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从航天到民用航天材料“供应商”如何实现产研兼备并服务国计民生
2021-11-08 18:02    来源: 未知      点击:

  央广网北京4月16日消息(记者 黄昂瑾 通讯员 田少星)2016年11月3日,长征五号运载火箭在文昌航天发射场成功升空。长征五号运载火箭的成功首飞,意味着我国新一代运载火箭实现全新跨越,也标志着中国从航天大国向航天强国迈进。

  2017年4月20日,我国首艘货运飞船天舟一号随长征七号运载火箭在文昌航天发射场成功发射升空,这是我国空间站货物运输系统的首次实用性亮相。

  2020年7月23日,长征五号遥四运载火箭搭载着我国自主研发的天问一号火星探测器在中国文昌航天发射场成功发射,开启了我国首次自主火星探测任务。

  从长征五号到长征七号、从货运飞船到火星车,“航天梦”的实现,在推动科技创新的同时,将如何影响国计民生?

  以先后服务于长征五号、天舟一号、天问一号等航天任务的新型隔热保温材料——气凝胶为例,其凭借优异的隔热性能,既保护了长征五号燃气管路周边的电子电器不受高温影响,又被制成天舟一号上低温锁柜的保护外衣,使低温锁柜里的物资得以更好地保存。而在护航“航天重器”成功升空的之后,气凝胶材料也将应用在防火装备、管道保温、超级节能冰箱等民用领域。

  近日,央广网记者走进上述气凝胶材料的“诞生地”——中国航天科工三院306所,从这家央企的主营业务到其“一所三地”的产业布局,从科研投入及规划到人才引进和队伍建设等方面,专访了306所所长柳晓辉。

  央广网:306所在航天科工集团内处于什么样的位置?主要承担哪些研发任务,产业布局是什么?

  柳晓辉:306所是中国航天科工集团的特种材料及工艺技术研究中心,承担了航天科工新材料、新工艺、新技术的发展战略规划和工艺技术研究,是国防装备建设和航天材料事业发展的中坚力量。作为产研一体化的研究所,可实现关键材料基础研究、设计研发、试验评测、批量生产及产业化。306所立足航天,面向航空、电子、船舶等领域,为我国百余种国防装备研制生产了以天线罩、复合材料舱体、隔/防热材料为代表的几十类产品,参与了载人航天与探月工程、北斗等国家重大科技专项任务。经过近20年的发展,我们逐步构建了以北京的306所、镇江的海鹰特材公司和苏州的空天材料研究院构成的“一所三地”战略格局,形成辐射“京津冀”和“长三角”两大经济区、面向全国的新材料产业发展格局。

  央广网:以高性能隔热复合材料中的系列化气凝胶材料产品为例,这些产品具体的应用场景有哪些?有没有与老百姓日常生活较为密切的产品?

  柳晓辉:我们系列化的气凝胶产品可以说已经经历了大量“火”与“冰”的考验。以天问一号火星探测任务为例,我们的气凝胶材料首先在“长征五号”运载火箭上应用于发动机燃气管路系统,护送“天问一号”顺利飞天;在“天问一号”火星着陆阶段,仅仅10mm左右的耐高温气凝胶作为一道隔热屏障,使工作平台丝毫不受发动机产生的上千度高温影响;而在火星巡视阶段,火星车表面的超低密度气凝胶材料又作为超级“防寒服”,确保探测车在-130℃的极寒环境下正常工作。此外,我们的中温型、高温型系列气凝胶产品更是在国防装备上实现了成熟的工程化应用。

  实际上,我们的高性能隔热复合材料不仅能“上九天揽月”,服务于航空航天高端领域,其在日常民用市场也占据了一席之地。如我们研制的气凝胶防寒服、防寒靴是新一代超轻超保暖产品;钢包保温隔热产品则帮助钢铁企业节约了大量能源成本。

  我们非常重视高性能复合材料技术向民用市场的转化,已布局了高性能气凝胶在防火装备、管道保温、建筑节能等领域的发展路线。未来我们将利用所掌握的技术,更好地服务于国计民生。

  央广网:306所目前有哪些研发技术实现了产业化落地?或者是否有相关计划?

  柳晓辉:目前,306所的复合材料软模共固化、大尺寸复材零件共胶接技术、软模与自动化设备相结合的自动化铺放等先进技术已应用于民用航空复合材料大型零部件的研制和生产。大管径旋压成型技术已应用于氢气及天然气燃料供给及储运系统的制造。纳米隔热材料、相变温控技术已应用于石油石化管道保温、冶金工业节能、新能源汽车电池隔热等领域,并开发了相变保温杯等日常消费品。

  后续,306所将立足现有技术,面向民用市场的需求,持续挖掘具备产业化潜力的发展项目,未来几年内将重点开发低成本气凝胶、先进陶瓷材料等项目,引领新一代材料及制造技术创新和行业变革。

  柳晓辉:截至2020年底,306所总计完成有效专利申请1226篇,其中,国防发明专利有效申请321篇,普通发明专利有效申请861篇,实用新型44篇。获得授权有效专利总计524篇,其中,国防发明专利247篇,普通发明专利247篇,实用新型专利30篇。

