2014我国军民两用技术与产品发展特点回顾

中国航天系统科学与工程研究院 张楠楠 彭 芳 徐 曼

2014我国军民两用技术与产品发展特点回顾

中国航天系统科学与工程研究院 张楠楠 彭 芳 徐 曼

2014年，我国军民两用技术与产品也取得了快速发展，军工技术服务经济社会发展取得了显著成效，在航空、航天、船舶、新材料、先进制造技术、高端装备等领域，先进军民两用技术与产品不仅增强了我国的科技实力，也促进了经济和社会的发展。

1 军民用技术与产品重点推介成效显著

2014年，我国积极搭建军民信息交流平台，军民两用技术与产品重点推介成效显著。5月26日，总装备部、工业和信息化部、国防科工局、全国工商联联合举办首届民营企业高科技成果展览。展览共遴选100多家优势民营企业参展，参展产品涵盖了网络与通信、制导与控制等十几个专业领域。11月16日，总参谋部、工信部、国防科工局联合主办首届军事训练器材与先进技术展览暨军民融合发展论坛，旨在贯彻国家军民融合发展战略。12月2日，“2014军民融合技术成果转化展示交流会”召开。据统计，3次会议共发布了808项需求信息，展示1600多项先进技术，极大激发了民营企业参与国防科技工业建设的热情，社会反响强烈，给军工集团带来竞争压力，得到了社会各界的高度肯定。

2 航天军工技术服务经济与社会发展成效显著

2014年，我国多项航天技术实现了应用领域拓展，在高速铁路、核电建设、工程机械、能源环保等领域获得应用，取得了良好的应用效果。

中国运载火箭技术研究院所属航天材料及工艺研究所高温气冷堆核电站停堆系统用石墨吸收球生产线在山东省德州市建成投产，有力地助推和保障了我国第四代核电站的建设和商业推广。该研究所还为三一重工研制出了12.5m复合材料臂架，实现了其复合材料在建筑专用车行业的首秀，也是其民用产业的又一次领域拓展。中国航天万源国际公司研发的3.0MW永磁直驱风力发电机概念设计通过评审，即将开展3.0MW永磁直驱风力发电机工程样机研发，将于2014年年底前完成工程样机的安装调试。长治清华机械厂专用车分公司开发设计了1款新型“渣土运输车”，进入环保车市场。北京强度环境研究所沈阳分中心完成了“高铁出口南美型行李架”负重冲击试验，打开了东北地区轨道交通领域的市场。航天动力技术研究院所属陕西向阳航天特种涂料有限公司生产的氟碳漆涂料成功应用于西宝高速客运专线高铁站台钢结构造型。由中国空间技术研究院北京卫星制造厂采用“嫦娥三号”热控系统技术制造的“神舟北极”高效集成冷冻站及其节能信息化服务平台产品在北京地铁9号线等线路上成功应用，实现了该厂产品在轨道交通领域的软着陆，也成为航天高科技服务百姓生活的又一范例。航天推进技术研究院利用火箭发动机燃烧技术研制的燃烧炉来处理工厂排出的酸性气、烟气，并研制出硫回收、脱硝成套工艺技术及装备，有效地控制了硫黄、硝等有害物质向大气排放，可以帮助治理雾霾。由中国航天系统科学与工程研究院航天神洁（北京）环保科技有限公司设计研制的大功率可调节等离子点火系统，在神华国能宁夏煤电公司鸳鸯湖电厂燃煤锅炉一号机组成功点火并投入应用，标志着中国航天研发的具有完全自主知识产权的新一代等离子点火系统正式进入燃煤锅炉点火工程化应用阶段。这是航天等离子技术首次在燃煤发电领域实现转化应用，将助力燃煤发电行业的节能环保工作。中国航天科工集团公司第二研究院第706研究所基于物联网、地理信息系统、北斗卫星定位、3G无线传输等前沿技术，成功研发出了新型公务车管理系统。北京航天测控技术有限公司承担研制的“可视化工艺管理及控制系统”成功开展了一期工程试研，取得了阶段性成果，后续将在铁路领域数字化车间推广使用，并将应用于高铁的数字化制造。航天科工惯性技术有限公司将承担北京市密云水库大坝变形监测自动化系统项目的研究工作。该系统的应用对于自动化监测密云水库大坝运行安全具有重要意义。由北京航天福道高技术股份有限公司研制的福建沈海高速罗源长下坡路段预警平台项目顺利通过终审验收，标志着全国首个高速路预警及处置系统进入正式运行阶段。中国航天科工飞航技术研究院所属华创天元实业发展有限责任公司研制生产的大口径钢骨架塑料复合管在浙江宁波成功沉海。2014年12月，我国航天企业研制的高层楼宇灭火系统获得了国家消防产品鉴定证书，取得“投弹式高层建筑干粉消防车”产品资质，在国际上首次实现用导弹技术来灭火。

