuān)業(yè)教學(xué)系統(tǒng)的首要功能是滿(mǎn)足現(xiàn)代化航空作戰(zhàn)中對(duì)遇險(xiǎn)飛行人員的救生，提高戰(zhàn)斗力。其次是滿(mǎn)足軍民融合式航空救生模式，對(duì)民間航空、航海遇險(xiǎn)人員的救生。
航空救生專(zhuān)業(yè)教學(xué)雖是在學(xué)員高等基礎(chǔ)教育階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容，但它不同于高等院校教學(xué)中的基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容，它具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性。在教員隊(duì)伍的建設(shè)中，不僅要求教員具有堅(jiān)實(shí)的理論教學(xué)功底，而且要求有敏銳、嫻熟的實(shí)際操作技能，包括案例分析能力、個(gè)人生存能力等。教員應(yīng)具有能夠定向控制學(xué)員對(duì)知識(shí)由迷茫到明白、從無(wú)疑處生疑、從困惑到熟悉再到靈活運(yùn)用的無(wú)序到有序的方向發(fā)展的能力。
四、探索運(yùn)用先進(jìn)科學(xué)的教學(xué)方法手段
采用先進(jìn)的教學(xué)方法手段是航空救生專(zhuān)業(yè)教學(xué)課程建設(shè)的另一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。先進(jìn)的教學(xué)方法是達(dá)到良好教學(xué)效果的橋梁，好的教學(xué)方法往往能夠達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。在航空救生專(zhuān)業(yè)教學(xué)課程建設(shè)中可采用以下幾種教學(xué)方法。
1.普及信息化教學(xué)
在加快信息化軟、硬件平臺(tái)建設(shè)的同時(shí)，依據(jù)教學(xué)需要調(diào)整充實(shí)課程內(nèi)容，豐富功能和手段。傳統(tǒng)教學(xué)媒體，例如實(shí)物標(biāo)本、模型、圖片、地圖、表格等，還有現(xiàn)代教學(xué)媒體，包括聽(tīng)覺(jué)媒體、視覺(jué)媒體、視聽(tīng)媒體等。但面對(duì)如此多的教學(xué)媒體，教員必須慎重選擇，防止在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)員感到媒介手段多亂雜。另一方面是修改充實(shí)航空救生學(xué)科網(wǎng)站，豐富學(xué)科網(wǎng)站的內(nèi)容，增強(qiáng)網(wǎng)站的吸引力，努力提高網(wǎng)站的利用率。
2.拓展開(kāi)放式教學(xué)
堅(jiān)持面向部隊(duì)、面向兄弟院校，加大人才和信息資源交流力度。積極與軍地院校和部隊(duì)定點(diǎn)掛鉤，鼓勵(lì)教員到外面去進(jìn)修和參加軍內(nèi)外學(xué)術(shù)研討活動(dòng)，推動(dòng)信息資源共享。
3.推廣案例、戰(zhàn)例教學(xué)
改變航空救生課程教學(xué)的板書(shū)加多媒體的傳統(tǒng)說(shuō)教方式，力爭(zhēng)拓寬案例式教學(xué)思路。教學(xué)將由典型案例展開(kāi)，做到清晰描述、針對(duì)性提問(wèn)、充分討論、點(diǎn)評(píng)到位、指導(dǎo)實(shí)踐，使學(xué)員樂(lè)于參與。在總結(jié)提高案例教學(xué)的基礎(chǔ)上，拓展案例、戰(zhàn)例搜集渠道，建立綜合案例庫(kù)，切實(shí)提高學(xué)員運(yùn)用基本理論分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
參考文獻(xiàn)：
中國(guó)探測(cè)火星的先行者
“螢火1”號(hào)是中國(guó)探測(cè)火星的先行者。研制團(tuán)隊(duì)從2006年10月開(kāi)始預(yù)研到2009年6月勝利完成，僅用了32個(gè)月(一般需要5年時(shí)間左右)，他們克服的技術(shù)難關(guān)數(shù)不勝數(shù)，其中尤以在－260℃的超低溫環(huán)境中“螢火1”號(hào)不被“凍死”的深冷環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)、活動(dòng)部件及電子器件的休眠一喚醒技術(shù)、整星磁清潔控制技術(shù)、深空測(cè)控技術(shù)、姿控自主控制技術(shù)這5道關(guān)隘更為險(xiǎn)峻、艱難。
“螢火1”號(hào)高60厘米，長(zhǎng)和寬均為75厘米，太陽(yáng)帆板展開(kāi)可達(dá)7.85米，重110千克，設(shè)計(jì)壽命2年。裝有離子探測(cè)包、光學(xué)成像儀、磁通門(mén)磁強(qiáng)計(jì)、掩星探測(cè)接收機(jī)等8樣特種設(shè)備，用以探測(cè)火星的空間磁場(chǎng)、電離層和粒子分布及其變化規(guī)律；探測(cè)火星大氣離子的逃逸率；探測(cè)火星的地形、地貌和沙塵暴以及探測(cè)火星上水消失的原因等等。
“螢火1”號(hào)將與其同伴“福布斯?格朗特”并肩飛行10個(gè)月，然后分道揚(yáng)鑣獨(dú)自進(jìn)入繞火星的橢圓形軌道，在近火點(diǎn)(距離火星最近點(diǎn))800千米和遠(yuǎn)火點(diǎn)(距離火星最遠(yuǎn)點(diǎn))80000千米，軌道傾角正負(fù)5°的火星大橢圓軌道上實(shí)施探測(cè)任務(wù)。
探測(cè)火星意義非凡
回顧對(duì)火星的探測(cè)，1962年11月1日蘇聯(lián)發(fā)射的“火星1”號(hào)探測(cè)器開(kāi)啟了人類(lèi)探測(cè)火星的先河。近半個(gè)世紀(jì)里，世界各國(guó)曾先后向火星發(fā)射了30多個(gè)探測(cè)器，其中不乏佼佼者，如蘇聯(lián)發(fā)射的“火星3”號(hào)探測(cè)器，美國(guó)發(fā)射的“勇氣”號(hào)、“機(jī)遇”號(hào)和“鳳凰”號(hào)探測(cè)器等，都取得了世人矚目的成果。但毋庸諱言，約有2／3的探測(cè)器均未能完成使命，或命殞天宇或不知所終。盡管如此，人類(lèi)探測(cè)火星的熱情并未減低，美國(guó)航空航天局已計(jì)劃在2011年發(fā)射“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”，歐洲航天局則計(jì)劃于2013年發(fā)射“火星生物學(xué)”探測(cè)器。俄羅斯、中國(guó)等國(guó)也均有探測(cè)火星的計(jì)劃與行動(dòng)。
正如美國(guó)著名天文學(xué)家卡爾?薩根所說(shuō)，探測(cè)火星對(duì)保護(hù)地球的氣候條件意義重大，因?yàn)榇蠹s在40億年前，火星和地球的氣候相似，火星上甚至江河湖海一應(yīng)俱全。未知的原因竟導(dǎo)致火星變成今天這個(gè)樣子。探索火星氣候的突變，對(duì)今日的地球顯然有著現(xiàn)實(shí)意義和借鑒作用。探測(cè)火星或許能夠找到火星上曾經(jīng)有過(guò)的生命痕跡，如果真有所獲，可能意味著只要條件許可，生命就能在宇宙中的行星上繁衍。探測(cè)火星更能反映一個(gè)國(guó)家的綜合力量和高新科技水平及經(jīng)濟(jì)實(shí)力，無(wú)疑將提升中國(guó)的國(guó)際地位和在太空領(lǐng)域中的發(fā)言權(quán)。
登陸火星任重道遠(yuǎn)
從1970年4月24日一號(hào)運(yùn)載火箭成功將東方紅一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射到近地軌道的第一次“一飛沖天”，到2016年10月19日中國(guó)火箭有限公司正式組建成立，從而開(kāi)啟火箭“商業(yè)化時(shí)代”?！爸袊?guó)航天人成功打造了‘’這一國(guó)際知名運(yùn)載火箭品牌，并打破了外國(guó)商業(yè)發(fā)射的壟斷?！敝袊?guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院院長(zhǎng)李洪說(shuō)。
“運(yùn)載火箭的能力有多大，中國(guó)航天的舞臺(tái)就有多大?！碑?dāng)火箭迎來(lái)新機(jī)遇，中國(guó)商業(yè)航天的發(fā)展也邁向新。11月3日，我國(guó)新一代無(wú)毒無(wú)污染的大型運(yùn)載火箭五號(hào)在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)首飛成功，意味著中國(guó)火箭的運(yùn)載能力從近地軌道10噸級(jí)提升至25噸級(jí)，躋身世界前三的航天強(qiáng)國(guó)之列。
“五號(hào)填補(bǔ)了我國(guó)大推力運(yùn)載火箭的空白?！眹?guó)防科工局系統(tǒng)工程司副司長(zhǎng)趙堅(jiān)介紹，五號(hào)將為我國(guó)載人航天空間站工程、載人登月工程、探月工程三期、探火工程、二代導(dǎo)航二期等重大航天工程項(xiàng)目提供高性能運(yùn)載工具。
