航天技术助力国民经济

——火箭院七〇二所积极投身国民经济主战场

发布时间 : 2016-12-08     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  提起“航天”,很多人想到的就是“高大上”,感觉和自己的生活相隔万里,没有什么直接关系,很难想象天空中展翅而过的一架架飞机、铁路上呼啸而过的一列列高铁、马路上奔驰而过的一辆辆汽车,还有每个人手中使用的一部部手机……这些日常生活中的点滴,处处都有航天的印记。
  近日,中国运载火箭技术研究院(简称“火箭院”)702所召开了“强度环境可靠性专业技术及产品”发布会,会上推出的静、动、热、环境、可靠性五大试验技术,以及减振降噪、传感器、环境试验、数据采传析、机电液一体化五大系列产品都是根植于“航天”的技术和产品。历经10年研制的新一代运载火箭长征五号是我国目前推力最大、运载能力最强的大型运载火箭。长征五号火箭首飞成功,世人瞩目,国人骄傲。在10年的研制过程中,702所利用专业技术和产品先后完成了长征五号各类地面试验2000余项、攻克技术难题数百个、高质获取试验数据近千万,所有试验均一次成功,形成专利百余项,不仅为长征五号火箭首飞成功奠定了坚实基础,同时也使中国在结构强度、环境与可靠性工程方面的研究与试验能力跻身世界航天强国行列。
  在服务国防建设的同时,702所坚持走军民融合发展道路,积极发挥航天技术优势,服务国民经济主战场,围绕国家战略性新兴产业,大力推进航天技术的延伸拓展,突破了一批独具航天特色、具有完全自主知识产权的科技成果,形成了具有强大航天影响力的重大产品与服务。

航天技术支撑民族创新

  为应对全球气候变暖、减少温室气体排放,开发风能是一个重要途径,并已成为全球发展最快的新能源产业。据国际风能协会统计,近两年来,风电新增装机容量增长最快的国家分别是中国、美国、印度、德国等国家。为适应我国风电产业的强劲发展,国内兆瓦级风机叶片技术主要是通过生产许可证方式引进。国内叶片技术市场上,主要是引进德国、荷兰、丹麦等欧洲国家的技术。
  从经济效益考虑,作为大型兆瓦级风机最关键部件的风机叶片要在野外或者海上“风吹雨打、寒来暑往”地工作长达20年以上;然而引进的风机到中国后,面对西北的沙尘、东南的湿热、西南的冰霜、东北的风雪……很多“水土不服”或“感冒发烧”了。为了更好地适应中国广阔疆域的高低温、多风沙气候环境及风暴、台风等极端状况的差异性,从技术引进到消化吸收再到改型创新,中国的风电企业迈出了艰难又坚实的步伐;每一步的技术消化,每一步的改型创新,都离不开材料、结构、环境及可靠性测试的验证。
  702所是我国结构强度、环境、可靠性工程的专业研究所,专业技术正好可以帮助中国风电企业改型创新,“强筋健骨”!
  比方说“风机全尺寸叶片测试”服务。因为风机叶片全尺寸模态、静态及疲劳特性是其市场准入、销售装机的关键指标;就像“学历文凭”对于“应届毕业生”找工作一样;而全尺寸模态、静态及疲劳认证测试就像是人才选用的“能力测试”一样。
  702所在天津滨海新区的“航天产业园区”内新建了3套80米级风电叶片全尺寸测试台系统,先后完成了万源国际2MW-43.75米叶片模态、静力及双向疲劳认证测试;联合动力2MW-42米叶片双向疲劳认证测试;明阳风电集团2MW-58.8米叶片双向疲劳认证测试;明阳风电集团3MW-65米叶片双向疲劳认证测试等,较大程度缓解国内大型风机叶片测试台系统资源紧张局面。
  比方说“风机叶片测试系统”集成供应。702所不但给自己建立风机叶片测试台等系统,还利用航天技术优势积极为行业测试伙伴建立他们自己的测试台系统,不但自己提升“看病手术”能力,还要帮大家建立“看病手术”的能力。
  目前,702所已为甘肃省特检院设计、构建了1套3MW-65米级国家级风电叶片全尺寸静力、疲劳测试台系统,并为其设计、配套了相关加载、测量、控制及附属设施;该套系统目前已经完成了多款叶片的测试项目。
  702所积极响应国家军民技术融合战略的号召,逐步将原来积累的给大型运载火箭“看病保健”的技术、经验运用到大型客机、高速铁路客车,以及风力发电、新能源产业、医疗卫生、土木建筑等各个行业的前沿设计研发过程中,为客户的设计提供真实测试数据的验证及支撑,极大地提高了大型客机以及高铁客车的安全性。