3 我国集成电路芯片技术发展获得新机遇

作为信息技术应用的基础技术，集成电路芯片技术正面临着新的发展契机。2014年6月，我国《国家集成电路产业发展推进纲要》正式发布。其中提出，到2015年，我国要建立与产业发展规律相适应的融资平台和政策环境，集成电路产业销售收入超过3500亿元；2020年，与国际先进水平的差距逐步缩小，全行业销售收入年均增速超过20%；2030年，产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一梯队，实现跨越发展。

搭载首批8英寸IGBT芯片的模块在昆明地铁车辆段完成段内调试，并稳定运行10000km，各项参数指标均达国际先进水平。上海北伽导航科技有限公司发布北斗导航芯片“航芯一号”，其采用40nm SoC工艺，是北斗多模射频基带一体化的芯片，将用于平板电脑、可穿戴设备、车载导航设备等，标志着我国北斗导航产业大规模应用的最大瓶颈得到突破。曙光公司推出国内首款基于龙芯3B处理器的服务器、桌面终端产品，以及全自主可控可信计算服务器产品，实现了我国在信息安全领域真正的全自主可控。与此同时，由工信部指导的中国Power技术产业生态联盟在苏州成立。该联盟旨在协商讨论如何充分利用Power先进技术，通过消化吸收再创新，建立完善的产业生态，提升中国芯片、服务器和软件技术水平。

4 我国3D打印技术及设备取得长足进展

2014年，我国3D打印技术在新技术研发、设备开发，以及技术应用等方面取得了稳步发展。

中科院理化技术研究所在液态3D金属打印及功能电子器件快速制造领域取得系列新进展。研究人员提出了一种新的液态3D金属打印方法，以在室温下快速制造导电金属器件。针对传统3D打印难以兼顾金属及非金属在熔点上的巨大差异而难以耦合打印组装的不足，研究人员研究了不同功能材料的相容性和可同时打印性，发展了一种旨在直接制造终端功能器件的3D机电混合打印技术，可采用低熔点金属墨水和非金属墨水交替打印、组装功能器件，开启了混合打印的新方向，未来还可发展出更多相容材料和墨水类别，使终端功能器件的全程自动制造和组装成为可能。研究人员还通过引入熔点高于室温的铋基合金打印墨水，基于前期研发的液态金属打印机，研制了对应的加热打印头，直接打印出了固态电路。研究人员还研究了系列典型功能器件的直接打印和组装技术，演示了调频收音机的打印、组装及应用过程，实现了相应频段广播信号的接收，并提出了基于液态金属电子墨水的可印刷式热电发生器概念，研制出了相应的集成器件。