為什么五號(hào)序號(hào)排在前面，卻比六號(hào)、七號(hào)飛得更晚呢？航天科技集團(tuán)一院運(yùn)載火箭系列總設(shè)計(jì)師龍樂(lè)豪院士表示，這是因?yàn)?，五?hào)是最早立項(xiàng)的，長(zhǎng)六、長(zhǎng)七的技術(shù)都是由長(zhǎng)五牽引而來(lái)。因此，長(zhǎng)五的首飛成功，也意味著我國(guó)新一代運(yùn)載火箭型譜已經(jīng)基本形成。
“中國(guó)航天在今后半個(gè)世紀(jì)內(nèi)都要靠‘長(zhǎng)五’奠基?！痹瓏?guó)家航天局局長(zhǎng)欒恩杰院士如是說(shuō)。
如果說(shuō)五號(hào)首飛成功，為中國(guó)航天打開(kāi)了未來(lái)發(fā)展之門(mén)，那么商業(yè)航天領(lǐng)域中國(guó)也在加速布局。11月10日，我國(guó)首顆商業(yè)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星――“瀟湘一號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地搭載十一號(hào)運(yùn)載火箭成功發(fā)射， 同時(shí)搭載的還有“麗水一號(hào)”商業(yè)衛(wèi)星。標(biāo)志著我國(guó)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星向商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化邁出了重要一步。
“瀟湘一號(hào)”衛(wèi)星是基于國(guó)際立方星標(biāo)準(zhǔn)的一顆微小衛(wèi)星，采用6U結(jié)構(gòu)，重8KG，設(shè)計(jì)壽命為半年到一年左右。由商業(yè)航天民營(yíng)企業(yè)天儀研究院自主研制?！盀t湘一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射入軌后將進(jìn)行多項(xiàng)航天新技術(shù)試驗(yàn)，其中包括空間軟件無(wú)線(xiàn)電試驗(yàn)、導(dǎo)航信號(hào)增強(qiáng)試驗(yàn)、新型星載計(jì)算機(jī)搭載試驗(yàn)、高精度光學(xué)穩(wěn)像試驗(yàn)等，由天儀研究院和航天一院十四所、中科院光電院等航天傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)單位聯(lián)合研制。
今年12月份，天儀研究院還將發(fā)射一顆與歐洲公司聯(lián)合研制的微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。
國(guó)內(nèi)政策最早涉及航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展是在2014年，深圳出臺(tái)了關(guān)于航空航天產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)項(xiàng)扶持政策。自2014年開(kāi)始至2020年連續(xù)7年，深圳市財(cái)政每年安排10億元，設(shè)立市未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)資金，用于支持航空航天產(chǎn)業(yè)及其他未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目建設(shè)等。
隨后，國(guó)家對(duì)航天商業(yè)化的政策支持力度只增不減。今年5月，國(guó)家發(fā)改委《關(guān)于實(shí)施制造業(yè)升級(jí)改造重大工程包》中，“商業(yè)航天產(chǎn)品發(fā)展工程”作為10大重點(diǎn)工程之一位列其中。
隨著我國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地落戶(hù)武漢以及中國(guó)火箭有限公司、長(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)有限公司等國(guó)有企業(yè)和諸多民營(yíng)航天企業(yè)的成立，中國(guó)也將迎來(lái)商業(yè)航天的熱潮。
商業(yè)航天潛力巨大
由于市場(chǎng)對(duì)商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，公眾對(duì)“太空旅游”的熱情也持續(xù)高漲，世界主要航天國(guó)家、組織和企業(yè)都在大力發(fā)展商業(yè)航天，業(yè)務(wù)范圍正在從傳統(tǒng)的商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射和應(yīng)用擴(kuò)展到商業(yè)載人航天飛行等領(lǐng)域。比如，歐洲航天局公布的國(guó)際“月球村”計(jì)劃；中國(guó)公布的空間引力波探測(cè)計(jì)劃、火星探測(cè)計(jì)劃；霍金提出的長(zhǎng)距離太空旅行項(xiàng)目等。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年，全球預(yù)計(jì)進(jìn)行118次發(fā)射，其中商業(yè)發(fā)射預(yù)計(jì)36次。未來(lái)全球商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)需求繼續(xù)保持強(qiáng)勁，有關(guān)測(cè)算顯示，2016年至2020年，全球每年發(fā)射的1kg-50kg小衛(wèi)星數(shù)量將超過(guò)200顆，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到410顆。
全球商業(yè)航天發(fā)射領(lǐng)域目前仍是歐美公司占據(jù)主流，尤其在美國(guó)，除了波音公司等傳統(tǒng)巨頭，私營(yíng)企業(yè)紛紛崛起，比如美國(guó)太空探索技術(shù)公司（Space X）、星球?qū)嶒?yàn)室（Planet Labs），同時(shí)以Google為代表的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也進(jìn)軍航天領(lǐng)域。
近年來(lái)，全球航天產(chǎn)業(yè)每年都以6%到7%的速度快速增長(zhǎng)。據(jù)美國(guó)航天基金會(huì)的《2015年航天報(bào)告》統(tǒng)計(jì)，目前全球航天經(jīng)濟(jì)總量約3300億美元，其中商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)占比高達(dá)76%。原本由政府主導(dǎo)的航天產(chǎn)業(yè)正逐漸走向大眾消費(fèi)時(shí)代。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)航天科技集團(tuán)第十三研究所所長(zhǎng)王巍在格局商學(xué)院與企業(yè)家們對(duì)話(huà)時(shí)表示，隨著航天科技的發(fā)展以及太空能源的開(kāi)發(fā)，曾經(jīng)一度被視為遙不可及的航天高新科技，正在拉近與普通百姓的距離，催生了新興的經(jīng)濟(jì)形態(tài)。
王巍認(rèn)為，以太空旅游為例：每位游客飛行10天需要支付給俄羅斯2000萬(wàn)美元以上的高額費(fèi)用。它既是新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，又拉動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)還可以滿(mǎn)足人類(lèi)探險(xiǎn)與挑戰(zhàn)極限的心理。此外，房車(chē)、游艇未來(lái)也有很大的發(fā)展空間。他希望企業(yè)家投資這一片藍(lán)海，與航天系統(tǒng)合作開(kāi)發(fā)出更多的相關(guān)產(chǎn)品，共同促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步。
國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢(xún)委員會(huì)預(yù)測(cè)，“十三五”期間，中國(guó)航天工業(yè)的整體產(chǎn)值將突破5000億元。另有分析指出，僅衛(wèi)星應(yīng)用這一領(lǐng)域的產(chǎn)值就將在2020年達(dá)到5000億元，整體產(chǎn)值將達(dá)到8000億元至10000億元的水平。
