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借著天宮一號, 來點科普. 世界航天工業的現狀與未來zt

(2011-09-29 20:14:59) 下一個

世界航天工業的現狀與未來


 




英國航天和導彈工業的規模,在西方國家中處於前列。英國有比較配套的航天工業產業結構和產品結構,研發、生產能力與水平在西方國家中處於前列。英國航天工業的研發和生產注重選擇重點發展方向,主要是在對地觀測衛星、小衛星和衛星軟件等領域的研發、生產中具有很強的實力;在通信衛星技術領域的研發中處於世界先進水平;能獨立研發、生產衛星整星和探空火箭,但不能獨立研發、生產運載火箭。英國雖然缺乏戰略導彈生產能力,但在戰術導彈領域,除了不具備獨立研製生產巡航導彈的能力外,其它戰術導彈不僅可以獨立研發和生產,而且其水平位居世界先進行列,至今已經生產了30多種型號的戰術導彈。英國的航天與導彈產品在國際市場上具有一定的競爭力,其中每年戰術導彈的出口貿易額達10多億英鎊。

德國近年來在航天器係統設計、製造、治理和工程總承包方麵積累了豐富的經驗,把握了許多領域的要害先進技術。在單、雙組元液體推進係統,矽太陽電池及複合材料電池板,衛星姿控係統,行波管放大器,光學儀器,電火箭發動機技術等領域擁有世界一流技術。在大型運載火箭第二級液體芯級、液體捆綁助推器、上麵級液體火箭發動機、姿控發動機和火箭結構件的研製上具有豐富的經驗。德國具有應用衛星和科學實驗衛星整星研製的能力,並擁有很高衛星製造水平,尤其在衛星太陽電池係統、姿控係統、光學儀器、衛星通信有效載荷、衛星單組元和雙組元推力器及電推進係統領域擁有先進水平。德國近年來積極參與了歐洲阿裏安4、阿裏安5運載火箭的研製和生產,並自己研製了哥白尼德國郵政衛星。德國不生產戰略導彈產品,研製的導彈產品主要有地空導彈、空地導彈、空空導彈、反艦導彈、反坦克導彈等。

意大利航天與導彈工業規模在西歐排名第四位。意大利的航天工業在歐洲具有較先進的技術水平,能夠獨立開發衛星係統和輕型運載火箭。在大型運載火箭固體助推器、衛星平台、衛星通信高頻技術、通信衛星有效載荷、衛星天線、遠地點發動機領域位於歐洲前列。意大利作為主承包商研製的典型衛星型號有意大利衛星-1、-2通信衛星,阿蒂米斯先進中繼和技術衛星,宇宙-昴星團衛星,米塔科學小衛星。與其他國家聯合研製的航天器有多種型號。意大利目前作為主承包商正在研製維加輕型運載火箭;參加了國際空間站項目,承擔了多功能增壓後勤艙(MPLM)等重大項目的研製。在導彈領域,主要通過與法國、德國、英國和美國等國家合作的方式研製生產戰術導彈,產品包括反艦導彈、防空導彈、空空導彈、空地(艦)導彈和反坦克導彈。

瑞典航天活動始於20世紀60年代初,目前已形成獨立研製小型科學衛星的能力,瑞典的導彈工業始於20世紀40年代中期,目前也已形成反艦導彈和防空導彈批量生產規模。瑞典具備自行研製和生產某些航天與導彈產品的能力,尤其在戰術導彈的研製與生產方麵有較突出的能力。挪威的航天活動始於20世紀80年代末,挪威沒有形成獨立配套的航天工業體係,它主要為歐洲空間局研製配套的航天分係統或零部件產品,航天運載火箭和衛星產品。反艦導彈的研製與生產是挪威導彈工業的重點和特長,已形成了完整配套的研發與生產體係。