上海航天设备制造总厂研制出了国内首台多激光束金属3D打印设备，其运动精度、扫描速度、光斑直径和层厚等技术指标均达到了国际先进水平，现已投入型号产品零件试制，成功、低成本地打印出了卫星星载设备的光学镜片支架、核电检测设备的精密复杂零件、飞机研制过程中用到的叶轮、汽车发动机中的异形齿轮等构件。航天推进技术研究院采用金属3D打印技术制造的启动器、发生器出口管等3D打印零部件的某型号试车发动机2次点火试车圆满成功。这是该研究院西安航天发动机厂3D打印的航天产品首次参加整机热试车考核，验证了3D打印技术在液体动力领域应用的可行性，为该技术在液体火箭发动机成型中的推广应用打下了基础。

5 石墨烯材料研究逐渐深入，产业化技术成为重点

我国在石墨烯制备技术方面取得了进展，产业化技术发展尤其快速。清华大学通过催化气相生长调整石墨烯的拓扑结构，制备出一种具有自分散、不堆叠特性的柱撑石墨烯。其比表面积高达1628m2g-1，具有大量孔径在2nm～7nm的介孔，孔体积高达2.0cm3g-1，导电率高达438Scm-1，且更易于构建高效导电网络及畅通的离子通道，从而显著提升其能量存储性能，可用于锂硫电池正极，在电动汽车、个人电子产品，以及大规模储能方面具有较强的应用潜力。中科院合肥物质科学研究院智能机械研究所仿生功能材料与传感器件研究中心制备出了可快速、高效地去除水中钴离子的新型氨基化氧化石墨烯纳米复合材料，可快速、高效地去除水中的钴离子，而不会造成二次污染等问题。中科院山西煤炭化学研究所与清华大学、中科院金属研究所合作，成功研制出了高导热石墨烯/碳纤维柔性复合薄膜，并系统研究了氧化石墨烯薄膜在碳化过程中的导热性能演变机制，获得了高性能热还原氧化石墨烯薄膜，不仅解决了石墨烯热化学转变的基础科学问题，也为石墨烯导热薄膜的规模化制备提供了依据。该研究所研制的石墨烯基薄膜可作为柔性面向散热体材料，满足LED照明、计算机、卫星电路、激光武器、手持终端设备等高功率、高集成度系统的散热需求。国家纳米科学中心的研究人员研发了一种可放大且适用范围广的多孔石墨烯制备方法，为石墨烯生产和应用开辟了新的途径。济南圣泉集团股份有限公司和黑龙江大学联合，以农作物秸秆为原料，采用“基团配位组装法”制备出了生物质石墨烯。此外，圣泉集团年产150t生物质石墨烯中试生产线已实现试生产，而年设计生产能力2000t的全球首个以生物质为原料的石墨烯工业化项目正在立项申报中。中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所突破了高质量石墨烯的层间催化解离制备、电化学插层解离制备、高密度三维石墨烯及层数可控石墨烯制备等技术，已申请相关专利20余项，获得授权5项。同时，为推动石墨烯制备技术转移和产业化，该研究所将该技术转移给了苏州格瑞丰纳米科技有限公司。格瑞丰公司积极推动高质量薄层石墨烯产品在导电、导热等方面的产业化应用，采用插层解离方法，生产出了典型厚度分别为1nm和2nm～3nm的高质量薄层石墨烯粉体产品，插层和解离过程不会破坏石墨层原始的晶体结构，可保留石墨片层优异的导电、导热性能，可应用于导电、抗静电、导热、电热、散热、功能浆料、复合体系和油墨等领域。

6 北斗卫星导航系统成为全球卫星导航系统核心供应商，配套及管理系统逐步完善

我国自主研制的首台4500m级深海遥控无人潜水器作业系统“海马号”

近年来，我国北斗卫星导航技术快速发展，相关商业化应用围绕各行各业逐步展开，基于北斗卫星导航技术的相关管理政策及技术产品陆续涌现。

国际海事组织海上安全委员会第93次会议审议并通过了“船载北斗系统接收机设备性能标准”，标志着我国正式取得首个北斗导航系统海事国际标准。11月，该委员会将北斗系统纳入全球无线电导航系统，意味着北斗卫星导航系统被联合国确认为全球卫星导航系统四大核心供应商之一。

