躍升空天新高度(2024年終系列報道·科技篇①)

來源:人民日報海外版

在第十五屆中國國際航空航天博覽會上,中國大型空中加油機運油-20進行飛行展示。龍巍攝(人民圖片)

在第十五屆中國國際航空航天博覽會低空經濟館展出的一款載人飛行器。新華社記者 鄧華攝

“累計參觀規模近60萬人次,簽約超2800億元”,這是近日閉幕的第十五屆中國國際航空航天博覽會即“第十五屆珠海航展”取得的豐碩成果。其中,中國參展企業表現尤爲亮眼。航天科技集團、航天科工集團作爲中國航天國家隊憑藉雄厚科技實力,持續放大“明星”參展商效應。前者攜嫦娥六號探測器、長征系列運載火箭等近200項高科技成果重磅亮相,與有關方面簽署了70餘項合作協議及合作意向,累計簽約金額近600億元,再創新高。後者展出了防空體系、海防體系、對地打擊體系、無人作戰體系、反無人機體系、商業航天體系的整體能力和主力產品,展示產品升級換代和智能化發展成果。此外,中國大飛機繼續受到客戶青睞,在展會上繼續斬獲大單。

作爲中國航空航天對世界開放的窗口,兩年一屆的珠海航展見證了中國在過去兩年特別是在2024年取得的航空航天科技創新成果,標註中國躍升到新的空天高度。

四艘飛船出征

“天宮”穩定運行

2024年,中國載人航天工程繼續順利推進,全年共實施了4次飛行任務,包括兩艘天舟貨運飛船和兩艘神舟載人飛船,保障天宮空間站應用與發展取得豐碩成果。

1月17日,搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭,在文昌航天發射場點火發射,拉開了本年度實施中國載人航天任務的序幕。作爲改進型全密封貨運飛船,天舟七號展現了更加優異的性能:貨物運輸能力、效率進一步提升,對空間站的在軌支持能力進一步增強。值得稱道的是,天舟七號成功在軌驗證了3小時交會對接模式,這是繼中國於2011年突破交會對接技術、2017年完成6.5小時快速交會對接、2022年創下2小時快速交會對接的世界紀錄之後,取得的交會對接新突破。該模式在時間上優於6.5小時交會對接模式,與2小時交會對接模式相比,降低了對火箭入軌條件、測控精度、敏感器及導航精度、制導控制精度等方面的要求,提升了任務的靈活性和可靠性,被認爲是中國航天在當前技術水平條件下的最優解。該模式不僅滿足載人航天工程的實際需求,而且標誌着中國交會對接技術的成熟並獲得領先優勢。在軌運行9個多月後,天舟七號完成使命,進入最後的飛行時段。11月10日,天舟七號順利撤離空間站組合體,轉入獨立飛行階段。在此約一週之後,天舟七號受控再入大氣層墜毀,劃出一道燦爛的軌跡,華麗謝幕。

就在天舟七號踏上最後謝幕飛行之旅時,11月15日夜,接替其繼續完成太空貨運使命的天舟八號順利升空。第二日2時32分,天舟八號採用3小時交會對接模式與天和核心艙等形成組合體,爲空間站帶去了航天員在軌駐留消耗品、推進劑、應用實(試)驗裝置等物資。與天舟七號相比,天舟八號的性能再次得到提升,增加了200多升的裝載空間、100多千克的載貨量,對空間站的物資保障能力進一步增強。

在2024年,有兩個飛行乘組分別搭乘神舟十八號、神舟十九號先後奔赴天宮空間站,他們是葉光富、李聰、李廣蘇乘組和蔡旭哲、宋令東、王浩澤乘組。

4月25日,神舟十八號葉光富、李聰、李廣蘇乘組開啓太空之旅。4月26日,神舟十八號與中國空間站天和核心艙對接形成組合體,乘組進入空間站與神舟十七號乘組成員湯洪波、唐勝傑、江新林“太空會師”,這是繼神舟十五、神舟十四兩個乘組首次“太空會師”之後的第四次。

神舟十八號飛行乘組在軌駐留192天,進行了2次出艙活動,刷新了中國航天員單次出艙活動時間紀錄,完成了空間站空間碎片防護裝置安裝和多次貨物出艙任務,開展了艙內外設備安裝、調試、維護維修等各項工作;此外,還完成了涉及微重力基礎物理、空間材料科學、空間生命科學、航天醫學、航天技術等領域的大量空間科學實(試)驗。11月4日,神舟十八號返回艙在東風着陸場成功着陸,此次任務取得圓滿成功。

