论文部分内容阅读
核心提示:
2010年1月11日,2009年度国家科学技术奖励大会在京举行。国家最高科学技术奖、国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖、中华人民共和国国际科学技术合作奖等5项国家科学技术奖纷纷名花有主。本年度国家科学技术奖共授奖374项(人)。自主创新、生命科学、医药卫生等纷纷成为本届科学颁奖亮点。其中,数学家谷超豪和航天技术专家孙家栋获国家最高科学技术奖:国家自然科学奖授奖项目28项,包括一等奖1项,二等奖2项;国家技术发明奖授奖项目55项,包括一等奖2项、二等奖53项:国家科学技术进步奖授奖项目282项,包括特等奖3项、一等奖17项、二等奖262项:授予7名外籍科学家中华人民共和国国际科学技术合作奖。
六大亮点闪耀国家科技大奖
亮点一:国家自然科学一等奖今年不再空缺
国家科学技术奖励在过去的十年中,体现原始创新能力的自然科学奖一等奖空缺了七次。今年这种遗憾不再,由中国科学院植物研究所钱崇澍等完成的“《中国植物志》的编研”成果获国家自然科学奖一等奖。
《中国植物志》由中国科学院植物研究所、中国科学院华南植物园、中国科学院昆明植物研究所等146个单位参加,312位作者,164位绘图人员完成。全书5000多万字,总计80卷126册,包括9080幅图版。它的编研是我国植物学发展的基石,是地方志及其他植物学著作的重要参考资料。我国植物标本资源收集和保藏已达到世界水平,馆藏量从100万号增加到1700余万号。
亮点二:国家自然科学奖海归人才成获奖大户
中青年人才和海外归国人才成为科技创新的重要力量。在国家自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖三大奖中,完成人45岁以下的占到58.3%;在国家自然科学奖第一完成人中,留学归国人员比例达到60.7%。
现任中国科学院上海药物研究所所长、国家新药研究重点实验室主任的丁健研究员1991年获日本九州大学医学博士学位。回国后,他经过长期研究,主持的“拓扑异构酶II新型抑制剂沙尔威辛的抗肿瘤分子机制”项目获国家自然科学奖二等奖。该研究现已通过I期、II期临床试验,是目前具有产业化前景的抗肿瘤药物之一。
国家自然科学奖二等奖“大气颗粒物及其前体物排放与复合污染特征”项目第二完成人郝吉明院士1984年毕业于美国辛辛那提大学,获博士学位。经过20年的系统研究,他在酸雨控制规划方面取得的成果,为确定我国酸雨防治对策起了主导作用。
亮点三:科技进步奖通用项目企业占近七成
在2009年度国家科技奖励名单中,7个创新型企业获得企业技术创新工程奖;科技进步奖通用项目中,企业参与完成的项目占68%;中小型科技企业参与完成项目的比例达到27.1%。特别是我国企业在装备业等领域的技术水平和国际竞争力显著提高。
作为国内唯一具备自主研发各类军用飞机、直升机、发动机和主要配套机载设备能力的企业,中国航空工业集团公司在多个领域都取得了众多具有较高水平的研究和应用成果,有些还填补了国内多项空白,为我军装备了90%以上的航空武器装备,并跻身于少数几个能够研制先进歼击机的国家之列。近10年来,民机发展也取得了重大突破,多种产品进入国内外市场。
我国海军装备研制生产的主体和船舶工业的主导力量中国船舶重工集团公司不仅在军品研制开发上取得重要突破,民船设计建造技术也实现重大跨越,走出了一条军民融合式的科技创新之路。
亮点四:战略性新兴产业项目“异军突起”
“从今年获奖成果看,七大战略性新兴产业获奖成果占科技进步奖通用项目获奖成果的36%。”国家科技奖励办公室负责人称,我国在节能环保、新材料、新能源汽车、第三代移动通信、深空探测、电网建设等领域有了一批具有自主知识产权的技术和产品,推动了战略高技术产业和先进制造业发展。