也是在2014年，北斗相关配套及管理系统不断完善。2014年6月，天津航测科技中心承担的“北斗沿海差分播发系统”项目通过专家验收收，其运行测试期间，定位精度可达到1m以内，增强和扩充了现有航海无线电指向标——差分全球定位系统，实现了北斗/GPS差分信息的融合播发。6月27日，中国位置网服务联盟成立，该联盟集合了175家卫星导航与位置服务领域科研单位和企业，旨在全国范围内推进北斗导航系统应用，更好地满足北斗系统精密定位用户和导航用户的要求。此外，交通运输部和中国人民解放军总装备部联合启动基于北斗卫星导航系统的中国海上搜救信息系统示范工程，将显著提升公务船、中小型船舶和涉海个体者的搜救保障能力，提升海上搜救信息服务水平。8月，中国兵器工业集团公司与国家测绘地理信息局签署战略合作框架协议，将建设能覆盖我国陆地和领海的全国北斗地基增强系统，并在此基础上开展基于北斗的位置服务和地理信息服务，将北斗产业民用和市场化，服务于社会大众，推动北斗产业走出国门。

在应用终端方面，我国交通运输部东海航海保障中心率先在全国范围内成功研发出北斗AIS（船舶自动识别系统）一体化船载终端，既具有船舶自动识别功能，又具有北斗位置报告功能，可收集并转发周边船舶的AIS信息，扩展船舶的监视范围，可应用于航行通告、紧急报警、物流监控、电子签证、进出港报告等领域。而作为全国北斗应用示范省，贵州省旅游包车、3类以上班线客车和运输危险化学品、烟花爆竹、民用爆炸物品的道路专用车辆已100%安装北斗定位终端，并于7月1日开始施行对道路运输车辆和驾驶员进行实时监控。

7 深海探测技术自主化进程加快

深海潜水器是海洋技术开发的前沿与制高点之一，体现着一个国家的综合技术力量。当前深海探测的主要技术及设备包括深海钻井和深海探测等。

继我国自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”深海探测器成功挑战7000m深海探测极限之后，我国自主研制的首台4500m级深海遥控无人潜水器作业系统——“海马号”，通过了海上验收，并完成了海上试验。该项目是我国迄今为止自主研发的下潜深度最大、国产化率最高的无人遥控潜水器系统，实现了关键核心技术的国产化，突破了本体结构、浮力材料、液压动力和推进、作业机械手和工具、观通导航、控制软硬件、升沉补偿装置等关键技术，标志着我国掌握了大深度无人遥控潜水器的关键技术，并在关键技术国产化方面取得实质性进展，是我国深海高技术领域继“蛟龙号”之后又一标志性成果。

由上海船舶研究设计院进行详细设计，中船黄埔文冲船舶有限公司负责生产设计及建造的我国首艘3000m多功能水下工程船——“海洋石油286”号出坞命名。该船集大型深水水下结构物安装、软管铺设、锚系处理和潜水支持等功能于一体，作业功能丰富，设备系统先进，综合集成自动化程度高，结构复杂，各项技术指标处于世界一流水平，是完善我国深水油气开发船队的关键船型，综合作业能力在国际同类船舶中处于领先地位，对实现我国海上油气开采由浅海向深海转移具有非常重要的战略意义。

由长沙矿山研究院和北京先驱高技术开发公司共同研制的2台第二代深海6000m光缆拖体成功执行了大洋30航次海试。该拖体可对海底全程摄像和选择性照相，是海底地形、地貌调查与海底矿物资源勘探的“眼睛”。

具有国际先进水平的12缆深水物探船——“海洋石油721”在上海船厂船舶有限公司交付。该船是国家海洋油气能源开采的重要技术装备。其投产后，将有效提高深水勘探工作效率，提高勘探精度，对我国油气田勘探起到关键作用。