10月30日,神舟十九號三人乘組從甘肅酒泉衛星發射中心出發,進入太空;之後神舟十九號與天和核心艙形成組合體。乘組順利完成進駐、交接,開始中國空間站之旅。

此時此刻,由神舟十九號、天和核心艙和天舟八號構成的中國空間站組合體在太空高速飛行,神舟十九號乘組按照北京時間作息,將開展系列空間科學與應用實(試)驗,實施航天員出艙活動及貨物進出艙,進行空間站空間碎片防護裝置安裝、艙外載荷和艙外設備安裝與回收等任務,開展科普教育和公益活動和空間搭載試驗。

月背取土凱旋

“嫦娥”再立新功

2024年,國際航天科技領域最激動人心的成就莫過於中國成功實施嫦娥六號任務。作爲中國月球探測工程重要一步,嫦娥六號實現了人類月球探測史上一項空前的壯舉:完成月球背面着陸區的現場調查和分析並攜帶月球背面的月球樣品返回地球。

嫦娥六號未動,鵲橋二號先行。3月20日,中繼衛星鵲橋二號從文昌航天發射場升空向月球進發;3月25日,進入環月軌道飛行並做好給嫦娥六號提供中繼通信服務的準備。5月3日,長征五號遙八運載火箭搭載嫦娥六號發射升空。6月2日,嫦娥六號着陸器和上升器組合體在鵲橋二號中繼星支持下,成功着陸在月球背面南極-艾特肯盆地預選着陸區,隨即進行形貌探測和地質背景勘察等工作,發現並採集不同地域、不同時期的月球樣品。值得一提的是,嫦娥六號是國際合作的產物,搭載了多項國際載荷,其中包括法國的氡氣探測儀、歐空局的負離子探測儀、意大利的激光角反射鏡、巴基斯坦的立方星等。6月4日,嫦娥六號上升器攜帶月球樣品自月球背面起飛,踏上歸途。6月25日,嫦娥六號返回器準確着陸於內蒙古四子王旗預定區域。

6月28日,嫦娥六號任務月球樣品交接儀式在京舉行,隨後月球樣品由地面應用系統轉運隊送至位於中國國家天文臺的月球樣品實驗室,地面應用系統的科研人員按計劃開展月球樣品的存儲和處理並啓動科研工作。11月15日,中國科學家採用嫦娥六號採回的月球背面樣品做出的首批兩項獨立研究成果,同時刊登在國際學術期刊《自然》與《科學》雜誌。研究首次揭示月球背面約28億年前仍存在年輕的岩漿活動,這一年齡填補了月球玄武岩樣品在該時期的記錄空白。

月球探索無止境,“嫦娥”志存高遠。10月15日,在國務院新聞辦公室舉行的關於“中國空間科學中長期發展規劃”新聞發佈會上,國家航天局系統工程司司長楊小宇介紹,“嫦娥”接下來的兩個型號將對月球的南極環境和資源進行探測,將開展月球資源就位利用的技術驗證。國際月球科研站是中國聯合多國共同建設,將在月球表面和月球軌道長期自主運行、短期有人蔘與,可擴展、可維護的綜合性科學實驗設施。對此,楊小宇表示,目前,國際月球科研站正處在可行性研究論證階段,準備分兩個階段建設:第一階段是基本型階段,建設功能和要素基本齊備的月基綜合性科研平臺,具備開展常態化的科學實驗和資源開發利用技術驗證的能力;第二階段是拓展型階段,建設長期無人、短期有人、功能完善、穩定運行的一個大型月基科研平臺,具備全月面科學研究、資源開發和技術驗證能力。

拓展型號性能

增強“家族”陣容

C919大型客機、運-20大型運輸機、大型水陸兩棲飛機(AG600和AG600M)被稱爲中國大飛機“三劍客”,是中國現代航空科技和航空工業的標誌性成就。2024年,中國大飛機陣容進一步增強,在上述型號的基礎上努力實現新的發展和跨越。

