中国航天进入创新驱动的发展期

国家国防科技工业局科技委主任 栾恩杰

中国航天进入创新驱动的发展期

国家国防科技工业局科技委主任 栾恩杰

站在技术进步和工程实践态势的角度分析，中国航天已走过三个重大阶段：学习和仿制阶段、独立研制阶段、跟踪研发阶段，目前处于创新驱动发展阶段。在这个发展历程中，可以清晰地看到中国航天发展的一条主线，即学习、实践、探索、创新的精神始终贯穿于其中，它既是各阶段的特征表达（学习仿制、独立研制、跟踪研发、创新驱动），也是各阶段所包含的主要的活动和内容。学习、实践、探索、创新也必然会贯穿于中国航天今后的发展过程之中。

学习和仿制阶段（1956～1963年）

新中国建立仅7年，党中央、国务院就确立了独立自主进行导弹武器研制和导弹工业发展的决策，在国防部第五研究院成立之初，聂荣臻元帅就将“自力更生为主、力争外援和利用已有科技成果”作为发展方针。1957年我国与苏联签署《国防新技术协定》，苏联同意向中国提供地地（P-2）、地空（C-75）、岸舰（C-2）、空空（K-5M）4种导弹样品及相关技术资料。

从1956年到1963年，我国完成了学习和反设计工作，边学边干，克服了原材料短缺、生产条件不足、资料不完整及技术力量缺乏等问题，在国家工业基础和专业队伍力量薄弱、技术结构尚待提高的严峻形势下，依托党中央的坚强领导，迎难而上，成功迈出了关键的第一步。

1960年，我国成功仿制出1059导弹（东风1号近程地地导弹）。紧接着，1964年和1966年，又相继仿制C-75的地空导弹“红旗”1号和C-2的岸舰导弹“上游”1号成功。通过仿制，中国的导弹总体技术、导弹结构技术、导弹弹头技术、导弹控制技术、导弹动力技术，以及设计方法、验证方法、靶场技术、测试技术、发射技术等全面得到提升；从元器件、原材料、加工处理到各种成型技术、组装技术等，建立起一整套生产并提供交付的全国大配套、大协作的支援保障体系。与此同时，在标准化、计量等技术基础方面也不断地积累起知识和经验。通过仿制，基本实现了从工程组织、工程实施到技术组织和技术实现的全面的人才队伍建设，并在各有关高等院校形成了尖端专业人才的培养力量，形成了具有中国特色的以两条指挥线为主导的工程队伍体系。

独立研制阶段（1964～1972年）

1960年苏联政府停止援华，撤走专家。中央确定走自力更生之路，决定从1964年至1972年研制液体中近程、中程、中远程和远程4种地地导弹，打破核大国的垄断。这在历史上被称为“八年四弹”。

“八年四弹”的独立研制，经历了风雨，也锻炼了队伍。研制过程中，先后突破了运载技术，使我国运载能力得到不断提升；突破了气动技术，解决了多级火箭组合体及分离、气动热及气动力的设计与试验问题；突破了弹道设计技术，解决了地球引力场扰动、弹道摄动理论和计算方法；突破了结构技术、解决了三维（纵、横、扭）振动特性研究、贮箱液面晃动、振动耦合等问题。通过独立研制，我们突破了导弹制导技术以及姿态控制和稳定系统的设计、试验技术，解决了导弹精度分析和内外弹道测量与评估技术，使导弹达到“稳、准、狠”的总体要求。与此同时，还突破了导弹武器系统的地面系统设计技术，在技术基础建设、环境试验、安全性技术、试验测试技术、仿真模拟技术、质量可靠性技术等方面也取得开创性成果。

这八年奠定了中国航天的发展基础，解决了我国尖端技术领域的有无问题，在中国航天发展史上具有开创性的作用。“八年四弹”的后续工作，延续到1980年完成。1980年5月18日东风五号远程火箭成功试射，此时中国航天已经进入到跟踪研发阶段的“三抓”任务时期。

跟踪研发阶段（1973～2013年）

跟踪研发阶段是漫长的，至今已有约40年的历程，取得的成就也更加辉煌。总结这40年不平凡的实践，可以用三个重要的“扩展”来描述：

从导弹到航天的扩展

40年来，我们在地地导弹的型谱化发展上取得质的突破。潜地导弹从无到有，研制成功并填补了海军战略武器装备的空白；陆基洲际战略导弹、战术弹道导弹、巡航导弹、海防导弹、舰舰导弹、防空导弹、空空导弹等，构成了型谱化发展的格局，并在精确、机动，液、固发动机技术等方面取得具有国际水平的成就，在保卫领土完整、保卫世界和平中发挥了重要作用。

在发展导弹的基础上，我国不失时机地开展了独立自主的航天活动。中科院曾于1958年和1965年两次启动人造卫星工作。1970年4月24日，以东风四号中远程导弹为基础研制的长征一号运载火箭成功发射“东方红一号”卫星，拉开了中国航天活动的序幕。