根據(jù)正在編制中的航天發(fā)展“十三五”規(guī)劃總體思路，運(yùn)載火箭、衛(wèi)星應(yīng)用、空間寬帶互聯(lián)網(wǎng)三大工程將是航天工業(yè)未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)。2016年8月5日，《武漢國(guó)家航天產(chǎn)業(yè)基地實(shí)施方案》正式獲得國(guó)家發(fā)改委批復(fù)。該基地是我國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)基地，基地以發(fā)展商業(yè)航天為主導(dǎo)，以新一代航天發(fā)射及應(yīng)用為核心，通過(guò)科技創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，打造航天運(yùn)載火箭及發(fā)射服務(wù)、衛(wèi)星平臺(tái)及載荷、空間信息應(yīng)用服務(wù)、航天地面設(shè)備及制造等四大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
預(yù)計(jì)到2020年，武漢國(guó)家航天產(chǎn)業(yè)基地將打造年產(chǎn)50發(fā)運(yùn)載火箭的生產(chǎn)能力，以及年產(chǎn)40顆100公斤以上、100顆100公斤以下商用衛(wèi)星的制造能力，力爭(zhēng)在2020年產(chǎn)值達(dá)到300億元。
中國(guó)航天科工集團(tuán)董事長(zhǎng)高紅衛(wèi)指出，《武漢國(guó)家航天產(chǎn)業(yè)基地實(shí)施方案》的批復(fù)標(biāo)志著我國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入到一個(gè)歷史性的新階段。航天科工準(zhǔn)備配合武漢國(guó)家航天產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)和發(fā)展做出自己的努力與貢獻(xiàn)，在商業(yè)航天領(lǐng)域，將主要以武漢國(guó)家航天產(chǎn)業(yè)基地為依托，持續(xù)推動(dòng)以下五大商業(yè)航天項(xiàng)目實(shí)施：飛云工程，對(duì)應(yīng)無(wú)人機(jī)載區(qū)域網(wǎng)及其應(yīng)用項(xiàng)目；快云工程，對(duì)應(yīng)臨近空間飛艇載局域網(wǎng)及其應(yīng)用項(xiàng)目；行云工程，對(duì)應(yīng)星載窄帶全球移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用項(xiàng)目；虹云工程，對(duì)應(yīng)星載寬帶全球移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用項(xiàng)目；騰云工程，對(duì)應(yīng)空天往返飛行器及其應(yīng)用項(xiàng)目。
這五大商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)工程涉及多類(lèi)運(yùn)載系統(tǒng)、多類(lèi)天基與空基平臺(tái)、多類(lèi)有效載荷以及多類(lèi)地面支持系統(tǒng)的研發(fā)生產(chǎn)，并帶動(dòng)多類(lèi)地面應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與運(yùn)行。五大工程的開(kāi)發(fā)與構(gòu)建，時(shí)間跨度將超過(guò)十年，涉及子工程及分系統(tǒng)數(shù)千項(xiàng)，預(yù)計(jì)投資超千億，產(chǎn)出超千億。未來(lái)，航天科工將集中精力抓好系統(tǒng)總體方案論證與設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、綜合集成、大型地面試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)、商業(yè)發(fā)射以及與政府、國(guó)際組織、航天發(fā)射相關(guān)機(jī)構(gòu)的綜合協(xié)調(diào)，為武漢國(guó)家航天產(chǎn)業(yè)基地的建設(shè)發(fā)展、生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)揮核心作用，為推動(dòng)我國(guó)的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
創(chuàng)新商業(yè)模式和跨界融合應(yīng)用正在吸引大量資本進(jìn)入。泰伯智庫(kù)數(shù)據(jù)顯示，2015年太空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的企業(yè)融資總額達(dá)到178億元人民幣，風(fēng)險(xiǎn)投資呈井噴式增長(zhǎng)，與太空經(jīng)濟(jì)相關(guān)的初創(chuàng)公司的數(shù)量也在近5年內(nèi)增速加快，平均每年有8家新公司成立，而此前15年的風(fēng)險(xiǎn)投資總額，只有33億元人民幣，并且包括下游行業(yè)地理信息應(yīng)用在內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)投資數(shù)據(jù)。如今，騰訊、阿里巴巴、百度、360奇虎等互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛投資太空經(jīng)濟(jì)，還涌現(xiàn)出了信威、零壹空間、翎客等一批新興的私營(yíng)航天公司。
“中國(guó)版”商業(yè)航天模式
據(jù)報(bào)道，中國(guó)航天科工集團(tuán)公司將全面進(jìn)軍商業(yè)航天領(lǐng)域。2017年，系列火箭計(jì)劃實(shí)施14次商業(yè)航天發(fā)射，將把委內(nèi)瑞拉遙感二號(hào)、中星6C等27顆商業(yè)衛(wèi)星送入太空。
航天科技集團(tuán)總工程師孫為鋼介紹，目前該集團(tuán)公司已經(jīng)形成現(xiàn)役和新一代運(yùn)載火箭型譜，既有常規(guī)發(fā)射能力，也擁有快速機(jī)動(dòng)發(fā)射能力，可以實(shí)現(xiàn)單星、多星、搭載等發(fā)射。
針對(duì)市場(chǎng)需求日益多元化的特點(diǎn)，為滿(mǎn)足綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展以及快速響應(yīng)的小衛(wèi)星發(fā)射需求，航天科技集團(tuán)推出了以六號(hào)和十一號(hào)為代表的小型化、低成本運(yùn)載火箭，其已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，并投入商業(yè)發(fā)射服務(wù)。現(xiàn)役火箭在完成主業(yè)的同時(shí)，也將增強(qiáng)商業(yè)發(fā)射服務(wù)力度。
據(jù)悉，該集團(tuán)公司正在打造“商業(yè)版狀態(tài)”火箭，并針對(duì)商業(yè)項(xiàng)目探索創(chuàng)新火箭發(fā)射工作模式，降低發(fā)射測(cè)控成本。后續(xù)，該集團(tuán)公司將陸續(xù)推出和完善新一代小型、中型運(yùn)載火箭系列，為未來(lái)商業(yè)航天發(fā)射提供堅(jiān)強(qiáng)的保障。
在新的消費(fèi)需求面前，航天技術(shù)向大眾化、商業(yè)化、生活化發(fā)展。未來(lái)的商業(yè)火箭發(fā)射也能像“網(wǎng)約車(chē)”一樣進(jìn)入“拼”時(shí)代嗎？新成立的中國(guó)火箭有限公司為人們揭開(kāi)了這一神秘面紗?！疤諏?zhuān)車(chē)、太空順風(fēng)車(chē)、太空班車(chē)”的業(yè)務(wù)組合模式將成為業(yè)內(nèi)首個(gè)全維度發(fā)射服務(wù)解決方案，共享經(jīng)濟(jì)將同樣被應(yīng)用于中國(guó)商業(yè)火箭的發(fā)射模式當(dāng)中。
中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院黨委書(shū)記兼副院長(zhǎng)郝照平指出：火箭公司依托中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院在航天發(fā)射領(lǐng)域的突出優(yōu)勢(shì)，嫁接多元客戶(hù)的不同需求，推出的“三車(chē)”（太空專(zhuān)車(chē)、太空順風(fēng)車(chē)、太空班車(chē)）計(jì)劃，將在發(fā)射服務(wù)、空間資源利用、太空旅游方面為廣大消費(fèi)者提供個(gè)性化產(chǎn)品與服務(wù)，打造一個(gè)開(kāi)放、共享的商業(yè)航天生態(tài)圈，與業(yè)內(nèi)同仁共同推動(dòng)商業(yè)航天市場(chǎng)向前發(fā)展。
“太空班車(chē)”的發(fā)射服務(wù)模式能夠在指定的時(shí)間和地點(diǎn)，帶多顆衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道；“太空專(zhuān)車(chē)”將根據(jù)客戶(hù)指定的時(shí)間和軌道，提供專(zhuān)屬的發(fā)射服務(wù)；“太空順風(fēng)車(chē)”會(huì)根據(jù)發(fā)射主任務(wù)的剩余運(yùn)載能力，提供指定時(shí)間與軌道的發(fā)射服務(wù)。