例如获奖的中国西电集团“超高压直流输电”项目历时十年,通过2300多名各方面科研人员联合攻关,全面掌握了直流超高压成套设备的关键技术,结合我国长距离电力能源传输的需求,以超高压±500kV直流输变电解决能源传输,比交流输电效率高2倍,能解决不同频率电网的互联问题,同时具有系统运行稳定、调度灵活等特色,系统研究与成套技术实现了国产化、产业化,已在5项大工程中应用,电网总长度、输运容量均达到全球第一。
亮点五:节能减排技术大量获奖
2009年度三大奖获奖成果及完成人情况的统计数据显示,节能减排领域的获奖成果数量占国家科技进步奖通用获奖成果数量的11.3%。
国家科技奖励办公室负责人表示,国家科技奖励的政策导向作用不断强化,企业更加注重新能源、节能减排等关键技术的研发,助推科学发展。
由哈尔滨电机厂有限责任公司完成的“巨型全空冷水轮发电机组关键技术突破及工程应用”成果已成功地应用在三峡工程右岸、龙滩等电站,获得国家科技进步二等奖。这项成果针对巨型水轮机水力稳定性和叶片铸造工艺方法,巨型全空冷发电机通风系统、发电机主绝缘及定转子温度场等方面的技术难点,开展了大量的科研和试验工作,经过三年的努力,解决了大量的技术难题,特别是在水轮机转轮稳定性和巨型全空冷发电机冷却两大关键技术上取得了重大突破,开发出具有自主知识产权的世界最大等级的全空冷水轮发电机组。运行实践表明:机组性能优异,安全可靠,设计制造技术达到了国际领先水平,是国内外水电建设史上又一个重要的里程碑。
亮点六:改善民生成果摘取科技进步一等奖
据了解,本年度促进民生的获奖成果占国家科技进步奖通用获奖项目的比例达17.6%。一批具有自主知识产权的科技成果,在改善民生、保障公共卫生安全和保护生态环境方面发挥了重要的支撑和引领作用。
我国民航雷达覆盖有限,尤其在西部荒漠、高原地区和海洋等无雷达覆盖地区,地基监视保障能力严重不足,如何保障飞机在高动态飞行和不可见航路边界条件下位置的精确可信,保障无雷达覆盖地区和高密度飞行条件下的安全和高效飞行?出路只有一条,就是马上研制出民航空域监视新技术。由北京航空航天大学张军等完成的“空地协同的民航空域监视新技术及装备”成果获国家技术发明一等奖。发明中的“中国米制RVSM飞行高度层方案”被国际民航组织采纳为米制高度层配备标准,是我国首个被国际民航组织采纳的标准。
《中国植物志》:四代人心血汇成一代“户口本”
由于“含金量”太高,国家科技奖中的自然科学一等奖曾几度空缺。经过评委们的严格评审,《中国植物志》摘得2009年度国家科技奖自然科学一等奖的桂冠。
“《中国植物志》既是记载中国植物‘身份’的‘户口本’,又是记录和研究植物特征的‘信息库’。”《中国植 物志》副主编陈心启先生说,《中国植物志》5000多万字、9080幅图版,总计80卷126册,记载中国维管束植物301科、3408属、31142种,详细总结、记录、澄清了中国所有已知维管束植物的科学名称、研究历史、形态特征、地理分布、系统位置、物种生境、物候期和经济用途等,是世界上已出版的规模最大、内容最丰富的植物志书。
“《中国植物志》是四代植物分类学家的心血结晶。”陈心启说,它经过了41年(1918年~1959年)的准备、45年(1959年~2004年)的编研,由中科院植物所、中科院华南植物所、昆明植物所等科研单位牵头,146个单位参加,历经钱崇澍、陈焕镛、林镕、余德浚、吴征镒5位主编,由312位作者和164位绘图人员通力写作完成。
据陈先生介绍,编研《中国植物志》是一项十分艰苦、繁琐、枯燥的工作:要搜遍古今中外的所有有关中国植物的文献,准确考证同一种植物在不同志书中的名称:要在野外采集、制作标本,并同周围国家和外国志书中的标本进行比较、鉴别;要搞清它在全国各地的具体分布……“《中国植物志》的5位主编中已有4位去世,我在编研人员中都属于徒孙级的,今年已经整整80岁了!”说到这里,陈心启感慨不已。
一分耕耘,一分收获。《中国植物志》的编研取得丰硕的科研成果——