此外，国内首艘拥有完全自主知识产权的深海钻井船在性价比、使用效率、能耗，以及可靠性等方面都达到了世界先进水平，适用于石油及天然气勘探开发，具有自航能力，可实现最优化的运营配比。

8 我国智能制造装备发展迅速

日益复杂庞大的大数据和物联网技术，将使制造企业更好地了解并优化其从设计到分销的价值链的各个环节，并促进产品与服务相融合。这些发展将会实现数字化的智能工厂，即由数学模型、方法和应用程序组成网络，把制造设施的企划设计与制造流程本身整合起来，注重综合规划和流程监测，使制造流程更高效、更灵活。

2014年，中国航天科技集团公司运载火箭技术研究院成功开发出“云平台”，具备了高效、稳定处理海量数据的能力，并还利用该“云平台”开发了搜索引擎和虚拟化办公系统，标志着该所型号试验数据处理步入“云平台”时代。沈阳机床（集团）有限责任公司推出了i5T3.1高端数控车床。其具有智能系统强大的开放式人机对话功能，所具有的“i平台、云制造”等潜力将带来制造模式和理念的转变与升级。此外，武汉华中数控股份有限公司核心产品——“华中8型”数控系统已完成改进升级，并发布了V1.2版本；宁夏银川大河数控机床有限公司联合广州数控设备有限公司共同开发了我国自主研发的首款数控珩磨机床智能化控制系统。

在机器人领域，我国制造业正处于转型升级阶段，以机器人为重点抓手的工业4.0战略，将加速智能制造的进程。各地方政府纷纷推出“机器换人”战略，浙江2013年率先提出“机器换人”工程，计划在未来5年，每年实施5000个“机器换人”项目，实现5000亿元“机器换人”投资，推动工业生产方式由“制造”向“智造”转变。重庆、上海等地也制定了机器人产业发展目标，重庆计划在5年后达到500亿元的产值。

2014年，机器人装备的发展呈现2个突出特点：

一是机器人装备中“云平台”概念的引入。其突出代表是中国科学技术大学机器人实验室与美国卡内基－梅隆大学机器人实验室联合进行的首次云机器人实验取得成功，并以最高分获2014Robocup机器人世界杯中国公开赛技术挑战赛冠军。在该实验中，位于我国合肥的中科大“可佳”机器人与位于美国匹兹堡的卡内基－梅隆大学“可宝”机器人借助云平台实现了远程合作与资源共享，分别完成了各自单独无法完成的测试任务。在实际应用中，2014年，由沈阳新松机器人自动化股份有限公司建设的我国首条用机器人生产机器人的智能生产线将正式投产。该生产线集成了新松公司核心的移动机器人、堆垛机器人、装配机器人、检测机器人等系列产品，可实现物料自动搬运、柔性物料传输、零部件自动清洗、自动化装配等功能，将机器人、智能设备和信息技术等3项技术在生产过程中实现了完美融合，实现了产品从设计到制造全生产周期的智能生产。

二是机器人装备个性化和多功能并存。工程类别、材料、规模的发展及使用环境的不同对机器人装备提出了个性化与多功能的要求，而现代设计技术与柔性制造技术的发展又为产品个性化与多功能的实现创造了条件。前者的代表如浙江省舟山市供电公司海洋输电技术研究中心联合北京国网富达科技发展有限责任公司研制的水下多功能机器人。而后者的突出代表则是我国针对我国核电站在役检查与维修、核燃料更换等作业需求，由中国广核集团有限公司牵头所开展的核环境下机器人核心关键技术和应用研究。该课题组成功突破了核电机器人辐照环境下的视觉处理及精确定位技术、抗辐照加固及防污去污技术、高辐照及硼酸环境下的动静密封等一系列核心关键技术，完成了反应堆换料机器人、整体螺栓拉伸机、多功能水下爬行机器人等6套核反应堆专用机器人的自主设计与研制工作，取得了包括具有自主知识产权的三代核电技术、核级数字化仪控系统产品平台Firmsys、自主研制的百万千瓦级核电站全范围模拟机、核反应堆专用机器人等8项核电科研结果，标志着我国核电行业科技创新达到了新的高度。