“未來(lái)絕不能用搞國(guó)家重點(diǎn)工程的思路去搞商業(yè)航天?！敝袊?guó)火箭有限公司總裁韓慶平坦言，“我們要開(kāi)發(fā)一種全新的火箭研制模式。”中國(guó)航天60年走來(lái)，一直是以保證高可靠為宗旨，而商業(yè)航天看重的是降成本和快速反應(yīng)，“我們必須在高可靠和低成本、快速反應(yīng)之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)?！蓖ㄟ^(guò)與合作伙伴一起打造商業(yè)航天的共享經(jīng)濟(jì)，未來(lái)的“航天+”體系更具有競(jìng)爭(zhēng)力，不僅是聽(tīng)上去很美好，更是行動(dòng)的實(shí)力派。在技術(shù)、產(chǎn)品、資本、基礎(chǔ)設(shè)施以及市場(chǎng)層面，合作伙伴將共同分享“航天+”大眾消費(fèi)的紅利。
未來(lái)5年至10年內(nèi)，中國(guó)商業(yè)航天還將完成亞軌道重復(fù)使用飛行器的研制、積極開(kāi)展亞軌道旅游業(yè)務(wù)，同時(shí)推動(dòng)商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)和體驗(yàn)園的建設(shè)。中國(guó)火箭公司將針對(duì)個(gè)人用戶(hù)推出太空旅游服務(wù)，相關(guān)服務(wù)套餐的價(jià)格預(yù)計(jì)在20萬(wàn)美元左右。
當(dāng)中國(guó)航天步入“商用時(shí)代”，包括商業(yè)火箭發(fā)射、微小衛(wèi)星、商業(yè)遙感等都將成為航天技術(shù)商用的熱點(diǎn)。中國(guó)航天科技集團(tuán)第十二研究院院長(zhǎng)薛惠鋒表示，隨著軍民融合的推進(jìn)，中國(guó)高端航天技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)將加快推向國(guó)際市場(chǎng)。
郝照平表示，火箭公司未來(lái)將著眼于國(guó)際、國(guó)內(nèi)兩個(gè)市場(chǎng)，統(tǒng)籌利用各種資源，以自身技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)為載體，積極參與全球航天產(chǎn)業(yè)合作與競(jìng)爭(zhēng)，融入國(guó)際航天產(chǎn)業(yè)鏈，掌握世界航天領(lǐng)域話(huà)語(yǔ)權(quán)，讓中國(guó)商業(yè)航天企業(yè)更加具有“國(guó)際范兒”。
中國(guó)商業(yè)航天的優(yōu)勢(shì)與不足
中國(guó)火箭公司要進(jìn)軍國(guó)際商業(yè)航天市場(chǎng)，必然會(huì)直面已經(jīng)先行一步的美國(guó)私人航天公司的競(jìng)爭(zhēng)。在美國(guó)國(guó)家行政、法規(guī)以及專(zhuān)利領(lǐng)域的大力支持下，美國(guó)私人航天公司初步取得先發(fā)優(yōu)勢(shì)，尤其是SpaceX公司憑借扁平化的組織架構(gòu)和成熟的貨柜式產(chǎn)品管理模式，已經(jīng)成為美國(guó)最主要的航天企業(yè)之一。
與SpaceX公司相比，中國(guó)火箭公司有什么優(yōu)勢(shì)呢？韓慶平表示，首先，在最關(guān)鍵的可靠性上，我們占據(jù)優(yōu)勢(shì)，畢竟經(jīng)過(guò)歷次重大發(fā)射任務(wù)的檢驗(yàn)，系列火箭的可靠性世界排名第一。
其次，中國(guó)火箭公司有非常完整的火箭型譜，目前已開(kāi)放了五款商業(yè)型運(yùn)載火箭，它們的運(yùn)載能力從幾百公斤到二十幾噸，能更好滿(mǎn)足消費(fèi)者多元的發(fā)射需求，相比之下，SpaceX公司目前只有“獵鷹1”和“獵鷹9”兩型運(yùn)載火箭。采用液體燃料的火箭可提供最短90天的發(fā)射服務(wù)周期，而固體發(fā)動(dòng)機(jī)的火箭發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間可以壓縮到幾十小時(shí)，對(duì)于發(fā)射時(shí)間要求高的客戶(hù)而言尤其具有吸引力。
此外，SpaceX公司能擊敗波音公司等老牌美國(guó)航天巨頭的最主要優(yōu)勢(shì)是價(jià)格低，據(jù)稱(chēng)其報(bào)價(jià)甚至比中國(guó)還要少20%。韓慶平說(shuō)，中國(guó)航天發(fā)射的相對(duì)價(jià)格高，是由于以往的封閉采購(gòu)體制造成的。在掛牌儀式上，中國(guó)火箭公司已經(jīng)公開(kāi)承諾，通過(guò)改變以往的管理體制，實(shí)現(xiàn)全球化貨架采購(gòu)模式，未來(lái)中國(guó)的商業(yè)航天發(fā)射價(jià)格可以降低30%。
2015年中國(guó)航天成功實(shí)施兩次國(guó)際商業(yè)發(fā)射和四次國(guó)內(nèi)商業(yè)發(fā)射。薛惠鋒認(rèn)為，中國(guó)已具備發(fā)展商業(yè)航天的基本條件和能力，目前已有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)使中國(guó)在發(fā)展商業(yè)航天方面底氣十足。
航天科技作為“高精尖”技術(shù)，其直接或者間接回報(bào)都十分豐厚。巨額的投入對(duì)于少數(shù)國(guó)有航天企業(yè)來(lái)說(shuō)相對(duì)壓力較小，可對(duì)于像零壹空間、翎客等民營(yíng)航天創(chuàng)業(yè)型企業(yè)來(lái)說(shuō)，可謂“壓力山大”。
據(jù)了解，翎客航天在注冊(cè)成立之初獲得融資數(shù)額為1600萬(wàn)元人民幣。雖說(shuō)對(duì)于一家剛成立的創(chuàng)業(yè)公司來(lái)說(shuō)，這是一筆不小的投資，可是面對(duì)數(shù)千億美元體量的市場(chǎng)，企業(yè)在發(fā)展的道路上還是會(huì)出現(xiàn)“心有余而力不足”。
對(duì)于一個(gè)以技術(shù)為核心競(jìng)爭(zhēng)力的領(lǐng)域，技術(shù)的先進(jìn)與否決定著企業(yè)占據(jù)市場(chǎng)的大小。雖然中國(guó)在火箭運(yùn)載能力、衛(wèi)星系統(tǒng)壽命等方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是與國(guó)外航天市場(chǎng)相比較，無(wú)論是國(guó)內(nèi)航天領(lǐng)域的傳統(tǒng)巨頭，還是新興的民營(yíng)企業(yè)，都在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營(yíng)等方面顯得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不足，存在技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、各自為戰(zhàn)等問(wèn)題，并且尚未建立完整的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)系統(tǒng)。
此外，航天商業(yè)化方面的法律法規(guī)不健全、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)體制不完善等問(wèn)題也亟待解決。航天科技集團(tuán)科技委主任包為民表示，太空活動(dòng)應(yīng)該在法律框架下進(jìn)行，否則可能因此影響商業(yè)航天后續(xù)發(fā)展。
“有種商業(yè)航天活動(dòng)理念，是用多顆小衛(wèi)星、微小衛(wèi)星或納衛(wèi)星代替大衛(wèi)星。很多人一擁而上，小衛(wèi)星滿(mǎn)天飛。”包為民說(shuō)，小衛(wèi)星看似成本低，但壽命、功能都有限，對(duì)大衛(wèi)星的替代只能在較短時(shí)間內(nèi)?，F(xiàn)在小衛(wèi)星發(fā)得越多，將來(lái)空間垃圾可能會(huì)越多。
1 太空發(fā)電站的發(fā)展背景
太空發(fā)電站一般也稱(chēng)為空間太陽(yáng)能電站（SPS或SSPS），它是指在空間將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過(guò)無(wú)線(xiàn)能量傳輸方式傳輸?shù)降孛娴碾娏ο到y(tǒng)。建造太空發(fā)電站是開(kāi)發(fā)利用空間資源的重要手段，其整體構(gòu)想最早由美國(guó)科學(xué)家彼得?格拉賽（Peter Glaser）于1968年提出。