植物多样性研究获得重大突破,累计采集标本1700余万份,获得了极其丰富的新信息和第一手资料,认清了中国维管束植物的多样性及其分布格局;累计发表新属及新属名称243个,发表新种及新种名称14312个,是国际上新增种类最多的植物志;提出了多个类群的新分类系统,如被子植物的多个科的新分类系统等。
它也成就了中国植物资源的第一部百科全书。增加了“经济用途”、“物候期”、“物种生境”、“地方名称”等,使植物志的成果更具实用价值;为了解我国野生植物的生存状态和植物多样性保护提供了可靠的依据。
它奠定了我国植物学及相关学科发展的基石,成为地方志及其他植物学著作的重要参考资料,培养了大批植物分类学人才,稳定了高水平的专业队伍,为我国系统与进化植物学发展奠定了重要基础。
此外,《中国植物志》还极火地促进了国际合作及学术交流,为泰国、马来西亚等国的植物志书编研提供了重要参考资料,重要类群的研究受到国际学术界广泛关注,在国际植物系统学研究中发挥了重要作用。
难怪国际知名学术期刊《科学》于2005年刊文指出:“由中国植物学家完成的《中国植物志》是一个非常重要的事件,世界上没有任何植物志的规模可与之相比……通过完成《中国植物志》,中图植物学家对人类认识和了解世界植物做出了巨大贡献,为植物的保护和可持续利用打下了坚实的基础”。
神奇的天空“千里眼”
过去,常坐飞机往返九寨沟、林芝等地的旅客都习惯了晚点和等待,有时一等就是大半天。这是因为九寨沟、林芝等高原机场气象条件和自然环境复杂,飞机经常在降落前被迫返航,返航率一度接近四成。但是近两年来,旅客们突然发现,晚点现象很少出现了,再也不用怀着惴惴不安的心情赶往机场了,因为返航率已降到了5%的水平。
是什么创造了这个奇迹?答案正是2009年国家技术发明一等奖获奖项目——“空地协同的民航空域监视新技术及装备”。这个由民航局空管局、北京航空航天大学和民航数据通信有限责任公司等单位联合完成的重大科研项目,成功地建立起覆盖天空的卒斗,奇“千里眼”,帮助我国实现了“数字空管”的大跨越。
“保障民用航空运输安全、高效运行的关键在于空中交通管制,空中交通管制的根本是空中交通监视,传统空中交通监视主要是依靠地面雷达监视系统,但我国的现实国情却对空中交通监视提出了新的要求。”项目参与者、民航局空管局副局长吕小平高级工程师说,“我国民航运行环境复杂,雷达覆盖有限,尤其在西部障能力严重不足,这些都迫切需要我们尽快研制民航空域监视新技术。”
在欧美等发达国家,空域精细化监视新技术是下一代航空运输系统的核心,其核心技术严密封锁。而且,国家空域监视信息涉及国土防空安全,属于战略情报资源。“国家的战略需求就是我们研发的立足点,它要求我们一定要自主创新”,项目负责人、北京航空航天大学副校长张军教授如是说。
经过10余年的艰苦努力,项目组攻克了一个个技术难关,取得了一个个新突破,先后发明了空地协同的空域监视系列化装置,创造性研制了我国首个移动空域监视平台,解决了高原、荒漠、海洋等无雷达覆盖地区安全高效飞行保障的难题。迄今为止,已申请国家发明专利42项,其中授权25项,获得软件著作权20项,制定行业标准3项,近3年累计创造经济效益逾7亿元。
“2007年,该发明在我国取得了更广泛的应用,为我国把飞行高度层垂直间隔从600米缩小到300米奠定了技术基础,使我国高空空域增加了85%的容量”,吕小平介绍说,“通俗地说,飞机在天空中的飞行航路是按高度层划设的,从8400米到12500米的空域内,以前是每600米一层,共分了7层,而这项技术大大提高了监视精准度,使高度层间垂直间隔缩小了一半,总层数增加到13层。”在北京奥运会期间,这项技术还为千余架专包机在首都机场的安全抵离和开幕式期间的空中净空保障发挥了不可替代的作用。
高速动车迈起“刘翔的腿”
坐过动车组的人印象深刻,在高速行驶的列车里,平稳舒服,能端杯水走动。列车以每小时二三百公里的高速行驶,虽然只是靠和两条铁轨“亲密接触”,照样如履平地。