據媒體3月27日報道,C929已進入研製進程“關鍵階段”,中國自主研製的第一款洲際客機型號再次進入公衆視野。C929是中國首款按照國際通行適航標準自行研製、具有自主知識產權的噴氣式遠程寬體客機,其基本型座級280座,航程達1.2萬公里,可廣泛滿足全球國際間、區域間航空客運市場需求。據中國商飛C919總設計師、中國工程院院士吳光輝介紹,C929將採用綜合模塊化航電技術減輕機載設備重量;採用新一代超臨界機翼、變彎度機翼等先進氣動技術,提升氣動效率;將先進複合材料用量提升至50%以上,減小飛機結構重量;採用高涵道比低噪音的渦扇發動機以及廣泛應用生物燃料,來實現更低巡航段的油耗等。由此可見,其定位和性能比噴氣式中程幹線客機C919向前邁進了一大步。C929研製攻關雖然還在緊鑼密鼓進行中,但是已經贏得航空業界的青睞。11月12日,中國國航與中國商飛簽署了C929大飛機的首家用戶框架協議,意向成爲改型客機的全球首家用戶。

在本屆珠海航展上,有一對“孿生姐妹明星”吸引了衆多參觀者的目光,她們就是代號爲“鯤鵬”的運-20大型運輸機和有“空中奶媽”之稱的運油-20——大型空中加油機。運油-20作爲中國新一代空中加油裝備,起飛重量達到220噸,載油量超過100噸,已多次成功開展與多型中國戰機空中加油訓練,大大增強了中國空軍航空兵遠程機動能力。

對中國大型水陸兩棲飛機來說,2024是趕考之年,經過了多場科目的考試並取得好成績。2月,AG600M在內蒙古海拉爾完成高寒試飛任務,其動力裝置系統、燃油系統、液壓系統、飛控系統、航電系統、起落架系統等通過了高寒地面試驗和試飛驗證,可滿足中國全疆域範圍內的森林、消防、搜索、救援等多領域使用需求。4月,AG600在湖北荊門漳河機場完成了完成水上救援模式驗證。5月到10月間,AG600陸續進行首次夜航飛行試驗、高溫高溼飛行試驗、空速校準試飛、全機疲勞試驗等,表現出良好性能。

發力低空飛行

變革出行方式

2024年,在有關方面強有力政策支持下,在航空航天科技創新能力支撐下,電動垂直起降飛行器(eVTOL)、飛行汽車和各種無人機等航空器不斷涌現,推動中國低空經濟呈現迅猛發展勢頭。

eVTOL是一種電動化且不需要跑道就可垂直起降的載人飛機,被認爲是空中交通領域最熱門的賽道,截至2024年3月,全球約有300家公司致力於開發eVTOL產品,其中包括一批中國企業和科研機構。

6月,中國西北工業大學發佈eVTOL飛行器最新成果,該飛行器首創三翼面六旋翼全傾轉旋翼氣動佈局,是中國首個完成樣機飛行試驗的全傾轉旋翼eVTOL飛行器。7月,一款載人飛碟eVTOL在深圳市鹽田區大梅沙海濱公園首飛,它專門應用於旅遊場景的低空飛行產品,飛行高度在10米到30米之間,具有自動避障的功能。到11月底,中國已經成長起一批eVTOL研製企業,其中包括億航智能、峰飛航空、沃飛長空、小鵬匯天、沃蘭特等,推出了技術路線多樣、型號豐富的eVTOL飛行器。有些eVTOL公司和飛行器產品還成功出海,成爲中國製造新名片。

飛行汽車是低空經濟另一種核心載體,也是中國研發企業發力的領域之一。3月21日,小鵬匯天發佈消息,旗下“陸地航母”飛行體型號合格證申請獲國家民航局受理,計劃於今年第四季度開啓預售。該型號分爲陸行體和飛行體兩部分,兩者通過一鍵操作,便可實現自動分離和結合。分離後,展開飛行體的6副機臂和旋翼,即可開啓低空飛行;飛行體落地後,收攏機臂和旋翼,通過陸行體的自動駕駛功能和自動分合機構,實現與飛行體的精準對接、結合。

作爲低空經濟的一大主角,中國無人機在2024年繼續獲得創新、發展,一方面機動性能和運輸能力進一步提升,另一方面環境適應性特別是在超高海拔地區的運行能力實現新突破。6月5日,一款中國無人機在珠穆朗瑪峰尼泊爾一側完成了首次民用無人機高海拔運輸測試,成功通過了海拔5300米至6000米航線上的往返運輸測試,創造了民用無人機最高海拔運輸紀錄。(本報記者 張保淑)

《人民日報海外版》(2024年11月25日第09版)