40余年来，构成了从长征一号到长征二号、长征三号、长征四号运载火箭的系列化发展，目前已形成近地轨道9500kg、同步转移轨道5100kg的运载能力。

40余年来，建成了太原、酒泉、西昌航天发射场，不但胜任我国各种轨道需求的发射任务，而且可以满足国外一些用户的发射需求，测控能力已经达到国际先进水平。

40余年来，相继攻克了各类卫星的平台总体技术、推进技术、能源技术、结构技术、姿态与轨道控制技术、热控技术、卫星返回技术以及各种有效载荷技术，基本适应了我国经济发展对卫星系统的要求。

从航天工业到航天产业的扩展

1978年中共中央十一届三中全会确定了改革开放的方针，国家转入以经济建设为中心的快速发展时期，与此相适应，中国航天则进入了跟踪研发的新阶段。以航天为本，服务于国防和国民经济建设是这一时期的总要求。在以抓应用卫星及卫星应用、航天基础的技术改造、突破载人航天技术为主要内容的“两抓一突破”，以及其他一系列工程获得实现的基础上，我国卫星及卫星应用产业得到巨大发展，形成了资源卫星、海洋卫星、气象卫星为主的对地观测卫星型谱系列，并开展业务运行；导航卫星和通信卫星系列化发展得到实现，并在国民经济建设中作出重要贡献。

以国产卫星为主的我国卫星应用产业开始形成。与空间基础设施相适应的设计能力、制造能力、试验验证能力以及相配套的地面基础建设水平、应用推广组织已成规模。风云卫星“日日看”，东方红卫星“村村通”实现全国土覆盖，航天工业与国民经济紧密结合，服务于国民经济建设主战场，在农、林、水、土、城、环、灾、科、教、气、通、海、警诸多方面发挥了巨大作用。航天产业已见端倪。

从国防军工向军民融合的扩展

当国家进入新的历史时期，航天事业不但要继承光荣传统，保持旺盛的奋斗精神，而且要积极适应市场经济，努力为国防军工服务和为国民经济建设服务、为民生需求服务。在军民融合的道路上创造更加辉煌的成绩，是时代赋予航天人的历史责任。

2000年11月，我国发表了《中国的航天》白皮书，首次将空间技术、空间科学和空间应用作为大航天概念，阐述了中国航天未来十年的发展目标。其中空间科学是中国航天活动的一项重要内容，积极开展空间科学活动是中国航天从军工领域向军民融合发展的一项重要举措，也是中华民族为人类科技进步有所贡献的表达。我国开展了“双星探测”工程，与欧空局的4颗科学卫星构成了独特的赤轨和极轨的运行格局，为地球空间科学研究做出了努力；研制了近地轨道载人飞船，成功发射神五、神六、神七、神九、神十，开展了有人在轨的科学试验，并专门设置留轨舱进行科学探测，使我国空间科学活动进入了载人时代。月球探测计划启动后，连续取得嫦娥一号、二号和三号和返回试验的圆满成功，获得了对地外天体的探测数据。空间科学活动带动了我国相关领域的科技发展，也激发了全民科普热情，对促进科学理念、科学态度和科学精神的形成具有极大的推动作用。

空间应用是航天为国民经济服务的又一重要内容。利用空间基础设施的各种资源优势，我国已形成了通信卫星、气象卫星、地球资源卫星、减灾卫星、海洋卫星等专业卫星的系列化发展，在农业、林业、水利、国土、城市建设规划、环境保护监测、灾害预警、减灾救灾、教育、医疗等多方面，发挥了基础性保障作用，是这些领域的科研、建设、规划、运行的重要手段和工具。

当前，空间应用的范围在不断扩大，应用效果不断展现，在国民经济中的基础作用越来越引起各方面的重视。我国政府已将卫星产业作为战略性新兴产业进行扶持和推动。特别是资源三号、高分一号、高分二号卫星的发射升空，使我国对地遥感技术达到亚米级分辨率水平。随着我国卫星总体规划水平的不断提高，我国遥感卫星应用的高时间分辨率、高光谱分辨率、高空间分辨率的实现，我国将进一步缩小与国际先进水平的差距。

空间技术的进步，也促使其本身向民用领域转移。经过50余年的发展和30余年军民结合的推动，航天工业形成的技术已经广泛地向民用领域转移。近期的调研分析表明，航天机构已在节能环保、信息技术、生物工程、高端制造、能源、材料、汽车新动力等7个领域形成了一定的力量，具有较强的发展势头。其中信息处理、信息安全、卫星导航、智能化、测量跟踪、控制、先进制造等技术具有独特的优势。

