中國航天進入創新驅動的發展期

國家國防科技工業局科技委主任 欒恩杰

中國航天進入創新驅動的發展期

國家國防科技工業局科技委主任 欒恩杰

站在技術進步和工程實踐態勢的角度分析，中國航天已走過三個重大階段：學習和仿制階段、獨立研制階段、跟蹤研發階段，目前處于創新驅動發展階段。在這個發展歷程中，可以清晰地看到中國航天發展的一條主線，即學習、實踐、探索、創新的精神始終貫穿于其中，它既是各階段的特征表達（學習仿制、獨立研制、跟蹤研發、創新驅動），也是各階段所包含的主要的活動和內容。學習、實踐、探索、創新也必然會貫穿于中國航天今后的發展過程之中。

學習和仿制階段（1956～1963年）

新中國建立僅7年，黨中央、國務院就確立了獨立自主進行導彈武器研制和導彈工業發展的決策，在國防部第五研究院成立之初，聶榮臻元帥就將“自力更生為主、力爭外援和利用已有科技成果”作為發展方針。1957年我國與蘇聯簽署《國防新技術協定》，蘇聯同意向中國提供地地（P-2）、地空（C-75）、岸艦（C-2）、空空（K-5M）4種導彈樣品及相關技術資料。

從1956年到1963年，我國完成了學習和反設計工作，邊學邊干，克服了原材料短缺、生產條件不足、資料不完整及技術力量缺乏等問題，在國家工業基礎和專業隊伍力量薄弱、技術結構尚待提高的嚴峻形勢下，依托黨中央的堅強領導，迎難而上，成功邁出了關鍵的第一步。

1960年，我國成功仿制出1059導彈（東風1號近程地地導彈）。緊接著，1964年和1966年，又相繼仿制C-75的地空導彈“紅旗”1號和C-2的岸艦導彈“上游”1號成功。通過仿制，中國的導彈總體技術、導彈結構技術、導彈彈頭技術、導彈控制技術、導彈動力技術，以及設計方法、驗證方法、靶場技術、測試技術、發射技術等全面得到提升；從元器件、原材料、加工處理到各種成型技術、組裝技術等，建立起一整套生產并提供交付的全國大配套、大協作的支援保障體系。與此同時，在標準化、計量等技術基礎方面也不斷地積累起知識和經驗。通過仿制，基本實現了從工程組織、工程實施到技術組織和技術實現的全面的人才隊伍建設，并在各有關高等院校形成了尖端專業人才的培養力量，形成了具有中國特色的以兩條指揮線為主導的工程隊伍體系。

獨立研制階段（1964～1972年）

1960年蘇聯政府停止援華，撤走專家。中央確定走自力更生之路，決定從1964年至1972年研制液體中近程、中程、中遠程和遠程4種地地導彈，打破核大國的壟斷。這在歷史上被稱為“八年四彈”。

“八年四彈”的獨立研制，經歷了風雨，也鍛煉了隊伍。研制過程中，先后突破了運載技術，使我國運載能力得到不斷提升；突破了氣動技術，解決了多級火箭組合體及分離、氣動熱及氣動力的設計與試驗問題；突破了彈道設計技術，解決了地球引力場擾動、彈道攝動理論和計算方法；突破了結構技術、解決了三維（縱、橫、扭）振動特性研究、貯箱液面晃動、振動耦合等問題。通過獨立研制，我們突破了導彈制導技術以及姿態控制和穩定系統的設計、試驗技術，解決了導彈精度分析和內外彈道測量與評估技術，使導彈達到“穩、準、狠”的總體要求。與此同時，還突破了導彈武器系統的地面系統設計技術，在技術基礎建設、環境試驗、安全性技術、試驗測試技術、仿真模擬技術、質量可靠性技術等方面也取得開創性成果。

這八年奠定了中國航天的發展基礎，解決了我國尖端技術領域的有無問題，在中國航天發展史上具有開創性的作用?！鞍四晁膹棥钡暮罄m工作，延續到1980年完成。1980年5月18日東風五號遠程火箭成功試射，此時中國航天已經進入到跟蹤研發階段的“三抓”任務時期。

跟蹤研發階段（1973～2013年）

跟蹤研發階段是漫長的，至今已有約40年的歷程，取得的成就也更加輝煌?？偨Y這40年不平凡的實踐，可以用三個重要的“擴展”來描述：

從導彈到航天的擴展

40年來，我們在地地導彈的型譜化發展上取得質的突破。潛地導彈從無到有，研制成功并填補了海軍戰略武器裝備的空白；陸基洲際戰略導彈、戰術彈道導彈、巡航導彈、海防導彈、艦艦導彈、防空導彈、空空導彈等，構成了型譜化發展的格局，并在精確、機動，液、固發動機技術等方面取得具有國際水平的成就，在保衛領土完整、保衛世界和平中發揮了重要作用。

在發展導彈的基礎上，我國不失時機地開展了獨立自主的航天活動。中科院曾于1958年和1965年兩次啟動人造衛星工作。1970年4月24日，以東風四號中遠程導彈為基礎研制的長征一號運載火箭成功發射“東方紅一號”衛星，拉開了中國航天活動的序幕。