高速列车跑得平稳快速,核心环节就是高速转向架。“单就动车组的速度来说,高速转向架就像是刘翔的腿,能不能把速度跑上去,几乎就看转向架。”南车青岛四方机车车辆股份有限公司副总工程师张洪说。
2009年度国家科技进步一等奖项目——“时速250公里动车组高速转向架及应用”的研发成功,使短短几年间我国铁路既有线的最高运营时速从160公里提升到时速250公里,创造了国内外铁路既有线的运营纪录。
到底什么是转向架?其实,自火车诞生以来,在轨道上的运行导向就是依靠“转向架”自动实现。火车遇到曲线时要自动转弯,当速度越来越高,对转弯的要求更高,这都靠转向架实现。现在,作为轨道交通车辆中特有的走行装置,转向架的作用已不仅是“转向”二字形容,它承担着承载、减振、导向、牵引、制动等系统作用,决定了高速动车组运营速度、运行安全和运行品质,是高速动车组的核心技术之一。
“自动转弯功能也带来火车在直线运行时一种固有的横摆现象即蛇行运动,这是一对矛盾,也是火车速度受到限制的主要原因,像中国铁路既有线是客货混跑,这种矛盾更加突出,既要保证很高的速度又要顺利通过小弯道,寻找最佳的平衡点是世界铁路的难题和追求目标。”张洪说,“当速度越来越快,转向架的首要任务是控制‘蛇行’这种姿势的发生。”同时,速度越快铁轨对火车的激扰也越来越大,乘客的舒适感会大大降低。因此要满足既有线开上时速250公里的动车组,安全性、可靠性、舒适性一个都不能少,这就是转向架必须解决的难题。
在“时速250公里动车组高速转向架及应用”项目中,科研人员不仅解决了这些关键技术难题,还采用了最简单的结构实现多个设计功能,在结构轻量化、性能可靠性、组装工艺性和维护便利性等方面优势明显。这种高速转向架一经应用,就在我国铁路既有线大提速中创造了世界既有线提速的新纪录。
目前,装备了这种高速转向架的动车组累计运营里程已超过9000万公里,累计运送旅客1.23亿人次。在单列动车组超过100万公里的运营里程考验下,高速转向架也不辱使命,状态依然良好。
2010年1月11日,2009年度国家科学技术奖励大会在京举行。国家最高科学技术奖、国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖、中华人民共和国国际科学技术合作奖等5项国家科学技术奖纷纷名花有主。本年度国家科学技术奖共授奖374项(人)。自主创新、生命科学、医药卫生等纷纷成为本届科学颁奖亮点。其中,数学家谷超豪和航天技术专家孙家栋获国家最高科学技术奖:国家自然科学奖授奖项目28项,包括一等奖1项,二等奖2项;国家技术发明奖授奖项目55项,包括一等奖2项、二等奖53项:国家科学技术进步奖授奖项目282项,包括特等奖3项、一等奖17项、二等奖262项:授予7名外籍科学家中华人民共和国国际科学技术合作奖。
六大亮点闪耀国家科技大奖
亮点一:国家自然科学一等奖今年不再空缺
国家科学技术奖励在过去的十年中,体现原始创新能力的自然科学奖一等奖空缺了七次。今年这种遗憾不再,由中国科学院植物研究所钱崇澍等完成的“《中国植物志》的编研”成果获国家自然科学奖一等奖。
《中国植物志》由中国科学院植物研究所、中国科学院华南植物园、中国科学院昆明植物研究所等146个单位参加,312位作者,164位绘图人员完成。全书5000多万字,总计80卷126册,包括9080幅图版。它的编研是我国植物学发展的基石,是地方志及其他植物学著作的重要参考资料。我国植物标本资源收集和保藏已达到世界水平,馆藏量从100万号增加到1700余万号。
亮点二:国家自然科学奖海归人才成获奖大户
中青年人才和海外归国人才成为科技创新的重要力量。在国家自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖三大奖中,完成人45岁以下的占到58.3%;在国家自然科学奖第一完成人中,留学归国人员比例达到60.7%。
