SpaceX 科技创新对我国航天企业能力保障的启示

◎航天材料及工艺研究所 张德智 汪晓霞 武占魁 姜艳青 崔鹏

SpaceX 科技创新对我国航天企业能力保障的启示

◎航天材料及工艺研究所 张德智 汪晓霞 武占魁 姜艳青 崔鹏

随着Falcon 9一级火箭连续3次在海上成功回收，SpaceX公司再次震惊了世界，其强大的科技创新能力令人印象深刻，创始人埃隆•马斯克也被誉为现实版的“钢铁侠”。众所周知，能力保障是科技创新的物质基础和前提，笔者通过分析我国航天企业科技创新能力保障现状和SpaceX公司科技创新的有益经验，并结合“十三五”国防科技工业发展规划(草案)要求，对未来企业能力建设的思路进行探讨。

一、我国航天企业科技创新能力保障现状

新中国的航天事业是在工业基础薄弱、科技水平相对落后的特殊国情下建立起来的，经过几代航天人的不懈努力，现已形成门类齐全、配套完整的研究、设计、生产和试验能力保障体系，为一大批高精尖宇航产品和杀手锏武器的研制生产提供了基础保障。“十二五”时期，我国航天系统产生了一批以载人航天、探月工程、高分专项、“北斗”导航为代表的重大标志性科技成果，突破了一大批关键技术，科技创新水平显著提高成为国家综合国力和大国地位的重要标志。然而，在取得骄人成绩的同时也必须清醒地认识到，目前的科技创新能力保障工作仍存在一些不足。

1．部分核心保障能力仍显不足

先进装备是现代产业体系的脊梁，是科技创新的重要保障，其水平高低决定了科技创新能力的大小。以重型运载火箭为例，受装备能力等的制约，我国尚未突破大型贮箱箱底顶盖整体旋压、9米直径量级铝合金贮箱壁板成形等关键技术，是型号研制过程中亟待解决的能力短板之一。由于高端装备制造水平有限、先进工业技术能力不强，部分关键加工制造设备、先进测试仪器和科研生产软件保障能力受制于人，影响了部分核心领域科技创新的顺利实施。

2．基础研究条件有待加强

科技创新离不开基础研究（包括应用基础研究）的理论引导和技术支撑，而基础研究具有先导性和战略性特点，需要“板凳一坐十年冷”才能厚积薄发。虽然国家自“十一五”时期已开始注重基础类、平台类能力保障项目的建设，但投资规模占整个国防科技固定资产投资的比例并不高。此外，在这些基础类、平台类项目的实际论证过程中，“任务能力型”的思路仍占主导，相关研究条件仍需依托型号任务建设，只有在型号任务明确的前提下才能获得支持。

由于固定资产投资建设周期长，基础研究更是需要长期攻关，研究条件若不能超前布局、提前实施，往往会导致基础研究成果无法支撑工程化需要而制约型号研制，其技术引领和创新驱动作用更无从谈起，这在核心动力、元器件和关键原材料领域尤为突出。以碳纤维为例，曾几何时西方国家将其视为战略物资严格控制，使其成为我国航天任务“卡脖子”的关键难题。为摆脱受制于人的局面，我国自“十五”以来加强了碳纤维基础研究条件建设，在“十二五”时期进一步将其纳入国家战略性新兴产业规划予以支持，经过十几年的基础攻关才基本实现了自主保障。

3．协同创新配套体系尚未完善

随着技术进步和作战理念革新，各单位之间的任务分工界限日趋模糊、研究领域多有重叠，这为在系统内部的协同创新提供了良好契机。我国航天企业在特定的历史条件下，分别在中国航天科技集团公司和中国航天科工集团公司形成了行业分工相对明确、各自配套相对完整的科研生产体系，国家按照“军调”分工实施固定资产投资。这种条块分割的固定资产投资模式，一方面需要对所属不同集团但专业相近的科研单位进行“撒胡椒面”式的简单重复建设，不利于“扶优扶强”；另一方面有些单位因任务需要衍生出的部分“跨界”专业往往因不在“军调”范围内而得不到配套支持，不利于技术的融合创新。

此外，航天系统自成体系、自我配套的建设模式，导致民口优势资源不能得到最大化利用，这也是影响协同创新的一大阻碍。

二、SpaceX公司的有益经验及启示

强大的科技创新能力是SpaceX公司不断取得技术突破、实现快速成长的重要原因，其成功经验对我国航天企业有着积极的借鉴意义。

1．注重原始创新、掌握核心技术

SpaceX公司高度重视原始创新、坚持掌握核心技术，依托技术过硬的小型核心研发团队自主开发了Falcon火箭的低温贮箱结构、主发动机、重复使用动力着陆装置等关键产品。航天型号研制的历史经验已多次证明关键核心技术必须依靠原始创新，既需要优势专业单位刻苦攻关去突破，又需要量大而面广的基础研究作支撑。因此，在能力建设时，一方面应坚持“小核心、专业化”的投资思路，加强航天科技创新体系能力顶层设计、优化资源配置、精准投放、扶优扶强，统筹建设一批高水平的航天科技创新平台，以提高核心保障能力；另一方面应加强基础性、前沿性科研条件建设，尊重科学研究灵感瞬间性、方式随意性、路径不确定性的特点，不以型号任务为牵引，超前谋划、提早部署，夯实航天材料、元器件、动力等专业技术单位的研究基础。

2．加强协同创新、节约创新资源

在注重原始创新的同时，SpaceX公司通过与NASA等单位的合作，利用协同创新引入大量低成本高可靠的成熟技术，既节约了创新资源又加快了研发进度。未来我国应在国家层面通过能力建设引导，逐步形成“大协作、开放型”的配套体系。一方面，逐步调整按军工集团隶属关系分别进行能力建设的思路，在全国国防科技系统内按专业进行统筹建设，促进军工集团间的协作配套，为系统内部协作创新创造条件；另一方面，主动减少一般能力条件建设，促进技术、能力和资本要素的“民参军”配套，为军民融合创新创造条件。更重要的是，要依托重大航天科技项目和工程，加强军民统筹建设，促进军民资源深度融合，巩固深化军民协同创新的平台机制。

3．重视数字化协同，实现快速迭代

SpaceX公司充分利用信息化手段，通过产品生命周期管理和数字化协同辅助实现面向过程的系统工程设计，依靠仿真模拟和数字化制造大幅缩短产品研制时间，从而实现技术的快速迭代和成熟度的快速提升。快速迭代是科技创新的加速器，我国以“数字化火箭”为代表的数字化研制工作虽然取得了可喜成绩和巨大进步，但众多系统级以下的零部件研制目前仍以“试错”模式为主，研制周期长、技术迭代慢，不利于科技创新的提速。因此，我们应抓住现阶段第四次工业革命的机遇，结合“中国制造2025”和工业强基工程等计划，加强先进工业技术条件建设，为增材制造、智能制造、网络化制造等先进工业技术在航天领域的开发应用奠定基础，促进“两化”深度融合，实现航天产品研制的快速迭代，提高航天新技术的技术成熟度。

航天事业是国家科技事业的重要组成部分，在保障国防安全的同时承担着引领国家科技创新的重任。能力保障是航天科技工业创新和发展的物质基础，其投资思路和建设模式对航天科技创新能力有重要影响。按照体系化、集约化、专业化和社会化的建设思路，加快推动建设模式由任务能力型向体系效能型转变，对促进航天科技创新具有重要意义。▲