烏克蘭繼續了蘇聯大量的航天與導彈研究機構和工業企業,是世界上能生產某些類型運載火箭和航天器的重要國家。但由於蘇聯解體前烏克蘭與俄羅斯的導彈與航天工業是一個整體,因此近期烏克蘭的絕大多數項目需要在俄羅斯航天部門的配合下才能完成。烏克蘭缺乏製造地球同步軌道或其它中高軌道衛星的經曆,但在低軌道對地遙感衛星、電子偵察衛星、軍事校正與調試衛星領域具有長期的設計與製造經驗,擁有研製多種低軌道衛星標準公用平台的能力,並通過采用衛星平台批量製造不同型號的衛星。烏克蘭依靠本國的力量能夠製造海洋遙感衛星,20世紀90年代啟動了航天優先項目(Sich)海洋衛星研製計劃,1995年獨立研製並成功發射了法律意義上烏克蘭的首顆人造衛星海洋-01海洋遙感衛星,並開始建立完整的衛星對地觀測的空間與地麵係統。烏克蘭高度重視商業發射服務活動,重點支持運載火箭技術的發展。烏克蘭在運載火箭的總體設計、火箭總裝、控製係統、箭體結構和材料與製造工藝領域富有長期的經驗和較高的水平。由於烏克蘭缺少大型液體火箭發動機的製造能力,目前研製的所有運載火箭都要依靠俄羅斯製造的液體主發動機,並要依靠國外的發射場進行發射。

四、其他發達國家的航天工業

日本自20世紀80年代以來,航天經費預算一直保持著強勁的增長勢頭,年均增長率為5.6%,目前已成為除美國以外航天經費投入最多的國家。目前,日本已形成了比較完整的科研與生產體係。H-2A和M-5運載火箭的性能指標已接近歐洲的水平,H-2A的運載能力與阿裏安5相當,M-5的總質量為130t,是目前世界上運載能力最大的固體運載火箭,其第三級采用了世界一流水平的固體火箭技術。日本衛星種類繁多,性能優良,可靠性高,其工程試驗衛星和地球觀測衛星完全實現國產化,衛星分係統技術在世界上也處於先進水平。但除以上兩種衛星外,其他應用衛星國產率不高,很多要害部件還需從美國進口。近年來,日本大力提高衛星的國產率,但仍未擺脫對美國技術的依靠。日本還以參加國際空間站計劃為契機,力爭保持與歐洲航天技術的同步發展。從日本正在進行的航天活動以及所具備的研發能力和製造水平來看,其航天工業能力已達到較高的水平。日本在戰術導彈的各個主要領域都開展了廣泛的研究並具有較強的生產能力,目前已能生產幾乎所有類型的戰術導彈,其性能已接近或達到世界先進水平,個別單項技術甚至已位居世界領先地位。目前已能生產空空導彈、地空導彈、反艦導彈、反坦克導彈等。由於日本生產的導彈隻滿足國內需要,批量小,成本高,因此其規模還比較小,但從導彈性能的先進程度以及生產導彈的民間工業的規模和水平來看,其生產潛力又非常巨大。

加拿大是較早發展航天技術的國家之一。1962年,加拿大成功發射“百靈鳥”1衛星,成為世界上繼蘇美之後,第三個能夠自己製造衛星的國家。目前,加拿大雖然不能生產衛星的所有分係統,但已具備了作為主承包商的能力。加拿大以有限的投資在航天領域取得了很好的效果。在其所側重的領域,如通信衛星、遙感衛星與技術、航天自動化技術等領域處於世界領先水平。加拿大研製的傳感器、衛星地麵站以及數據處理和圖像分析技術都達到了世界先進水平。加拿大在航天機器人自動化係統方麵也處於世界領先地位,在20世紀80年代初,為美國航天飛機製造的遙控操作係統,曾是太空環境中最先進的機器人係統。目前,國際空間站中使用的遙控機械臂係統,也是由加拿大提供的