中国航天进入创新驱动的发展阶段

党的十八大提出了创新驱动发展战略，着力增加创新驱动发展的新动力：促进创新资源的高效配置和综合集成，把全社会的智慧和力量凝聚到创新发展上来。习近平总书记指出：“我们是一个大国，在科技创新上要有自己的东西，一定要坚定不移走中国特色自主创新道路”“高科技是买不来的”“关键技术要靠自己”“要突破自身发展瓶颈，解决深层次矛盾和问题，根本出路就在于创新。”

处于创新驱动发展时期的中国航天肩负着达到国际水平，并处于国际先进水平的历史使命。航天产业的发展，要与中国作为一个航天大国相称，与国家建设需要相适应，并以此为总目标，实现我国从航天大国转变成航天强国的中国梦。

在这个新的历史时期，中国将在民用航天领域整体性达到国际水平，大部分要达到国际先进水平，一些关键技术要有所突破、有所创新，为人类的科技发展、航天事业的进步作出创造性贡献。

为实现创新驱动应着力加强核心能力保障

任何一个行业的创新驱动发展，必须要有与其相适应的核心能力的保障。如果没有核心能力保障，高端的研发与生产是不可能向社会提供相应产品的。航天作为这类战略性产业，不可能将基础性的核心能力建筑在依靠国外的保障上。高新技术是买不来的，而支撑高新技术的核心能力更是买不来。

愈是创新驱动，愈要超前发展，愈要处于领先的地位。而系统指标的领先要求，对基础器件和新型材料的需求就更显突出。新器件、新材料既是新兴高端产业的支持和保证，同时也在新兴高端产业的推动下产生新的动力，从这个意义上说，核心能力的保障和建设问题既有保障性，又有推动性。在核心能力的建设中，务必要花大力气，下大功夫，否则仍会失去创新驱动的机遇，又要进行新一轮的跟踪发展。

为实现创新驱动必须强化关键技术攻关

创新驱动的一个重要条件是科学技术的创新，没有科技创新的支持，只满足于集成创新或引进消化吸收再创新的模式，这种创新对产业发展的影响力和牵引力是不足的，而且极易被赶超。只有在科技创新上特别是科技的原始创新上有所突破，才能使我们掌控可持续发展的主动权，才可能使我们为人类发展作出更大贡献，实现中华民族伟大复兴的“中国梦”。

科技创新的第一步，是处在科技发展前沿的关键技术的攻关。各行业都需在关键技术攻关上，形成自己的科技攻关策略和规划，要充分利用社会资源，支持攻关目标的实现。关键技术攻关是保持住可持续发展态势的首要行动，因为这些关键技术已经是目前科技发展的瓶颈，只有扫清这些瓶颈，才能满足当前发展的需求。

科技创新的第二步，则是对未来发展方向的研讨和分析，其时间跨度应超前20年左右，即未来20年的发展目标及对实现这个目标的技术准备。在思考创新驱动发展的目标时，要善于在各类目标中抽出技术难题并凝聚成任务或工程。

为实现创新驱动必须进一步加大工程基础建设

航天产品的形成，除了要有设计条件、生产条件、工艺条件的保障外，还要有各种工程基础的支持，在创新驱动时期更要突出对其重要性的认识。这里所指的工程基础的内容可以表述为软、硬两种类型的工程平台，这里所说的“工程基础”及“软平台”的概念是为了将工程和工程基础这两部分能分开来认识，这有利于工程理论的认识和工程实践的实施。对于工程基础和硬、软平台方面的研究和实践，也要给予高度重视。

硬平台包括产品的模态试验平台、风洞试验平台、统计学试验平台、仿真模拟平台、系统综合试验平台、大系统匹配试验平台、各类环境试验平台，还包括总装总成总试基地、各类实物实战试验基地、航天发射测控基地。随着航天器系统的特性不同、使用环境不同、技术要求不同等等状态的变化，在硬平台建设上，还将提出更多新的要求，如月球环境试验平台、各种深空探测环境的试验平台、信息传输及其演示验证平台，还有诸如赛博环境下的适应性平台、各类传感器、有效载荷性能测试、反演验证等等新的平台建设需求。

软平台包括各类数字仿真平台、推演攻防平台、任务规划平台、生态性模拟平台，攻击效果评估、精度评估、统计学数据平台、可靠性评估，元器件、原材料的历史性（过去、现时、未来）数据库，设计方法、设计准则、设计规范，工艺方法、工艺规范，以及（SoC）IP核设计、标准等等。其中，对设计需要的统计学数据库建设更要高度重视，还需要占有大数据。

为实现创新驱动必须加大原始性创新

当今的世界是知识引领的智能化社会，处于新概念、新格局、新态势不断出现的时代，诸如云计算、物联网、大数据这些综合性、体系性的新理论、新现象、新认识不断涌现。而这些集成性创新的基础理论和基础技术往往与多学科技术相融合，在实验、应用中不断提出新的课题，表现出一些新规律。处于这个时期的中国航天，应当也一定会通过实践而有所发现、有所发明、有所创造，一定会在原始创新上有所贡献，甚至会有颠覆性意义的技术产生出来。