9 无人机技术研究进入快速发展期

近10年来，世界无人机研发活动持续活跃。我国无人机也日渐揭开神秘面纱，进入到民用视野中，显示出了巨大的潜力。无人机除了在军用领域执行侦察、监视、设置假目标、骚扰与诱惑，以及电子干扰等任务外，其在民营领域的应用非常广阔，主要包括大地测量、气象观测、航拍、城市环境检测、地球资源勘探和森林防火等方面。

近年来，全球无人机市场迅猛发展，并呈现出型号与数量激增的趋势。截至目前，全球有超过4000款无人机在售，50多个国家装备有无人机。据AOPA中国飞行器拥有者驾驶员协会统计，我国民用无人机产业相关企业约227家。

2014年7月，我国超长航时无人机航空遥感系统研制成功，其30h的续航时间打破了我国无人机最长续航16h的纪录。该无人机配备高性能四冲程风冷发动机，采用高轻度碳纤维复合材料机身、V形尾翼，动力足、重量轻、阻力小、排量小，可以保证无人机在获取空中遥感数据时的完整性、连贯性，满足较大面积的地图空白区和特殊地区的测图任务。

10 小型通用飞机产业异军突起 逐步发展壮大

小型通用飞机由于技术和资金门槛低，在通航产业发展中异军突起，成为各地争相培育和引进的项目。小型通用飞机在多个行业和领域都有着广泛的应用，包括医疗救护、农林、体育娱乐、抢险救灾、森林防火、防治农业病虫害、巡逻、摄影、空中广告宣传、飞行出租、游览观光、城市治安维护等。

由于起步较晚，我国小型通用飞机还存在数量和机型较少，机场和飞行员缺乏等问题，与发达国家相比还有较大差距。但也正因如此，我国小飞机整机市场有着巨大的发展潜力。随着多项国家政策的出台，以及中外企业的频频合作，小型通用飞机产业将迎来更大的发展机遇。

2014年，在通用飞机发展方面，一是小型通用飞机成为各地航空产业园建设重点。据了解，截至2013年底，全国设有国家级航空产业园11个，地方级航空产业园更是多达数十个。中国航空工业集团公司所属石家庄飞机工业公司是国内研制小型通用飞机的重点企业之一，主要产品为运5B系列、小鹰500等小型通用飞机。其中，运5B系列是我国小型通用飞机中产量最大，运营范围最广的机型，小鹰500飞机是我国拥有独立知识产权的4～5座小飞机；位于滨州沾化大高航空产业园的山东滨奥飞机制造公司研制的钻石DA40TDI填补了我国2-4座小型固定翼飞机的制造空白；位于沈阳航空产业园的沈阳飞机工业公司负责小型通用飞机中教练机——塞斯纳162R的机翼生产。

二是中外企业频频联手发展小型通用飞机。目前，国际各大知名通用航空企业都在积极谋取同我国企业进行合作，行业内频现中外资企业共同研发、联合生产的相关报道。2014年5月，江苏省首架双座、双操纵的AT3小型通用飞机日前在江苏建湖制造完成下线，这也是江苏生产的首架飞机整机。据悉，民营江苏建湖蓝天航空产业园全资收购全球销售排行前10的波兰艾雷奥特AT飞机制造公司，成立艾雷奥特 （江苏）飞机工业有限公司，成为江苏省首家飞机整机制造企业，而此小型通用飞机就是由该公司制造的。2014年6月，皮亚乔航空工业公司与中方企业和地方政府深入探讨了关于成立合资飞机制造公司的相关事宜。实际上，大多数国际通用航空小型飞机制造商目前都已与我国企业探讨过成立合资公司的事宜，并且一些公司已经有了合作的进展。