澳大利亞的航天工業規模較小,主要從事衛星部件、地麵設備的研製和衛星應用研究與服務。導彈工業起步較早,20世紀50年代就研製了馬爾卡拉(Malkara)反坦克導彈,隨後又自行研製了反潛導彈,並通過許可證生產美國的導彈。20世紀90年代以後不再生產導彈,主要購買國外產品來滿足國防需要。

五、發展中國家的航天工業

在拉丁美洲,巴西航天工業的規模是最大的,其導彈與航天產品包括戰術導彈、運載火箭、資源遙感衛星和衛星地麵設備等。巴西目前已有能力向其他國家出口戰術導彈和航天產品的分係統。巴西從1965年開始研製桑達火箭係列,現已發射了桑達-1、2、3、4和VS-30、VS-40探空火箭,正在試製的衛星運載火箭(VLS-1)為4級火箭。巴西擁有資源遙感衛星的技術,能夠研製生產氣象雷達、衛星通信天線及相關的地球站。巴西具有一定的導彈設計和生產能力,其導彈技術在發展中國家屬於較為先進的。巴西沒有彈道導彈,但由於該國擁有衛星運載火箭,因此具有研製彈道導彈的能力。

在非洲,南非的航天工業首屈一指。在航天方麵,南非具有獨立研發和生產小衛星的能力,並具有運載火箭研發與生產的潛在能力。南非的導彈工業起步於20世紀60年代中期,已經形成多種戰術導彈的批量生產規模,並批量出口。南非不僅具有獨立研製和生產技術先進的麵空導彈、空空導彈、反坦克導彈、反艦導彈的現實能力,而且有研製彈道導彈的潛在能力。

在亞洲,中東、南亞、東亞都有一些航天工業較為發達的國家和地區。在中東,以色列航天工業起步較晚,規模較小,產品種類和生產數量有限,但導彈工業具有較強的研製與生產能力,是國家出口創匯的主要行業,也是使其成為世界重要武器出口國的主要支柱。以色列導彈產品已形成完整的係列,非凡是戰術導彈技術已接近或達到世界先進水平。航天工業規模雖小,但具備一定的研發和生產能力,並且是世界上第八個用本國火箭成功發射國產衛星的國家。以色列研製的衛星雖屬小型衛星,但偵察衛星先進。目前,正在致力於衛星微型化、新型運載火箭和空間科學等方麵的研究。伊朗的導彈工業也已建立了比較完整的研製和生產體係,尤其在近程與中程地地彈道導彈領域有很高的投入,形成了一定的批量生產規模,成為中東地區主要的導彈生產國家。

印度航天與導彈工業起步於20世紀60年代初,目前已具有完整的科研生產體係和較強的生產規模。印度是世界上航天預算增長最快的國家。1998年核試驗後,航天預算漲幅驚人,達到52%。1998年至今航天預算已漲幅近90%。印度有較強的航天與導彈研發和生產能力,能獨立研製和生產衛星、運載火箭以及戰術和戰略導彈。如今印度不僅是亞洲地區的導彈大國,而且還是世界上第一個成功研製多用途衛星的國家,第五個研製和發射遙感衛星的國家以及第七個用自製運載火箭發射國產衛星的國家。PSLV的“一箭三星”技術推動了商業遙感業的發展,還驗證了中程導彈分導技術。GSLV運載火箭表明其具備了研製和生產洲際彈道導彈的能力。遙感衛星技術及其應用水平已達到發展中國家領先地位,接近世界先進水平。相比較,巴基斯坦航天工業的研製能力與水平不高,隻具有探空火箭和小衛星的研製能力,但導彈的研製能力較為突出,目前已把握了彈道導彈液體推進和固體推進、製導與控製、車載機動發射等要害技術,具有獨立研製近程和中程液體和固體彈道導彈的能力。