航天产品走入寻常百姓家

  石先生是个土生土长的北京人,对任何事情都有一种极致的追求,在对车辆选择上也是。他在较早的时候就买了一辆属于自己的汽车,对车辆的保养和维护十分用心,在每次车辆保养的时候,他都会与维修师傅攀谈,交流车辆遇到的问题。
  在一次保养过程中,石先生对师傅说:“最近我开车的时候总是听到有嗒嗒声,不知道怎么回事?”师傅检查完后指着发动机的一处对他说:“这个垫需要更换了。”石先生有些不解,好像之前保养的时候更换过一次,于是问道:“这个垫起什么作用,怎么总更换?”师傅解释说:“这个垫是减振器,它的作用是减少发动机的振动,您说的嗒嗒声就是这个减振器老化失效引起的响声。由于发动机冷热变化大,并且会有油污产生,在这种环境下,橡胶减振器老化速度会非常快。”
  石先生接着问:“那有没有什么解决办法呢?”
  师傅回答说:“现在很多车辆都更换了金属减振器,金属减振器是全金属的,环境适应性好,耐高低温,油污不会影响它的寿命,而且可靠性更高,长时间不需要更换。”
  石先生很感兴趣地说:“这种金属减振器与橡胶减振器在性能上有什么区别吗?”
  师傅回答:“这种金属减振器与橡胶具有同样的减振性能,只是环境适应性更好了,寿命也更长了。”
  石先生仔细思量着,既然要更换不如一步到位换个可靠性高的金属减振器。
  据了解,石先生更换的这个金属减振器其实是一个具有航天应用背景的产品。702所减振技术专家介绍,金属减振器是立足于该所强大的强度、环境、可靠性技术基础研发的一款产品。该产品经过了长时间的研制,经历了包含随机振动、冲击、温湿度等复杂环境试验考核,最终形成了一系列高可靠性的成熟产品,目前已经在航天设备上得到广泛应用。在今年首飞的长征五号和长征七号运载火箭上面金属减振器就发挥了很大的作用,这是真正的航天产品走入寻常百姓家!

航天技术应用推动环保事业

  现在大家都对环境污染感触颇深,尤其是对臭水沟、雾霾天气、地下水污染等深恶痛绝,可是谁关注过医疗废水?与工业废水相比,医疗废水对环境的影响更大,危害也更大。医疗废水属于危险废水,医疗废水中含有一些特殊的污染物,如各种药剂以及大量病原性微生物、寄生虫卵及各种病毒等,有的还含镭、碘等放射性物质。医疗废水的排放对水资源造成的危害巨大,已经成为危害群众健康的一个“源头”;目前真正能够达到国家排放标准的只有屈指可数的几家医院。按照现在三甲医院的正常排放量计算,一家医院每天产生医疗废水约为1800吨,全国三甲医院数量多达773家,可见其排放量巨大,医疗废水排放严重影响水资源和居民安全。目前,法律的不规范,环保意识的薄弱,造成了医疗废水直排和各大医院存在的“高污染,低治理”现状。
  2016年11月中旬,北京某三甲医院购置了一套医疗废水处理设备,已经完成设备调试验收。经设备技术处理后的中水达到北京市环境保护二级直排标准,并经第三方检测机构检测认证,确认处理合格,现在设备已经进入正式运行状态。该医疗废水处理系统可以彻底消除医疗废水中的细菌、病毒、盐分和其它污染物,杜绝了医疗废水对环境造成的污染,控制了细菌病毒等传播,有效杜绝医疗废水可能给环境和居民造成的严重危害。
  据了解,该医疗废水处理设备为702所设计研制。该技术源自航天电磁研究技术的延伸,采用超强磁场技术,配备超声波、纳米材料和专用磁种等多技术学科综合应用,属国内首创、国际领先的技术。该技术产品相对于传统污水处理的生化法和膜技术处理法具有投资少、处理快、占地小、效率高等优点。同等规模处理能力条件下,建设投资成本可以节省70%,处理速度可以提高2倍,占地面积仅为传统污水处理方式的五分之一,对所需处理污水可以达到1小时内循环完成。该技术设备适用范围宽,可以满足每天25000吨的污水处理需求,还可以满足每天200吨左右的特种及危险废水处理,可以广泛用于化工厂、酒店、医院、城市河道等污水处理。
  该技术产品的研发为将来环保水处理行业走出了一条全新的道路。采用该技术进行污水处理有明显的经济效益和社会效益。在全国大力推广环境保护法和水十条的大背景下,该技术的广泛推广应用可以为改善国民生活生产环境提供有力保障,为满足城乡居民生活环境美化、净化污染水体、减少土壤二次污染做出积极贡献,这也是航天人应尽的社会责任。

(摘自《央视网》)

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