太空發(fā)電站核心組成包括三大部分：太陽(yáng)能發(fā)電裝置、能量轉(zhuǎn)換和發(fā)射裝置、地面接收和轉(zhuǎn)換裝置。太陽(yáng)能發(fā)電裝置用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能;能量轉(zhuǎn)換裝置用于將電能轉(zhuǎn)換成微波或激光等形式（激光也可以直接通過(guò)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化），并利用發(fā)射裝置向地面發(fā)送波束;地面接收系統(tǒng)用于接收空間傳輸?shù)牟ㄊ?，通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置將其轉(zhuǎn)換成電能接入電網(wǎng)。整個(gè)過(guò)程將經(jīng)歷太陽(yáng)能-電能-微波（激光）-電能的能量轉(zhuǎn)變過(guò)程。
作為一種很有前景的可再生能源系統(tǒng)概念，太空發(fā)電站得到各航天大國(guó)的廣泛關(guān)注。相對(duì)于地面太陽(yáng)能電站，由于不受晝夜和天氣的影響，太空發(fā)電站可以連續(xù)工作，太陽(yáng)能利用效率高，同時(shí)在地面應(yīng)急供電、減災(zāi)、空間供電、行星探測(cè)等方面也具有重要的應(yīng)用前景。但目前其技術(shù)還很不成熟，在成本方面具有明顯的劣勢(shì)。國(guó)外提出發(fā)展太空發(fā)電站構(gòu)想已經(jīng)超過(guò)40年，但真正實(shí)現(xiàn)還需要幾十年的時(shí)間。從20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著世界能源供需矛盾和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題日益突出，以美國(guó)和日本為主的發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)展了廣泛的太空發(fā)電站技術(shù)研究，目前已經(jīng)提出幾十種概念，并且在無(wú)線(xiàn)能量傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)方面開(kāi)展重點(diǎn)研究。近年來(lái)，太陽(yáng)能發(fā)電效率、微波轉(zhuǎn)化效率以及相關(guān)的航天技術(shù)都取得了很大進(jìn)步，為未來(lái)太空發(fā)電站的發(fā)展奠定了很好的基礎(chǔ)。但太空發(fā)電站作為一個(gè)非常宏大的空間系統(tǒng)，需要開(kāi)展系統(tǒng)的研究工作，在許多技術(shù)方面有待取得突破性進(jìn)展。
2 國(guó)外太空發(fā)電站發(fā)展現(xiàn)狀
太空發(fā)電站的廣泛應(yīng)用前景已引起了國(guó)際上的廣泛關(guān)注。21世紀(jì)以來(lái)，隨著世界能源價(jià)格的不斷攀升和環(huán)境的日益惡化，越來(lái)越多的國(guó)家、組織、企業(yè)和個(gè)人，包括軍方都開(kāi)始關(guān)注空間太陽(yáng)能這種取之不盡的巨大空間能源。
2.1 美國(guó)
美國(guó)在太空發(fā)電站概念提出后不久，以能源部和美國(guó)航空航天局（NASA）為主的政府部門(mén)投入大量的研究經(jīng)費(fèi)（4年間投入約5000萬(wàn)美元）進(jìn)行太空發(fā)電站系統(tǒng)和關(guān)鍵技術(shù)研究，并且提出單個(gè)電站發(fā)電能力達(dá)到5GW的方案――“1979太空發(fā)電站基準(zhǔn)系統(tǒng)”。后來(lái)，由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性問(wèn)題，以及核能項(xiàng)目和星球大戰(zhàn)等計(jì)劃的影響，后續(xù)十多年未開(kāi)展大規(guī)模的研究工作。
1995年，美國(guó)啟動(dòng)了18個(gè)月的重新評(píng)估太空發(fā)電站可行性的研究――“Fresh Look”研究計(jì)劃，提出了多種新型太空發(fā)電站概念方案（太陽(yáng)塔、太陽(yáng)盤(pán)等）。1999年，美國(guó)航空航天局開(kāi)展了“空間太陽(yáng)能探索性研究和技術(shù)”（SERT）計(jì)劃，耗資2200萬(wàn)美元，提出了集成對(duì)稱(chēng)聚光系統(tǒng)和算盤(pán)式太空發(fā)電站等新概念，并且提出了太空發(fā)電站技術(shù)研究發(fā)展路線(xiàn)圖建議，相關(guān)研究工作經(jīng)過(guò)了美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)的評(píng)估，認(rèn)為太空發(fā)電站在技術(shù)上是可行的。2003年，由美國(guó)航空航天局負(fù)責(zé)開(kāi)展、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）參與了太空發(fā)電站方案與技術(shù)成熟化計(jì)劃（SCTP）。2007年4月，國(guó)防部國(guó)家安全空間辦公室（NSSO）成立了太空發(fā)電站研究組，組織國(guó)防部、美國(guó)航空航天局、能源部、學(xué)術(shù)界以及航天、能源等相關(guān)工業(yè)部門(mén)的170多位專(zhuān)家參與研究完成“太空發(fā)電站――戰(zhàn)略安全的機(jī)遇”研究報(bào)告，引發(fā)新一輪太空發(fā)電站研究熱潮。2009年，美國(guó)太平洋天然氣與電力公司（PG&E）宣布，正式向Solaren公司購(gòu)買(mǎi)200MW的空間太陽(yáng)能電力，成為首個(gè)空間供電商業(yè)合同。2012年，在美國(guó)航空航天局創(chuàng)新概念項(xiàng)目支持下，提出了一種新的概念方案――任意相控陣太空發(fā)電站。
2.2 日本
日本是開(kāi)展太空發(fā)電站技術(shù)研究較早的國(guó)家之一，也是積極開(kāi)展空間太陽(yáng)能發(fā)電研究的最主要國(guó)家。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，日本就開(kāi)始進(jìn)行了廣泛的研究。90年代起組織了15個(gè)專(zhuān)題研究組，陸續(xù)推出太空發(fā)電站2000、太空發(fā)電站2001、分布式繩系太空發(fā)電站系統(tǒng)等概念，并且在無(wú)線(xiàn)能量傳輸技術(shù)研究和試驗(yàn)（包括火箭搭載試驗(yàn)）方面處于世界領(lǐng)先地位，在世界上首次完成電離層無(wú)線(xiàn)能量傳輸（WPT）火箭試驗(yàn)和空間機(jī)器人帕興網(wǎng)狀天線(xiàn)試驗(yàn)。
2004年，日本正式將發(fā)展太空發(fā)電站列入國(guó)家航天長(zhǎng)期規(guī)劃。在經(jīng)產(chǎn)省和日本宇宙研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）的支持下，以無(wú)人空間飛行研究機(jī)構(gòu)、三菱公司、石川島播磨重工宇航公司、清水建設(shè)集團(tuán)、京都大學(xué)、東京大學(xué)、神戶(hù)大學(xué)等為代表的國(guó)家研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)和高校，形成“官產(chǎn)學(xué)”聯(lián)合研究的模式。2009年，日本宣布以三菱公司為主的集團(tuán)將在2030-2040年建設(shè)世界上第一個(gè)吉瓦級(jí)商業(yè)太空發(fā)電站系統(tǒng)，總投資額將超過(guò)200億美元。根據(jù)2013年日本最新公布的航天基本計(jì)劃，空間太陽(yáng)能發(fā)電研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目列入七大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，并且作為3個(gè)國(guó)家長(zhǎng)期支持的重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一（其他2個(gè)為空間科學(xué)和深空探測(cè)領(lǐng)域、載人空間活動(dòng)領(lǐng)域）。
日本提出的最新太空發(fā)電站發(fā)展路線(xiàn)圖包括3個(gè)階段。第一階段：研究階段，2020年前完成千瓦級(jí)地面無(wú)線(xiàn)能量傳輸試驗(yàn)，2020年開(kāi)展低軌無(wú)線(xiàn)能量傳輸驗(yàn)證及百千瓦級(jí)系統(tǒng)驗(yàn)證。第二階段：研發(fā)階段，2030年前研發(fā)2～200兆瓦級(jí)系統(tǒng)，200MW系統(tǒng)為商業(yè)系統(tǒng)的1：5縮比模型，是最后一個(gè)驗(yàn)證系統(tǒng)。第三階段：商業(yè)階段，2035年左右實(shí)現(xiàn)1GW商業(yè)系統(tǒng)。
2.3 其他國(guó)家和組織
