航天技术转化应用的发展路径研究

杨风霞等＊ /中国航天系统科学与工程研究院

航天技术转化活动是航天产业发展的重要环节。当前，我国航天技术转化动力不足，效率较低，规模和效益有限，产业化发展水平不高，其根本原因在于协同创新机制、转化评估机制尚未建立，市场导向尚不明确，亟待系统谋划布局航天技术转化应用发展路径。基于此，将战略性新兴产业的发展方向与可转化应用的航天技术融合，发展航天领域具有转化潜力的创新性、颠覆性航天技术，提出航天技术转化应用的重点工程和项目，着力解决航天技术转化存在的突出矛盾和问题，引导航天技术更好地服务国防建设和经济建设双重需要。

一、我国航天技术转化应用现状和问题

1.我国航天技术转化应用现状

（1）国家相关发展战略和政策规划鼓励航天技术转化应用

航天技术转化是国家军民结合的一部分，也是如今的大趋势。为鼓励航天技术转化应用，国务院、军委装备部、国防科工局等国家部委相继出台系列政策法规和发展规划。2015 年10 月，《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015—2025）》提出，未来10 年卫星应用产业将迎来商业化机遇。《关于推进国防科技工业军民融合深度发展的意见》与《2015 年国防科工局军民融合专项行动计划》均提到，要以遥感卫星为突破口，促进军民卫星资源和卫星数据共享。

（2）航天技术转化应用成果不断涌现

航天技术多领域转化应用突破了技术瓶颈、打破了国外垄断，带动了相关行业技术水平的提高。近年来，航天技术转化应用的主要成果有：利用航天器复合材料制造技术，研发制造大型民用飞机碳刹车盘，有效降低了民航飞机的成本；依托航天防腐技术，研制新型内衬防腐管道，成功应用于陆地和海洋的技术管线；依托航天技术背景，联合相关单位研制瓦斯抑燃抑爆系统，成功应用于煤矿等易燃易爆区域；利用航天技术研制增雨防雹火箭，用于进行人工干预天气；依托北斗导航系统的定位与信息传输功能，研制灾害环境下应急救援系统，应用于灾害救援以及野外地质勘探、海洋石油勘测等领域；航天器综合信息保障系统相关技术转化应用到航空、交通、高端装备等民用产业，为用户提供实时监测、故障预警等功能；遥感影像助力精准农业发展，利用遥感卫星的检测技术可以为精准农业提供客观、可靠的农情信息，使发展精准农业成为可能。

2.存在的问题

（1）航天民品市场复杂多变，部分航天技术未能满足民用需求

为某项任务而研发的航天技术需求明确，研发目标主要是达到相应技术和性能指标要求。而民品由于面向社会公众，市场需求复杂多变，一项技术即使研发成功也不一定能取得良好的市场效益。航天技术在向民用领域转化时，虽然已具有一定技术基础，但是由于用途发生较大变化，仍需投入一定资源进行二次开发，面对市场不确定性带来的风险，对市场认识不够深刻的军品单位难以对民品进行大规模研发投入，或者对二次研发的准备不足，导致技术转化和市场拓展风险。

（2）未能建立航天技术转化市场反应机制，错失市场机遇

我国航天企业将满足国防建设和国家战略对导弹武器、宇航产品的需求作为安身立命之本，全力保障各项型号任务的成功实施。航天产业投资大、风险高、可靠性要求高，且不同航天型号产品的通用化较低，产品各异，具有小批量、多品种的特性。长期面临航天型号这一特定市场，管理流程较长，使航天企业面对民用市场未能建立有效的市场反应机制，错失市场机遇。航天应用占比收入不高，卫星应用水平较低、市场规模不大，产业发展薄弱。通信设施利用率不高，民用高分辨率遥感卫星和导航卫星较多依赖国外。

（3）航天技术转化动力不足、渠道不畅、机制不全，转化效益不高

当前国内的航天技术转化平台，主要停留在信息双向交互发布的环节。航天技术保护壁垒依然牢固，溢出效应有限，尚未形成开放的技术转化机制。受经济考核机制影响，部分单位专注于完成航天型号任务，未能把航天技术转化作为可持续发展的关键要素和环节，航天科技成果形成阶段没有充分考虑军民转化需求，可转化成果少。成果价值评估难、担心保密和国有资产流失，客观上造成转化困难，缺乏成体系、可操作的管理制度，评价导向和利益分配机制有待改进。