现任中国科学院上海药物研究所所长、国家新药研究重点实验室主任的丁健研究员1991年获日本九州大学医学博士学位。回国后,他经过长期研究,主持的“拓扑异构酶II新型抑制剂沙尔威辛的抗肿瘤分子机制”项目获国家自然科学奖二等奖。该研究现已通过I期、II期临床试验,是目前具有产业化前景的抗肿瘤药物之一。
国家自然科学奖二等奖“大气颗粒物及其前体物排放与复合污染特征”项目第二完成人郝吉明院士1984年毕业于美国辛辛那提大学,获博士学位。经过20年的系统研究,他在酸雨控制规划方面取得的成果,为确定我国酸雨防治对策起了主导作用。
亮点三:科技进步奖通用项目企业占近七成
在2009年度国家科技奖励名单中,7个创新型企业获得企业技术创新工程奖;科技进步奖通用项目中,企业参与完成的项目占68%;中小型科技企业参与完成项目的比例达到27.1%。特别是我国企业在装备业等领域的技术水平和国际竞争力显著提高。
作为国内唯一具备自主研发各类军用飞机、直升机、发动机和主要配套机载设备能力的企业,中国航空工业集团公司在多个领域都取得了众多具有较高水平的研究和应用成果,有些还填补了国内多项空白,为我军装备了90%以上的航空武器装备,并跻身于少数几个能够研制先进歼击机的国家之列。近10年来,民机发展也取得了重大突破,多种产品进入国内外市场。
我国海军装备研制生产的主体和船舶工业的主导力量中国船舶重工集团公司不仅在军品研制开发上取得重要突破,民船设计建造技术也实现重大跨越,走出了一条军民融合式的科技创新之路。
亮点四:战略性新兴产业项目“异军突起”
“从今年获奖成果看,七大战略性新兴产业获奖成果占科技进步奖通用项目获奖成果的36%。”国家科技奖励办公室负责人称,我国在节能环保、新材料、新能源汽车、第三代移动通信、深空探测、电网建设等领域有了一批具有自主知识产权的技术和产品,推动了战略高技术产业和先进制造业发展。
例如获奖的中国西电集团“超高压直流输电”项目历时十年,通过2300多名各方面科研人员联合攻关,全面掌握了直流超高压成套设备的关键技术,结合我国长距离电力能源传输的需求,以超高压±500kV直流输变电解决能源传输,比交流输电效率高2倍,能解决不同频率电网的互联问题,同时具有系统运行稳定、调度灵活等特色,系统研究与成套技术实现了国产化、产业化,已在5项大工程中应用,电网总长度、输运容量均达到全球第一。
亮点五:节能减排技术大量获奖
2009年度三大奖获奖成果及完成人情况的统计数据显示,节能减排领域的获奖成果数量占国家科技进步奖通用获奖成果数量的11.3%。
国家科技奖励办公室负责人表示,国家科技奖励的政策导向作用不断强化,企业更加注重新能源、节能减排等关键技术的研发,助推科学发展。
由哈尔滨电机厂有限责任公司完成的“巨型全空冷水轮发电机组关键技术突破及工程应用”成果已成功地应用在三峡工程右岸、龙滩等电站,获得国家科技进步二等奖。这项成果针对巨型水轮机水力稳定性和叶片铸造工艺方法,巨型全空冷发电机通风系统、发电机主绝缘及定转子温度场等方面的技术难点,开展了大量的科研和试验工作,经过三年的努力,解决了大量的技术难题,特别是在水轮机转轮稳定性和巨型全空冷发电机冷却两大关键技术上取得了重大突破,开发出具有自主知识产权的世界最大等级的全空冷水轮发电机组。运行实践表明:机组性能优异,安全可靠,设计制造技术达到了国际领先水平,是国内外水电建设史上又一个重要的里程碑。
亮点六:改善民生成果摘取科技进步一等奖
据了解,本年度促进民生的获奖成果占国家科技进步奖通用获奖项目的比例达17.6%。一批具有自主知识产权的科技成果,在改善民生、保障公共卫生安全和保护生态环境方面发挥了重要的支撑和引领作用。
我国民航雷达覆盖有限,尤其在西部荒漠、高原地区和海洋等无雷达覆盖地区,地基监视保障能力严重不足,如何保障飞机在高动态飞行和不可见航路边界条件下位置的精确可信,保障无雷达覆盖地区和高密度飞行条件下的安全和高效飞行?出路只有一条,就是马上研制出民航空域监视新技术。由北京航空航天大学张军等完成的“空地协同的民航空域监视新技术及装备”成果获国家技术发明一等奖。发明中的“中国米制RVSM飞行高度层方案”被国际民航组织采纳为米制高度层配备标准,是我国首个被国际民航组织采纳的标准。