40余年來，構成了從長征一號到長征二號、長征三號、長征四號運載火箭的系列化發展，目前已形成近地軌道9500kg、同步轉移軌道5100kg的運載能力。

40余年來，建成了太原、酒泉、西昌航天發射場，不但勝任我國各種軌道需求的發射任務，而且可以滿足國外一些用戶的發射需求，測控能力已經達到國際先進水平。

40余年來，相繼攻克了各類衛星的平臺總體技術、推進技術、能源技術、結構技術、姿態與軌道控制技術、熱控技術、衛星返回技術以及各種有效載荷技術，基本適應了我國經濟發展對衛星系統的要求。

從航天工業到航天產業的擴展

1978年中共中央十一屆三中全會確定了改革開放的方針，國家轉入以經濟建設為中心的快速發展時期，與此相適應，中國航天則進入了跟蹤研發的新階段。以航天為本，服務于國防和國民經濟建設是這一時期的總要求。在以抓應用衛星及衛星應用、航天基礎的技術改造、突破載人航天技術為主要內容的“兩抓一突破”，以及其他一系列工程獲得實現的基礎上，我國衛星及衛星應用產業得到巨大發展，形成了資源衛星、海洋衛星、氣象衛星為主的對地觀測衛星型譜系列，并開展業務運行；導航衛星和通信衛星系列化發展得到實現，并在國民經濟建設中作出重要貢獻。

以國產衛星為主的我國衛星應用產業開始形成。與空間基礎設施相適應的設計能力、制造能力、試驗驗證能力以及相配套的地面基礎建設水平、應用推廣組織已成規模。風云衛星“日日看”，東方紅衛星“村村通”實現全國土覆蓋，航天工業與國民經濟緊密結合，服務于國民經濟建設主戰場，在農、林、水、土、城、環、災、科、教、氣、通、海、警諸多方面發揮了巨大作用。航天產業已見端倪。

從國防軍工向軍民融合的擴展

當國家進入新的歷史時期，航天事業不但要繼承光榮傳統，保持旺盛的奮斗精神，而且要積極適應市場經濟，努力為國防軍工服務和為國民經濟建設服務、為民生需求服務。在軍民融合的道路上創造更加輝煌的成績，是時代賦予航天人的歷史責任。

2000年11月，我國發表了《中國的航天》白皮書，首次將空間技術、空間科學和空間應用作為大航天概念，闡述了中國航天未來十年的發展目標。其中空間科學是中國航天活動的一項重要內容，積極開展空間科學活動是中國航天從軍工領域向軍民融合發展的一項重要舉措，也是中華民族為人類科技進步有所貢獻的表達。我國開展了“雙星探測”工程，與歐空局的4顆科學衛星構成了獨特的赤軌和極軌的運行格局，為地球空間科學研究做出了努力；研制了近地軌道載人飛船，成功發射神五、神六、神七、神九、神十，開展了有人在軌的科學試驗，并專門設置留軌艙進行科學探測，使我國空間科學活動進入了載人時代。月球探測計劃啟動后，連續取得嫦娥一號、二號和三號和返回試驗的圓滿成功，獲得了對地外天體的探測數據?？臻g科學活動帶動了我國相關領域的科技發展，也激發了全民科普熱情，對促進科學理念、科學態度和科學精神的形成具有極大的推動作用。

空間應用是航天為國民經濟服務的又一重要內容。利用空間基礎設施的各種資源優勢，我國已形成了通信衛星、氣象衛星、地球資源衛星、減災衛星、海洋衛星等專業衛星的系列化發展，在農業、林業、水利、國土、城市建設規劃、環境保護監測、災害預警、減災救災、教育、醫療等多方面，發揮了基礎性保障作用，是這些領域的科研、建設、規劃、運行的重要手段和工具。

當前，空間應用的范圍在不斷擴大，應用效果不斷展現，在國民經濟中的基礎作用越來越引起各方面的重視。我國政府已將衛星產業作為戰略性新興產業進行扶持和推動。特別是資源三號、高分一號、高分二號衛星的發射升空，使我國對地遙感技術達到亞米級分辨率水平。隨著我國衛星總體規劃水平的不斷提高，我國遙感衛星應用的高時間分辨率、高光譜分辨率、高空間分辨率的實現，我國將進一步縮小與國際先進水平的差距。

空間技術的進步，也促使其本身向民用領域轉移。經過50余年的發展和30余年軍民結合的推動，航天工業形成的技術已經廣泛地向民用領域轉移。近期的調研分析表明，航天機構已在節能環保、信息技術、生物工程、高端制造、能源、材料、汽車新動力等7個領域形成了一定的力量，具有較強的發展勢頭。其中信息處理、信息安全、衛星導航、智能化、測量跟蹤、控制、先進制造等技術具有獨特的優勢。

中國航天進入創新驅動的發展階段

黨的十八大提出了創新驅動發展戰略，著力增加創新驅動發展的新動力：促進創新資源的高效配置和綜合集成，把全社會的智慧和力量凝聚到創新發展上來。習近平總書記指出：“我們是一個大國，在科技創新上要有自己的東西，一定要堅定不移走中國特色自主創新道路”“高科技是買不來的”“關鍵技術要靠自己”“要突破自身發展瓶頸，解決深層次矛盾和問題，根本出路就在于創新?！?/p>