世界其他各主要航天國(guó)家，包括歐洲航天局（ESA）、俄羅斯、印度、加拿大等國(guó)家和組織都在開(kāi)展相關(guān)研究工作。歐洲在1998年開(kāi)展了“空間及探索利用的系統(tǒng)概念、結(jié)構(gòu)和技術(shù)研究”計(jì)劃，提出了名為“太陽(yáng)帆塔”（Sail Tower SPS）的概念設(shè)計(jì)。2002年8月，歐洲航天局先進(jìn)概念團(tuán)隊(duì)組建了歐洲太空發(fā)電站研究網(wǎng)。2010年，歐洲阿斯特留姆（Astrium）公司宣布，正在論證一個(gè)大型太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星驗(yàn)證項(xiàng)目，將采用激光無(wú)線(xiàn)能量傳輸方式。2012年，俄羅斯專(zhuān)家也提出了新型的基于激光無(wú)線(xiàn)能量傳輸?shù)闹欣^式太空發(fā)電站概念，并提出分階段的發(fā)展路線(xiàn)建議。2010年，美國(guó)、印度發(fā)表聯(lián)合報(bào)告“卡拉姆-國(guó)家空間協(xié)會(huì)能源技術(shù)全球倡議”，將發(fā)展太空發(fā)電站作為美印戰(zhàn)略合作的一個(gè)重要方向。
相關(guān)國(guó)際組織也積極開(kāi)展太空發(fā)電站相關(guān)領(lǐng)域的研究工作。國(guó)際無(wú)線(xiàn)電科學(xué)聯(lián)盟于2007年正式發(fā)表了《太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星白皮書(shū)》。2011年10月，國(guó)際宇航科學(xué)院（IAA）研究報(bào)告《太空發(fā)電站――第一次國(guó)際評(píng)估：機(jī)遇、問(wèn)題以及可能的前進(jìn)路線(xiàn)》正式出版。
21世紀(jì)以來(lái)，更多的國(guó)家開(kāi)始關(guān)注并開(kāi)展太空發(fā)電站相關(guān)的研究工作。但由于系統(tǒng)規(guī)模巨大，需要的技術(shù)跨越性極大，真正商業(yè)意義電站的實(shí)現(xiàn)還需要幾十年的時(shí)間。作為一個(gè)巨大的空間工程，太空發(fā)電站對(duì)于國(guó)家能源安全和技術(shù)的革命性發(fā)展都有重大的意義，但需要一個(gè)協(xié)調(diào)的國(guó)家級(jí)甚至國(guó)際級(jí)的發(fā)展計(jì)劃和規(guī)劃。
2.4 典型太空發(fā)電站概念
1）1979太空發(fā)電站基準(zhǔn)系統(tǒng)。它是第一個(gè)太空發(fā)電站系統(tǒng)方案，以全美國(guó)50%的發(fā)電量為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，由美國(guó)在1979年完成。其設(shè)計(jì)方案為在地球靜止軌道（GEO）上布置60個(gè)發(fā)電能力各為5GW的發(fā)電衛(wèi)星?？紤]到微波對(duì)于生物的影響，該設(shè)計(jì)方案中微波波束到達(dá)地面時(shí)的功率密度在波束中心大約為23mW/cm2，邊緣只有1mW/cm2。
2）集成對(duì)稱(chēng)聚光系統(tǒng)。美國(guó)航空航天局在20世紀(jì)90年代末的SERT研究計(jì)劃中提出了新一代的集成對(duì)稱(chēng)聚光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。采用了位于桅桿兩邊的大型蚌殼狀聚光器將太陽(yáng)能反射到2個(gè)位于中央的光伏陣列。聚光器面向太陽(yáng)，桅桿、電池陣、發(fā)射陣作為一體，旋轉(zhuǎn)對(duì)地。聚光器與桅桿間相互旋轉(zhuǎn)維持每天的軌道變化和季節(jié)變化。
每個(gè)聚光器由36面平面鏡組成，直徑為455.5m，表面平面度為0.5°，鏡面反射率為0.9，鏡面為0.5mm的Kapton材料，依靠一個(gè)環(huán)形可膨脹環(huán)和一個(gè)可膨脹背板支撐，安裝在聚光器結(jié)構(gòu)上，形成主鏡。桅桿長(zhǎng)6373m，主鏡尺寸為3559m×3642m。
太陽(yáng)電池陣的平均聚光率大約為4.25，考慮采用量子點(diǎn)技術(shù)，陣列效率可達(dá)到39%。太陽(yáng)電池陣采用了肋化設(shè)計(jì)，可以增強(qiáng)散熱20%。太陽(yáng)電池陣背板結(jié)構(gòu)是一個(gè)可膨脹環(huán)網(wǎng)。每個(gè)1000m直徑的太陽(yáng)電池陣由多個(gè)40m×25.6m的子陣組成。
2007年，改進(jìn)后的設(shè)計(jì)方案將關(guān)鍵的太陽(yáng)電池、微波發(fā)射機(jī)和發(fā)射天線(xiàn)集成為夾層結(jié)構(gòu)（三明治結(jié)構(gòu)），即外層板為太陽(yáng)電池、中間夾層為微波發(fā)射機(jī)、底層為微波發(fā)射天線(xiàn)。利用位于桅桿兩邊的大型聚光器通過(guò)機(jī)構(gòu)控制指向太陽(yáng)，將太陽(yáng)光反射聚集到夾層結(jié)構(gòu)板上，電池發(fā)出的電力可以通過(guò)較短的電纜傳遞到微波發(fā)射機(jī)，消除了對(duì)于大功率導(dǎo)電滑環(huán)和長(zhǎng)距離電力傳輸?shù)男枨?。夾層結(jié)構(gòu)板的發(fā)射陣面指向地球。
3）分布式繩系衛(wèi)星系統(tǒng)。為減小單個(gè)模塊的復(fù)雜性和質(zhì)量，日本提出了分布式繩系衛(wèi)星的概念。其基本單元由尺寸為100m×95m的單元板和衛(wèi)星平臺(tái)組成，單元板和衛(wèi)星平臺(tái)間采用4根2～10km的繩系懸掛在一起。單元板為太陽(yáng)電池、微波轉(zhuǎn)換裝置和發(fā)射天線(xiàn)組成的夾層結(jié)構(gòu)板，共包含3800個(gè)模塊。每個(gè)單元板的總質(zhì)量約為42.5t，微波能量傳輸功率為2.1MW。由25塊單元板組成子板，25塊子板組成整個(gè)系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)方案的模塊化設(shè)計(jì)思想非常清晰，有利于系統(tǒng)的組裝、維護(hù)。但系統(tǒng)的質(zhì)量仍顯巨大，特別是利用效率較低。
4）任意相控陣太空發(fā)電站（SPS-ALPHA）。在美國(guó)航空航天局創(chuàng)新概念項(xiàng)目支持下，由美國(guó)、日本和英國(guó)科學(xué)家共同提出了一種新的概念方案――任意相控陣太空發(fā)電站。
該方案采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想，并且創(chuàng)新性地提出了無(wú)需控制的聚光系統(tǒng)概念（該聚光系統(tǒng)的有效性還有待進(jìn)一步完善），對(duì)于控制系統(tǒng)的壓力大大減小。整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量約為10000～12000t。
5）激光太空發(fā)電站（L-SSPS）。它是太空發(fā)電站概念發(fā)展的另外一個(gè)重要方向。在日本的太空發(fā)電站研究中，激光太空發(fā)電站占到很大的研究比重，重點(diǎn)研究太陽(yáng)光直接泵浦激光方式。激光太空發(fā)電站基本單元包括太陽(yáng)聚光鏡、散熱器、激光發(fā)生器、激光發(fā)射器和支持系統(tǒng)。采用太陽(yáng)聚光鏡（如拋物面）或透鏡（如菲涅耳）進(jìn)行太陽(yáng)光高聚光比聚焦，聚集的太陽(yáng)光發(fā)送到激光發(fā)生器，利用直接泵浦激光方式產(chǎn)生激光，激光擴(kuò)束后傳輸?shù)降孛?，地面可以采用特定的光伏電池接收轉(zhuǎn)化為電力，或者直接用于制氫。對(duì)太陽(yáng)直接泵浦激光器，有幾種類(lèi)型的材料適合作為激光介質(zhì)：從抵抗熱應(yīng)力的角度來(lái)看，藍(lán)寶石似乎是最佳的激光介質(zhì)材料。由于大量藍(lán)寶石晶體生產(chǎn)難度很大，大多數(shù)材料取用釔鋁石榴石（YAG）激光晶體。一個(gè)10兆瓦級(jí)的激光太空發(fā)電站的典型幾何參數(shù)為太陽(yáng)聚束鏡面100m×100m×2，散熱器100m×100m×2。
一個(gè)吉瓦級(jí)的電站由100個(gè)基本單元組合而成，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形狀對(duì)稱(chēng)，太陽(yáng)輻射壓形成的干擾不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，用于姿態(tài)控制和軌道保持所需推進(jìn)器的質(zhì)量較小。在激光太空發(fā)電站設(shè)計(jì)中，由于聚光比達(dá)到幾百倍，激光器的效率和系統(tǒng)的熱控制是非常關(guān)鍵的因素。高精度的激光波束指向控制也是一個(gè)非常重要的難點(diǎn)技術(shù)。
3 我國(guó)太空發(fā)電站研究現(xiàn)狀