《中国植物志》:四代人心血汇成一代“户口本”
由于“含金量”太高,国家科技奖中的自然科学一等奖曾几度空缺。经过评委们的严格评审,《中国植物志》摘得2009年度国家科技奖自然科学一等奖的桂冠。
“《中国植物志》既是记载中国植物‘身份’的‘户口本’,又是记录和研究植物特征的‘信息库’。”《中国植 物志》副主编陈心启先生说,《中国植物志》5000多万字、9080幅图版,总计80卷126册,记载中国维管束植物301科、3408属、31142种,详细总结、记录、澄清了中国所有已知维管束植物的科学名称、研究历史、形态特征、地理分布、系统位置、物种生境、物候期和经济用途等,是世界上已出版的规模最大、内容最丰富的植物志书。
“《中国植物志》是四代植物分类学家的心血结晶。”陈心启说,它经过了41年(1918年~1959年)的准备、45年(1959年~2004年)的编研,由中科院植物所、中科院华南植物所、昆明植物所等科研单位牵头,146个单位参加,历经钱崇澍、陈焕镛、林镕、余德浚、吴征镒5位主编,由312位作者和164位绘图人员通力写作完成。
据陈先生介绍,编研《中国植物志》是一项十分艰苦、繁琐、枯燥的工作:要搜遍古今中外的所有有关中国植物的文献,准确考证同一种植物在不同志书中的名称:要在野外采集、制作标本,并同周围国家和外国志书中的标本进行比较、鉴别;要搞清它在全国各地的具体分布……“《中国植物志》的5位主编中已有4位去世,我在编研人员中都属于徒孙级的,今年已经整整80岁了!”说到这里,陈心启感慨不已。
一分耕耘,一分收获。《中国植物志》的编研取得丰硕的科研成果——
植物多样性研究获得重大突破,累计采集标本1700余万份,获得了极其丰富的新信息和第一手资料,认清了中国维管束植物的多样性及其分布格局;累计发表新属及新属名称243个,发表新种及新种名称14312个,是国际上新增种类最多的植物志;提出了多个类群的新分类系统,如被子植物的多个科的新分类系统等。
它也成就了中国植物资源的第一部百科全书。增加了“经济用途”、“物候期”、“物种生境”、“地方名称”等,使植物志的成果更具实用价值;为了解我国野生植物的生存状态和植物多样性保护提供了可靠的依据。
它奠定了我国植物学及相关学科发展的基石,成为地方志及其他植物学著作的重要参考资料,培养了大批植物分类学人才,稳定了高水平的专业队伍,为我国系统与进化植物学发展奠定了重要基础。
此外,《中国植物志》还极火地促进了国际合作及学术交流,为泰国、马来西亚等国的植物志书编研提供了重要参考资料,重要类群的研究受到国际学术界广泛关注,在国际植物系统学研究中发挥了重要作用。
难怪国际知名学术期刊《科学》于2005年刊文指出:“由中国植物学家完成的《中国植物志》是一个非常重要的事件,世界上没有任何植物志的规模可与之相比……通过完成《中国植物志》,中图植物学家对人类认识和了解世界植物做出了巨大贡献,为植物的保护和可持续利用打下了坚实的基础”。
神奇的天空“千里眼”
过去,常坐飞机往返九寨沟、林芝等地的旅客都习惯了晚点和等待,有时一等就是大半天。这是因为九寨沟、林芝等高原机场气象条件和自然环境复杂,飞机经常在降落前被迫返航,返航率一度接近四成。但是近两年来,旅客们突然发现,晚点现象很少出现了,再也不用怀着惴惴不安的心情赶往机场了,因为返航率已降到了5%的水平。
是什么创造了这个奇迹?答案正是2009年国家技术发明一等奖获奖项目——“空地协同的民航空域监视新技术及装备”。这个由民航局空管局、北京航空航天大学和民航数据通信有限责任公司等单位联合完成的重大科研项目,成功地建立起覆盖天空的卒斗,奇“千里眼”,帮助我国实现了“数字空管”的大跨越。