二、航天技术转化应用发展路径

1.关键技术方向

航天技术体系在继承已有空间技术分类体系的基础上，充分考虑航天技术转化系统性和层次性，按照专业特点，将航天技术分为16 个技术类别，如图1 所示。

图1 航天技术体系框架

航天在战略性新兴产业范围内可实现转化的技术是航天技术向民用转化的主要方向。因此，重点梳理航天技术体系中各技术子类在战略性新兴产业的归属和位置，得出航天在战略性新兴产业范围内可实现转化的技术，如表1 所示。

表1 航天技术与战略性新兴产业的匹配分析

一是以通信、电子和计算机为主的多类航天技术可广泛用于新一代信息技术领域，具有军民通用性、普适性特点，运用的基本原理、实现方法在航天内外区别不大。二是以控制、推进以及材料、结构、机构系统和制造技术为代表的工业生产技术可广泛用于高端装备制造领域。卫星及应用产业属于战略性产业的高端装备制造领域；航天技术是以工业设计、研制和制造为目的的综合技术群，大量技术可用于航空、轨道交通、船舶、海洋装备等领域的研制生产。三是热管理技术可大量用于新材料领域。四是总装、测试与试验验证（AIT）技术涵盖了各种热试验、振动试验、噪声试验、辐照环境试验、磁试验技术，可用于节能环保、生物技术领域。五是空间电源与储能技术为新能源汽车的开发提供重要支撑。

2.重点工程和项目

广泛调研航天有关单位，深入论证在战略性新兴产业范围内，航天技术转化应用的重点工程和项目，如图2 所示。

图2 航天技术转化应用的重点工程和项目

（1）航天相关技术在云制造领域的应用

航天在制造业信息化上拥有突出的技术优势，并在国内外率先提出云制造的技术理念。航天制造资源和能力的知识分类及管理技术可以有效支持基于云制造开展产业对接交易；航天制造过程协同互操作技术可以有效支持基于云制造开展产业链整合与业务动态协作；航天云化封装、虚拟接入技术可以有效支持基于云制造开展产业资源接入、整合及共享。未来将重点突破航天云化技术、云制造系统集成技术等，打造云制造服务平台，助力新一代信息技术产业发展，实现制造业转型升级。

（2）空间生物搭载技术在航天工程育种领域的应用

利用“神舟”飞船与返回式卫星搭载多种作物，通过基因突变获取更多具有优良特性的种子。基于航天诱变育种理论，农业专家和技术人员重点开展了诱变选种研究工作，通过一系列实验，选出性状优良的农作物突变类型进行大量制种、推广，应用于农业生产中，大幅提升了农作物的性能与产量。航天育种技术已突显出广阔的推广应用前景，为经济社会进步、生态环境保护做出贡献。未来将深化与企事业单位、地方政府、科研院所的联合研究，推动航天育种技术转化应用，加快航天产业化步伐。

（3）合作目标微波雷达技术在轨道交通防撞预警系统领域的应用

“神舟”九号、“天宫”一号自动对接中采用的合作目标微波雷达技术在轨道交通自主雷达防撞系统中转化应用，测量距离远、精度高，适应地面或地下复杂轨道路况环境，实时检测前车位置、距离及前后车相对速度，满足地铁、轻轨等轨道交通在行驶过程中对轨道前方300-1000m 范围内前车状况进行监控、预警，实现轨道交通自主雷达防撞预警系统在全国城市轨道交通、矿山轨道机车上推广使用。通过对作用距离、测距精度等技术指标改进，推广到全国铁路和高铁系统上使用，推动轨道交通自主雷达防撞预警系统产业化发展。以轨道交通雷达防撞探测技术为切入点，对未来轨道交通车载主动安全发展趋势开展全方位研究，搭建相应研发平台，促进国内轨道交通车载电子技术实力的提高。