處于創新驅動發展時期的中國航天肩負著達到國際水平，并處于國際先進水平的歷史使命。航天產業的發展，要與中國作為一個航天大國相稱，與國家建設需要相適應，并以此為總目標，實現我國從航天大國轉變成航天強國的中國夢。

在這個新的歷史時期，中國將在民用航天領域整體性達到國際水平，大部分要達到國際先進水平，一些關鍵技術要有所突破、有所創新，為人類的科技發展、航天事業的進步作出創造性貢獻。

為實現創新驅動應著力加強核心能力保障

任何一個行業的創新驅動發展，必須要有與其相適應的核心能力的保障。如果沒有核心能力保障，高端的研發與生產是不可能向社會提供相應產品的。航天作為這類戰略性產業，不可能將基礎性的核心能力建筑在依靠國外的保障上。高新技術是買不來的，而支撐高新技術的核心能力更是買不來。

愈是創新驅動，愈要超前發展，愈要處于領先的地位。而系統指標的領先要求，對基礎器件和新型材料的需求就更顯突出。新器件、新材料既是新興高端產業的支持和保證，同時也在新興高端產業的推動下產生新的動力，從這個意義上說，核心能力的保障和建設問題既有保障性，又有推動性。在核心能力的建設中，務必要花大力氣，下大功夫，否則仍會失去創新驅動的機遇，又要進行新一輪的跟蹤發展。

為實現創新驅動必須強化關鍵技術攻關

創新驅動的一個重要條件是科學技術的創新，沒有科技創新的支持，只滿足于集成創新或引進消化吸收再創新的模式，這種創新對產業發展的影響力和牽引力是不足的，而且極易被趕超。只有在科技創新上特別是科技的原始創新上有所突破，才能使我們掌控可持續發展的主動權，才可能使我們為人類發展作出更大貢獻，實現中華民族偉大復興的“中國夢”。

科技創新的第一步，是處在科技發展前沿的關鍵技術的攻關。各行業都需在關鍵技術攻關上，形成自己的科技攻關策略和規劃，要充分利用社會資源，支持攻關目標的實現。關鍵技術攻關是保持住可持續發展態勢的首要行動，因為這些關鍵技術已經是目前科技發展的瓶頸，只有掃清這些瓶頸，才能滿足當前發展的需求。

科技創新的第二步，則是對未來發展方向的研討和分析，其時間跨度應超前20年左右，即未來20年的發展目標及對實現這個目標的技術準備。在思考創新驅動發展的目標時，要善于在各類目標中抽出技術難題并凝聚成任務或工程。

為實現創新驅動必須進一步加大工程基礎建設

航天產品的形成，除了要有設計條件、生產條件、工藝條件的保障外，還要有各種工程基礎的支持，在創新驅動時期更要突出對其重要性的認識。這里所指的工程基礎的內容可以表述為軟、硬兩種類型的工程平臺，這里所說的“工程基礎”及“軟平臺”的概念是為了將工程和工程基礎這兩部分能分開來認識，這有利于工程理論的認識和工程實踐的實施。對于工程基礎和硬、軟平臺方面的研究和實踐，也要給予高度重視。

硬平臺包括產品的模態試驗平臺、風洞試驗平臺、統計學試驗平臺、仿真模擬平臺、系統綜合試驗平臺、大系統匹配試驗平臺、各類環境試驗平臺，還包括總裝總成總試基地、各類實物實戰試驗基地、航天發射測控基地。隨著航天器系統的特性不同、使用環境不同、技術要求不同等等狀態的變化，在硬平臺建設上，還將提出更多新的要求，如月球環境試驗平臺、各種深空探測環境的試驗平臺、信息傳輸及其演示驗證平臺，還有諸如賽博環境下的適應性平臺、各類傳感器、有效載荷性能測試、反演驗證等等新的平臺建設需求。

軟平臺包括各類數字仿真平臺、推演攻防平臺、任務規劃平臺、生態性模擬平臺，攻擊效果評估、精度評估、統計學數據平臺、可靠性評估，元器件、原材料的歷史性（過去、現時、未來）數據庫，設計方法、設計準則、設計規范，工藝方法、工藝規范，以及（SoC）IP核設計、標準等等。其中，對設計需要的統計學數據庫建設更要高度重視，還需要占有大數據。

為實現創新驅動必須加大原始性創新

當今的世界是知識引領的智能化社會，處于新概念、新格局、新態勢不斷出現的時代，諸如云計算、物聯網、大數據這些綜合性、體系性的新理論、新現象、新認識不斷涌現。而這些集成性創新的基礎理論和基礎技術往往與多學科技術相融合，在實驗、應用中不斷提出新的課題，表現出一些新規律。處于這個時期的中國航天，應當也一定會通過實踐而有所發現、有所發明、有所創造，一定會在原始創新上有所貢獻，甚至會有顛覆性意義的技術產生出來。