我國(guó)研究人員從20世紀(jì)80年代以來(lái)就一直在關(guān)注國(guó)際太空發(fā)電站的發(fā)展。20世紀(jì)90年代，多位中國(guó)學(xué)者參加相關(guān)國(guó)際研究活動(dòng)。近年來(lái)，越來(lái)越多的專(zhuān)家開(kāi)始關(guān)注太空發(fā)電站的發(fā)展?！笆晃濉逼陂g，在中國(guó)航天科技集團(tuán)公司莊逢甘院士、王希季院士等為代表的國(guó)內(nèi)科技專(zhuān)家積極推動(dòng)下，我國(guó)太空發(fā)電站研究工作也步入了起步階段。
2006年7月，中國(guó)空間技術(shù)研究院組織進(jìn)行了太空發(fā)電站發(fā)展研討會(huì)。根據(jù)專(zhuān)家的研討意見(jiàn)，建議開(kāi)展太空發(fā)電站概念和發(fā)展思路研究。2010年，王希季、閔桂榮等7位院士牽頭開(kāi)展中國(guó)科學(xué)院學(xué)部咨詢(xún)?cè)u(píng)議項(xiàng)目――太空發(fā)電站技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)和對(duì)策研究。項(xiàng)目在深入分析了太空發(fā)電站涉及的主要工程技術(shù)難題后，提出了我國(guó)發(fā)展太空發(fā)電站的頂層考慮和對(duì)策及發(fā)展建議。2010年，中國(guó)空間技術(shù)研究院組織了“全國(guó)空間太陽(yáng)能電站發(fā)展技術(shù)研討會(huì)”，12位院士和近百位專(zhuān)家參加，他們研討了我國(guó)太空發(fā)電站發(fā)展的建議。2013年10月，國(guó)防科技工業(yè)局組織召開(kāi)了“我國(guó)空間太陽(yáng)能電站發(fā)展思路”研討會(huì)。2014年5月，“空間太陽(yáng)能電站發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)”香山科學(xué)會(huì)議在北京召開(kāi)。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)參與太空發(fā)電站的研究團(tuán)隊(duì)在逐漸擴(kuò)大，主要研究單位包括：中國(guó)航天科技集團(tuán)公司、中國(guó)工程物理研究院、重慶大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、四川大學(xué)、北京理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所等。國(guó)防科技工業(yè)局支持了與太空發(fā)電站相關(guān)的總體和關(guān)鍵技術(shù)研究工作。目前，在總體規(guī)劃、總體概念方案、微波無(wú)線(xiàn)能量傳輸技術(shù)等方面取得了一定的成果，同時(shí)也帶動(dòng)了大型空間結(jié)構(gòu)、空間薄膜太陽(yáng)能發(fā)電等技術(shù)的發(fā)展。
國(guó)內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)在開(kāi)展太空發(fā)電站研究的同時(shí)，與美國(guó)、日本、俄羅斯、歐洲等國(guó)家的科學(xué)家建立了良好的溝通渠道。2013年，國(guó)際宇航聯(lián)大會(huì)在北京召開(kāi)，中國(guó)專(zhuān)家應(yīng)邀作了“21世紀(jì)人類(lèi)的能源革命――空間太陽(yáng)能發(fā)電”的主旨發(fā)言。
4 太空發(fā)電站的技術(shù)挑戰(zhàn)及主要關(guān)鍵技術(shù)
太空發(fā)電站是一個(gè)宏大的工程，國(guó)際上對(duì)此的研究已經(jīng)超過(guò)40年，仍然是國(guó)際空間領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)方向并持續(xù)開(kāi)展的研究。但是到目前為止，還未研制出一個(gè)演示型太空發(fā)電站，也反映出其發(fā)展還面臨著很大的挑戰(zhàn)，包括技術(shù)難度、投入和安全性等。
太空發(fā)電站規(guī)模巨大，質(zhì)量達(dá)到萬(wàn)噸，結(jié)構(gòu)達(dá)到千米，發(fā)電功率為吉瓦級(jí)，壽命需要在30年以上。相比于目前的衛(wèi)星，其尺寸、質(zhì)量、功率等都要提升多個(gè)數(shù)量級(jí)，壽命也比目前的衛(wèi)星高出約1倍。對(duì)于新型運(yùn)載技術(shù)、新型材料、高效能量轉(zhuǎn)化器件、超大型航天器結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)、在軌組裝維護(hù)技術(shù)等都提出了很大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
成本問(wèn)題也是制約太空發(fā)電站發(fā)展的主要因素之一。除了技術(shù)領(lǐng)域跨越式突破以外，還需要采用大批量的生產(chǎn)方式和商業(yè)運(yùn)作模式來(lái)實(shí)現(xiàn)其規(guī)?；ㄔO(shè)，以降低研制和運(yùn)行成本。在未來(lái)傳統(tǒng)能源可能消耗殆盡的情況下，新能源市場(chǎng)將占據(jù)重要地位。規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化對(duì)于現(xiàn)有的航天器制造和發(fā)射能力都提出了巨大的挑戰(zhàn)，將需要現(xiàn)有航天工業(yè)生產(chǎn)體系發(fā)生根本性變革。
長(zhǎng)期運(yùn)行的安全性也是發(fā)展太空發(fā)電站需要特別重視的問(wèn)題。理論上分析，雖然太空發(fā)電站功率很大，但如果采用微波能量傳輸模式，在地球同步軌道（GEO）由于距離遠(yuǎn)（36000km），根據(jù)微波傳輸特性，實(shí)際接收天線(xiàn)的能量密度較低。典型系統(tǒng)的接收天線(xiàn)中心的最大微波能量密度約為23mW/cm2，天線(xiàn)邊緣微波能量密度約為1mW/cm2。雖然從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度已經(jīng)限制了波束密度，可以滿(mǎn)足安全性要求，但長(zhǎng)期微波輻射下的生態(tài)、大氣、生物體等的影響問(wèn)題需要開(kāi)展長(zhǎng)期的研究。同時(shí)，軌道和頻率資源也將成為太空發(fā)電站發(fā)展的重要限制條件之一，有必要從現(xiàn)在開(kāi)始啟動(dòng)相關(guān)研究工作。太空發(fā)電站發(fā)展的核心問(wèn)題包括以下幾個(gè)方面。
（1）降低系統(tǒng)面積
太空發(fā)電站的面積主要由兩部分決定，一是太陽(yáng)能發(fā)電部分的面積，即太陽(yáng)電池陣面積或聚光器面積。不論是否采用聚光的形式，提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率都是減小太陽(yáng)能發(fā)電部分面積最有效的措施。二是微波發(fā)射天線(xiàn)面積。在選定的軌道和微波頻率下，微波發(fā)射天線(xiàn)面積與地面接收面積成反比，需要優(yōu)化確定發(fā)射天線(xiàn)的面積。
（2）降低系統(tǒng)質(zhì)量
太空發(fā)電站系統(tǒng)的質(zhì)量主要集中在幾個(gè)方面：太空發(fā)電站主結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)電池陣、聚光器、微波轉(zhuǎn)化裝置、發(fā)射天線(xiàn)、電力傳輸及管理系統(tǒng)等。減小系統(tǒng)質(zhì)量可以重點(diǎn)考慮：①降低單位面積的質(zhì)量（降低太陽(yáng)電池、聚光陣、發(fā)射天線(xiàn)的面密度）;②降低結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)的質(zhì)量（降低結(jié)構(gòu)體積和結(jié)構(gòu)密度）;③降低傳輸電纜的質(zhì)量（縮短電纜長(zhǎng)度，減小電纜截面積和密度）;④提高轉(zhuǎn)化效率，降低微波轉(zhuǎn)化器件、電壓變換設(shè)備的質(zhì)量。
（3）降低系統(tǒng)的收攏體積
太空發(fā)電站是一個(gè)巨大的空間系統(tǒng)，在空間所占的體積非常大，需要多個(gè)模塊在軌組裝。為了提高運(yùn)載的效率，除考慮運(yùn)輸質(zhì)量能力外，還要充分考慮運(yùn)載器的包絡(luò)限制，要求每個(gè)模塊在發(fā)射階段為收攏狀態(tài)、在空間進(jìn)行展開(kāi)，盡可能地提高運(yùn)輸載荷的收攏率，將盡可能多的載荷運(yùn)輸?shù)娇臻g。重點(diǎn)研究的技術(shù)包括：折疊展開(kāi)桁架結(jié)構(gòu);折疊展開(kāi)太陽(yáng)電池子陣、聚光器;折疊展開(kāi)天線(xiàn)模塊;充氣式結(jié)構(gòu)等。
（4）旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