韓國航天工業規模不大,但近年來由於國家的高度重視而發展迅速,20世紀90年代中末期韓國製定了國家航天計劃,並在衛星與火箭研製領域投入較高的經費,進入21世紀以後,韓國航天投資仍然保持著強勁增長勢頭。韓國的航天研究和開發力量不足,除了探空火箭和小型實驗衛星之外,還處於學習和仿製美國與歐洲航天產品的階段,短期內還不能依靠自己的技術力量,獨立研製中型或大型航天係統產品。韓國具有小型衛星的仿製、改進設計、總裝、調試和製造的能力。在火箭研製方麵,2002年成功發射了三級液體火箭KSR-Ⅲ,為研製定於2005年發射的輕型低軌道運載火箭奠定了技術基礎。韓國的導彈研製能力有限,隻能仿製國外少數產品或與國外合作研製和生產導彈。朝鮮的航天工業尚處於萌芽階段,已製定了衛星研製計劃,2002年朝鮮政府對外公開了發射的小衛星並公布開展新型衛星的研製。朝鮮導彈工業是以俄羅斯導彈為基礎開始發展的,但非常重視導彈的自行研製能力,已具備獨立研製包括中程彈道導彈在內的多種導彈的能力。1998年用多級火箭發射了小衛星,表明朝鮮已把握了少數國家才具有的中程彈道導彈推進技術。朝鮮有較強的導彈生產能力,除生產彈道導彈外,在前蘇聯導彈技術的基礎上,還生產了防空導彈、反艦導彈和反坦克導彈等。越南航天工業剛剛起步,航天技術研究和產品研發僅限於衛星應用領域,沒有空間係統的研製和生產能力。越南也沒有導彈研製和生產能力,部隊裝備的導彈主要是從俄羅斯進口的產品,與導彈相關的工作隻限於對導彈進行維護和延壽。

中國的航天與導彈工業已形成比較完整的研製生產體係,產品涉及戰略與戰術導彈、運載火箭、飛船、衛星和衛星應用係統等廣泛的領域。戰略導彈包括陸基戰略導彈、潛射導彈;戰術導彈包括地地戰術導彈、防空導彈、反艦導彈、空空導彈、反坦克導彈;運載火箭方麵,已經研製了包括輕型、中型和重型火箭在內的多種型號的長征運載火箭,運載能力能夠滿足不同航天器低、中、高地球軌道的發射需要;人造衛星方麵,研製並發射了包括返回式衛星、通信衛星、氣象衛星、資源衛星、科學試驗衛星、導航科學與技術實驗衛星、海洋衛星、微小衛星在內的多種類型衛星,形成了返回式遙感衛星係列、東方紅通信廣播衛星係列、風雲氣象衛星係列、實踐科學試驗衛星係列;並將逐漸形成資源地球資源衛星係列、北鬥導航定位衛星係列、海洋衛星係列等衛星係列。載人飛船方麵,至今已研製並成功發射了多艘神舟號無人試驗飛船。中國台灣省的航天與導彈工業近十多年來也發展很快,已經把握一定的火箭和衛星的基礎技術與要害技術,能夠獨立研製衛星的部分分係統,基本具備衛星地麵接收與操作的能力以及衛星總裝測試的能力;自製的衛星有小型的“蕃薯”號,在導彈設計和製造方麵已具有較強的能力。

航天工業是人類向宇宙空間發展的新興工業部門,具有軍民兩方麵的用途。隨著航天技術的發展, 航天工業將進入大規模開發和利用外層空間的新階段。在民用方麵,直接為國民經濟和人民生活服務的各種應用衛星正向高性能、多用途的方向發展,以獲取更大的經濟和社會效益;人類將利用宇宙空間的微重力、高真空、無振動和無菌的非凡環境,生產稀有藥品、材料,開發新能源;利用空間站、天空實驗室、航天飛機和人造衛星,對地球長期進行觀測和探測,研究空間環境對生物生命和材料的影響,這將使地球物理學、大氣物理學等有關科學研究獲得新的發展。在軍事方麵,軍用衛星將朝著多功能和係統化發展,並擴大到戰術應用。





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