3.航天自动控制技术在工业机器人领域的应用

航天自动控制技术涉及整机与部件系统设计、结构设计、热设计、软件设计、电磁兼容设计等，为解决工业机器人应用领域的核心技术问题起到关键不可替代的作用。同时，利用航天器生产的智能导航系统、惯性传感器、伺服系统、电子电路等技术，转化应用到高端装备制造产业，提升工业机器人成套技术，产品质量比肩国外同类产品。下一步重点开展工业机器人标准产品工程化和系列化研发，建立机器人产业化研发、生产基地；完成伺服驱动器、精密传动机构、伺服电机、运动控制器等关键功能部件的工程化和系列化研发，突破机器人产业化水平提升的瓶颈，建设机器人功能部件产业化研发、生产基地。

4.液体火箭发动机技术在新型煤化工领域的应用

现有的煤气化技术在规模上不够，技术不稳定，依托液体火箭发动机燃烧、传热和系统控制技术，研发形成的气流床粉煤加压气化技术，热能转化效率高、设备使用寿命长、煤种适应性强，且具有自主知识产权，可以满足我国对先进煤气化技术的要求，提升我国现代煤化工产业的竞争力。下一步重点研发日处理煤量3000 吨级的航天粉煤气化技术，攻克高效长寿命粉煤燃烧器技术、高可靠性螺旋盘管复合水冷壁技术以及高温合成气水浴激冷和气液分离技术等关键技术。

5.真空镀膜技术在太阳能光热发电领域的应用

当前国内槽式太阳能热发电系统中的关键核心设备高温太阳能集热管，被国外市场垄断，技术工艺难度较大。航天推进剂贮箱中的真空镀膜技术，是航天高温太阳能集热管的核心技术。可以将航天大型非标准真空镀膜设备及工艺、金属与玻璃匹配融封技术、增透膜技术、真空维持技术等核心技术，转化应用到槽式太阳能热发电系统，突破太阳能热发电技术，发电效率大大提高，形成配套产品完整的产业链，光热发电产业实现健康、快速发展，也将带动行业上下游的玻璃、特种钢、节能环保等多个相关产业的发展。

现有的煤气化技术在规模上不够，技术不稳定，依托液体火箭发动机燃烧、传热和系统控制技术，研发形成的气流床粉煤加压气化技术，热能转化效率高、设备使用寿命长、煤种适应性强，且具有自主知识产权，可以满足我国对先进煤气化技术的要求，提升我国现代煤化工产业的竞争力。下一步重点研发日处理煤量3000 吨级的航天粉煤气化技术，攻克高效长寿命粉煤燃烧器技术、高可靠性螺旋盘管复合水冷壁技术以及高温合成气水浴激冷和气液分离技术等关键技术。

三、政策建议

1.国家统筹、资源共享，打造协同创新新局面

加强国家主管部门对航天技术转化的统筹管理、指导和协调，理顺体制机制，加强知识产权保护和专利授权管理，建立军民通用技术标准，为航天技术在国防工业领域和民用领域之间顺畅转移创造良好环境。根据不同特点建立技术转让、联合攻关、联合产业化多种转化模式。建立航天技术转化信息和服务平台，定期发布航天可转化的技术成果和项目指南，鼓励社会资金、航天以外的企业参与航天技术转化。积极利用国家科技成果转化引导基金等鼓励技术创新和成果转化的财税金融政策，推进航天技术联合创新和技术转化。

2.强化主体、建立联盟，提升航天技术转化效能

建立产学研用结合、基于供应链上下游结合的航天技术转化与创新联盟，促进航天与外部研发机构、企业的融合创新。建立产学研用合作创新的平台和新机制，充分发挥其在应用技术研究和成果转化、产品研发和人才培养等方面的作用，通过联盟研发重大创新产品，形成创新链促进产业化。以航天企业为主体、以技术转化活动为核心、以系统工程理论为基础、以数学模型为思想、以计算机为工具，研究制定我国航天技术转化评估的方法，为航天技术转化应用提供评判标准。

3.市场导向、多元参与，融入竞争环境中

充分发挥市场配置资源的决定性作用，摒弃军工企业封闭式转化的模式，建立和强化以市场主导的转化主线，明晰转化技术和产品在产业链中的定位，分析自身竞争优势制定不同的发展策略，建立灵活多元的发展机制，采取以市场为导向的运营方式和先进高效的企业组织形式，通过引入多元投资、供应链合作、市场拓展合作等多种方式，建立与民品企业的紧密合作关系，充分利用行业优势企业、民营企业在行业市场、资本运作、市场开拓、配套服务等领域的优势，积极融入市场竞争。