為了保證太空發(fā)電站的高效率工作，需要太陽(yáng)電池陣（或聚光器）對(duì)日定向、發(fā)射天線(xiàn)對(duì)地球接收站定向。在一個(gè)軌道周期內(nèi)，太陽(yáng)電池陣（或聚光器）與發(fā)射天線(xiàn)間的相對(duì)位置變化達(dá)到360°，必須采用大型旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。由于太空發(fā)電站體積、質(zhì)量巨大，特別是功率巨大，給旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶來(lái)很大的困難。目前的太空發(fā)電站概念設(shè)計(jì)一般考慮幾種情況：①采用大功率導(dǎo)電旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，技術(shù)難度大;②無(wú)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，采用發(fā)射天線(xiàn)與電池陣固定的方式，但以增加系統(tǒng)質(zhì)量、損失系統(tǒng)效率為代價(jià)，特別是功率的劇烈波動(dòng);③采用聚光方案，利用聚光器系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)，可以消除大功率導(dǎo)電旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié);④采用微波反射方式，通過(guò)微波反射器旋轉(zhuǎn)，可以消除大功率導(dǎo)電旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。
太空發(fā)電站的主要關(guān)鍵技術(shù)及重點(diǎn)研究領(lǐng)域包括10個(gè)方向：空間超大型可展開(kāi)結(jié)構(gòu)及控制技術(shù);空間高效太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化及超大發(fā)電陣技術(shù);空間超大功率電力傳輸與管理技術(shù);天線(xiàn)能量傳輸技術(shù);軌道間轉(zhuǎn)移技術(shù)及大功率電推進(jìn)技術(shù);空間復(fù)雜系統(tǒng)在軌組裝及維護(hù)技術(shù);大型運(yùn)載器及高密度發(fā)射技術(shù);電站系統(tǒng)運(yùn)行控制及地面接收管理技術(shù);電站發(fā)展的基礎(chǔ)材料和器件研究;電站經(jīng)濟(jì)性、政策、環(huán)境保護(hù)、商業(yè)化等相關(guān)問(wèn)題研究。
5 太空發(fā)電站的應(yīng)用前景
太空發(fā)電站發(fā)展的核心應(yīng)用目標(biāo)是為地面提供商業(yè)化、大規(guī)模的電力供給，解決人類(lèi)長(zhǎng)期對(duì)于穩(wěn)定的可再生能源的需求問(wèn)題。同時(shí)，太空發(fā)電站對(duì)于地面偏遠(yuǎn)地區(qū)供電、緊急供電、航天器供電、調(diào)節(jié)環(huán)境等方面都具有重要的應(yīng)用前景。太空發(fā)電站的發(fā)展也將為更為長(zhǎng)遠(yuǎn)的月球太陽(yáng)能電站的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
5.1 地面電力供給
空間太陽(yáng)能最大的優(yōu)勢(shì)在于可以幾乎不間斷地為地面提供清潔的可再生能源。如果能夠有效地利用空間太陽(yáng)能，將可以為人類(lèi)提供巨大的、無(wú)盡的清潔能源儲(chǔ)備。假設(shè)在空間地球靜止軌道上每間隔0.5°（間距約360km）布置一個(gè)太空發(fā)電站，每個(gè)太空發(fā)電站的發(fā)電功率為5GW，則可以為地面連續(xù)提供約3.6×109kW的電力。同時(shí)巨大的空間供電還可以用于地面的海水淡化、制氫等，從而可以用于其他的清潔能源利用。同時(shí)，太空發(fā)電站作為一種大型的空間供電基礎(chǔ)設(shè)施，覆蓋面非常寬，可以靈活地用于地面移動(dòng)目標(biāo)的供電和緊急情況下的供電，包括偏遠(yuǎn)地區(qū)、海島、災(zāi)區(qū)等。
5.2 航天器電力供給
太空發(fā)電站可以實(shí)現(xiàn)對(duì)可視范圍內(nèi)的低軌、中軌和高軌航天器供電，由于不會(huì)受到地球大氣層的影響，比較好的方式是采用激光無(wú)線(xiàn)能量傳輸，可以保證長(zhǎng)距離上較好的指向性，還可以減小發(fā)射和接收端的面積。采用無(wú)線(xiàn)能量傳輸供給的航天器，由于不需要巨大的太陽(yáng)電池陣，功率水平和控制精度將大大增加，對(duì)于未來(lái)的大功率通信衛(wèi)星、高精度科學(xué)衛(wèi)星等的發(fā)展具有重要的價(jià)值。未來(lái)也可以利用太空發(fā)電站直接進(jìn)行空間燃料生產(chǎn)以及進(jìn)行空間加工制造，使得未來(lái)的空間工業(yè)發(fā)展變成可能。
太空發(fā)電站作為一種較好的空間大功率供電方式，也可以作為深空探測(cè)能源系統(tǒng)的候選方案。一方面，太空發(fā)電站利用無(wú)線(xiàn)能量傳輸可以為深空探測(cè)器的先進(jìn)推進(jìn)系統(tǒng)提供持續(xù)的能量供給，利用激光推進(jìn)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)2～5年內(nèi)到達(dá)小行星帶內(nèi)的多顆小行星，并實(shí)現(xiàn)采樣返回;另一方面，可以利用在行星軌道運(yùn)行的太空發(fā)電站為行星表面的基地提供能量供給。
5.3 環(huán)境調(diào)節(jié)
傳統(tǒng)化石能源的利用引起了地球溫度的升高，隨之產(chǎn)生的臺(tái)風(fēng)和龍卷風(fēng)等惡劣氣象的頻繁出現(xiàn)給人類(lèi)帶來(lái)巨大的災(zāi)難。目前，科學(xué)家已經(jīng)提出并且分析了利用太空發(fā)電站減緩或改變臺(tái)風(fēng)路徑的可行性。核心思想是采用水氣等易于吸收譜段的微波，將太空發(fā)電站的巨大能量傳輸?shù)烬埦盹L(fēng)所在的區(qū)域，通過(guò)改變臺(tái)風(fēng)的溫度分布，從而破壞龍卷風(fēng)的形成過(guò)程。近期，科學(xué)家也提出了利用太空發(fā)電站減緩大氣霧霾的思想，也可以起到環(huán)境調(diào)節(jié)的作用。
5.4 月球太陽(yáng)發(fā)電站
在太空發(fā)電站基礎(chǔ)上提出的另外一種可能的大功率空間能源利用方式是月球表面太空發(fā)電站，利用月球資源建立月表太陽(yáng)發(fā)電站，實(shí)現(xiàn)向地球的輸電。
月表環(huán)境非常適合于大面積太陽(yáng)能發(fā)電。月表太陽(yáng)光照條件穩(wěn)定，不存在空氣和水汽的影響，不會(huì)影響大面積薄膜裝置的性能。采用轉(zhuǎn)化效率為10%的太陽(yáng)電池，就可以實(shí)現(xiàn)1km2產(chǎn)生130MW的電能，而且月球星體力學(xué)條件穩(wěn)定，不會(huì)受到天氣、地震活動(dòng)和生物過(guò)程的影響。月球物質(zhì)十分豐富，月塵和巖石材料包含了至少20%的硅、40%的氧、10%的金屬，可以直接進(jìn)行月球原位資源利用生產(chǎn)所需的太陽(yáng)電池、電線(xiàn)、微電路部件、反射屏等，適合于月球太陽(yáng)能電站的建設(shè)。
6 結(jié)束語(yǔ)
可再生能源重要性的提升為太空發(fā)電站的發(fā)展提出了實(shí)質(zhì)的需求，太空發(fā)電站將可能成為未來(lái)可再生能源組成中的一個(gè)重要部分。作為一個(gè)巨大的空間應(yīng)用系統(tǒng)，其規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人類(lèi)目前研制出的最大航天器―“國(guó)際空間站”，其面臨的技術(shù)難度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)有空間技術(shù)水平，對(duì)于航天技術(shù)的發(fā)展提出了很大的挑戰(zhàn)。
航天領(lǐng)域經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的飛速發(fā)展取得了巨大的進(jìn)步，特別是載人登月和“國(guó)際空間站”的建成是人類(lèi)最具里程碑的航天成就。我國(guó)在對(duì)地遙感、通信導(dǎo)航、載人航天、深空探測(cè)幾大領(lǐng)域取得的突破性成就表明，我國(guó)在航天領(lǐng)域達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)目前正在研制的-5大型運(yùn)載火箭將在2014年左右實(shí)現(xiàn)約20t的近地軌道運(yùn)輸能力，2020年左右將要建設(shè)我國(guó)的空間站，未來(lái)可能發(fā)展更大規(guī)模的運(yùn)載火箭，航天領(lǐng)域的快速發(fā)展將給我國(guó)太空發(fā)電站的發(fā)展帶來(lái)很大的機(jī)遇。