“保障民用航空运输安全、高效运行的关键在于空中交通管制,空中交通管制的根本是空中交通监视,传统空中交通监视主要是依靠地面雷达监视系统,但我国的现实国情却对空中交通监视提出了新的要求。”项目参与者、民航局空管局副局长吕小平高级工程师说,“我国民航运行环境复杂,雷达覆盖有限,尤其在西部障能力严重不足,这些都迫切需要我们尽快研制民航空域监视新技术。”
在欧美等发达国家,空域精细化监视新技术是下一代航空运输系统的核心,其核心技术严密封锁。而且,国家空域监视信息涉及国土防空安全,属于战略情报资源。“国家的战略需求就是我们研发的立足点,它要求我们一定要自主创新”,项目负责人、北京航空航天大学副校长张军教授如是说。
经过10余年的艰苦努力,项目组攻克了一个个技术难关,取得了一个个新突破,先后发明了空地协同的空域监视系列化装置,创造性研制了我国首个移动空域监视平台,解决了高原、荒漠、海洋等无雷达覆盖地区安全高效飞行保障的难题。迄今为止,已申请国家发明专利42项,其中授权25项,获得软件著作权20项,制定行业标准3项,近3年累计创造经济效益逾7亿元。
“2007年,该发明在我国取得了更广泛的应用,为我国把飞行高度层垂直间隔从600米缩小到300米奠定了技术基础,使我国高空空域增加了85%的容量”,吕小平介绍说,“通俗地说,飞机在天空中的飞行航路是按高度层划设的,从8400米到12500米的空域内,以前是每600米一层,共分了7层,而这项技术大大提高了监视精准度,使高度层间垂直间隔缩小了一半,总层数增加到13层。”在北京奥运会期间,这项技术还为千余架专包机在首都机场的安全抵离和开幕式期间的空中净空保障发挥了不可替代的作用。
高速动车迈起“刘翔的腿”
坐过动车组的人印象深刻,在高速行驶的列车里,平稳舒服,能端杯水走动。列车以每小时二三百公里的高速行驶,虽然只是靠和两条铁轨“亲密接触”,照样如履平地。
高速列车跑得平稳快速,核心环节就是高速转向架。“单就动车组的速度来说,高速转向架就像是刘翔的腿,能不能把速度跑上去,几乎就看转向架。”南车青岛四方机车车辆股份有限公司副总工程师张洪说。
2009年度国家科技进步一等奖项目——“时速250公里动车组高速转向架及应用”的研发成功,使短短几年间我国铁路既有线的最高运营时速从160公里提升到时速250公里,创造了国内外铁路既有线的运营纪录。
到底什么是转向架?其实,自火车诞生以来,在轨道上的运行导向就是依靠“转向架”自动实现。火车遇到曲线时要自动转弯,当速度越来越高,对转弯的要求更高,这都靠转向架实现。现在,作为轨道交通车辆中特有的走行装置,转向架的作用已不仅是“转向”二字形容,它承担着承载、减振、导向、牵引、制动等系统作用,决定了高速动车组运营速度、运行安全和运行品质,是高速动车组的核心技术之一。
“自动转弯功能也带来火车在直线运行时一种固有的横摆现象即蛇行运动,这是一对矛盾,也是火车速度受到限制的主要原因,像中国铁路既有线是客货混跑,这种矛盾更加突出,既要保证很高的速度又要顺利通过小弯道,寻找最佳的平衡点是世界铁路的难题和追求目标。”张洪说,“当速度越来越快,转向架的首要任务是控制‘蛇行’这种姿势的发生。”同时,速度越快铁轨对火车的激扰也越来越大,乘客的舒适感会大大降低。因此要满足既有线开上时速250公里的动车组,安全性、可靠性、舒适性一个都不能少,这就是转向架必须解决的难题。
在“时速250公里动车组高速转向架及应用”项目中,科研人员不仅解决了这些关键技术难题,还采用了最简单的结构实现多个设计功能,在结构轻量化、性能可靠性、组装工艺性和维护便利性等方面优势明显。这种高速转向架一经应用,就在我国铁路既有线大提速中创造了世界既有线提速的新纪录。
目前,装备了这种高速转向架的动车组累计运营里程已超过9000万公里,累计运送旅客1.23亿人次。在单列动车组超过100万公里的运营里程考验下,高速转向架也不辱使命,状态依然良好。