  柳晓辉:创新需要宽松的“软环境”和优越的“硬环境”,要宽容失败,更要舍得投入。

  “软环境”是指306所建立的三级创新的体系,即“所级的创新中心+技术部级的创新工作室+工程组级的创新团队”三个层级。技术部是按专业分工,而创新中心往往瞄准前沿的技术研发,可能需要多个专业通力合作。因此,成立创新中心将打破各个技术部、各个专业之间的壁垒,让所涉及专业的科研骨干都进入到创新中心,开展研发工作。比如气凝胶就是我们纳米材料创新中心孵化出的一个成果。创新工作室是以技术部为单位,它组织的是技术部的科研力量。而创新团队的成立则源于科研人员的新想法、新思路,经过所内评估立项后,便可成立创新团队。针对立项成功的创新项目,所内经评审拨发科研经费,给予1-2年的研发时间。如果创新项目不成功,启动退出机制,允许失败,团队解散;如果项目成功,将进一步申报国家课题。

  “硬环境”则为科研硬件设施的经费投入。306所自2018年以来自筹资金2000余万元,建设基础研究实验室,丰富科研手段,改善研发条件。近两年,每年自筹1亿元以上用于支持自主原始创新和关键技术攻关,总的原则是专款专用,确保科研人员不为“钱袋子”发愁,确保每一分经费都用在刀刃上。306所还设立了创新先进集体奖和创新先进个人奖,通过表彰先进来激励科研人员的积极性和创造性。

  持续增长的科技创新离不开科研经费的投入,后续306所还将坚持创新驱动,加大科研投入,自主科研经费投入保持年均增长10%以上。持之以恒加强基础研究,深入推进创新体系建设,提升原始创新能力。要瞄准世界一流水平,加快新材料、新技术、新产品研发,未来五年实现不少于5项技术应用于国家重大战略领域。

  央广网:306所目前的科研队伍构成是怎样的?在吸引和培养人才方面,306所有哪些传统?

  柳晓辉:306所现有技术人员324人,从事研发工作的共260人,其中博士100人、硕士160人。

  306所党委充分认识到人才的重要性,近些年来,深入实施人才强企战略,推行选、用、育、留全方位人才队伍建设规划,即多措并举广泛选才,委以重任充分用才,厚植沃土精心育才,激发动力诚心留才,为圆满完成科研任务、推动技术创新、实现高质量发展打下坚实的人才基础。

  在人才的选拔方面,306所注重与国内外顶尖大学建立合作交流,持续加强航天新材料雇主品牌建设,为重大工程、重点型号、重大项目引进高水平人才;在用才方面,306所强力打造“创新中心-创新工作室-创新团队/项目”的三级创新平台,给青年科技人才压担子,把优秀人才选拔到重要岗位上;在育才方面,通过实施“优才计划”“飞航英才接力计划”“拔尖优秀后备人才计划”,分类分层建立可持续发展的人才梯队;在留才方面,采用“事业+平台+薪酬+文化”的组合模式,全方位的激励人才和留用人才,营造尊重人才的良好软环境。

  柳晓辉:科技是企业发展的基石,创新是企业进步的源泉,从根本上讲,科技创新就是306所的科研基因。

  以提升306所核心竞争力和自主创新能力为核心,以发展和储备新技术、寻求新的经济增长点为着力点,306所建立了“三级科技创新体系”等创新平台。创新平台的建设是否能取得实效,关键在于能否选好项目、选对项目、选准项目,“三级科技创新体系”以鼓励前沿技术创新、开发创新产品为宗旨,项目筛选以“创新”作为唯一准绳,鼓励科技人员将“胡思乱想”转变为“奇思妙想”,激发了每一名科研人员的“创新基因”,培育了一批具有自主知识产权的核心技术,培养了一批具有领军能力的创新人才,将创新基因深植306所企业文化。

  杨红春博士在浙江体育科研所从事游泳队的科医保障工作,也是孙杨、叶诗文等奥运重点夺金选手的科医保障团队成员。他告诉记者,孙杨、叶诗文之所以能够在奥运赛场“比翼双飞”,离不开科技力量的重视与投入。

  “铠甲被重犀”,古代将士出征会着铠甲,如今替人类探索太空的“卫星将士们”自然也少不了防护。记者在采访中了解到,19日成功发射的长征十一号固体运载火箭也有一副“黑色铠甲”,保护怀中的卫星,为它们征服星辰大海加油助力。这副“黑色铠甲”就是火箭的全碳纤维增强复合材料整流罩,与其他火箭整流罩不同,长十一火箭的整流罩有更多的创新元素。

  日前,航天材料及工艺研究所航天碳材料产业化基地重点项目——高温气冷堆核电站停堆系统用石墨吸收球生产线在山东省德州市建成投产,年产8000万颗含碳化硼石墨球,以满足世界上第一座第四代核能系统安全特征的20万千瓦级高温气冷堆核电站的需求,并在关键材料领域有力助推和保障我国第四代核电站建设和商业推广。据介绍,前期受清华大学核能与新能源技术研究院委托,航天材料及工艺研究所用两年时间完成了石墨球项目的技术攻关和中试工作。

  从航天到民用,航天材料“供应商”如何实现产研兼备并服务国计民生?——专访中国航天科工三院306所所长柳晓辉

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