汇总:世界各国航天工业的现状与未来

2019-08-02 10:54

  航天工业是研制与生产外层空间飞行器、空间设备、武器系统以及地面保障设备的军民结合型高科技产业,主要产品包括战略导弹、运载火箭、空间飞行器、推进系统、机载设备和地面各种保障设备等。航天工业是典型的高技术密集工业部门,反映着一个国家的科学技术和工业发展的水平。世界航天工业经过五十多年的发展,目前规模已相当可观。在不同程度上建立了航天工业的国家和地区已有20多个,但在能力与水平上,各国的相互差距仍然很大。目前,世界航天工业主要分布在一些发达国家和大国,以美国最为发达,俄罗斯、欧洲和日本的航天工业也相当发达,发展中国家中,中国、印度、巴西等国的航天工业都有一定的能力和水平。

  一、美国的航天工业

  美国的航天工业经过数十年的发展已形成了庞大的科研生产体系,从事航天工业的员工人数近百万人,其中科研和工程技术人员约占到总数的近80%。美国从事与航天有关的研究与咨询活动的研究机构及学会等约有200多家。按照航天产品和导弹的总体、动力系统和电子设备三大部分的主要承包商统计,约有370多家公司;如果将有关设备、仪器仪表、地面设备、电子元器件及原材料企业也计算在内,则为航天产品配套的公司有1000多家。美国大型航天和导弹公司大多从事航空航天业务,同时经营多种业务,有雄厚的技术开发设计能力。

  美国将空间开发与利用作为综合国力新的增长点,确立了发展空间能力为基本国策,不断加强国家对航天工业的协调,实施商业化空间政策,对民用和军用航天计划在技术开发、发射和服务支持方面进行最大限度的协作,并广泛参与世界范围的竞争。美国已形成了一套比较完善的航天与导弹工业管理体制。总统与国会为决策层,总统负责航天和导弹工业发展的战略决策和方针政策,国会进行航天和工业管理的立法,监督政府有关部门的航天和导弹工业管理工作,并通过预算拨款和政策对航天和导弹工业进行宏观调控。国防部与国家航空航天局(NASA)为计划层,国防部是军用航天和导弹的主管部门,NASA是美国民用航天活动的政府主要管理部门,并承担部分军用航空航天计划,NASA还与其它政府部门负责商业航天规划的实施。承包商(工业界)、科研部门、大学等为实施层。美国在航天工业上的投资远远超出其它国家,2001年达到288亿美元,约占世界所有国家航天预算总和的75%。

  到目前为止,美国不仅形成了庞大的航天和导弹研发、生产和管理体系,而且不论是航天运载工具和航天器、还是各类导弹,均形成种类齐全、型号繁多的体系。美国具有世界上最强大的航天运载能力,拥有重型、大、中、小型等多种系列运载火箭,目前只有美国的航天飞机是世界上唯一投入使用的可重复使用的运载器,在研的及预研的可重复使用的运载器数量最多时达到十几种;美国载人航天和空间探测技术发展成熟,目前领导和管理着庞大而复杂的国际空间站工程,数十个空间探测器探测了月球、行星和星际,各类在轨的卫星门类齐全。自人类发射第一颗人造地球卫星以来,各国发射了5000余颗卫星,其中美国占了将近一半。

  美国的航天和导弹技术始终处于世界领先地位,这与其长期保持雄厚的航天工业基础和持续的创新能力分不开。航天与导弹技术属于综合技术和系统工程技术,需要以各专业技术为基础。美国十分重视国防技术基础的发展,国防部制订的15项国防关键技术,其中12项都用于航天和导弹的研发。而这些关键技术的绝大多数在世界居领先地位。

  二、俄罗斯航天工业

  俄罗斯继承了苏联大部分航天与导弹工业的科研设计机构和工业企业,保留了规模巨大航天与导弹工业的基础,以及雄厚的科研、生产、试验和应用能力。独立后,俄联邦政府给航天与导弹工业的财政拨款锐减,许多已列入航天与导弹计划的研制和生产项目被取消或推迟,航天与导弹工业受到巨大的影响。但由于苏联航天与导弹工业的庞大规模和坚实的基础,使俄罗斯至今仍然保持着一个实力仅次于美国、许多领域可以与美国并驾齐驱的航天与导弹工业强国的地位。

  俄罗斯非常重视航天工业的发展,在经费有限,航天与导弹发展规模缩小的情况下,突出保证国家航天与导弹重点项目的实施和发展,继续保持重点航天与导弹技术在世界的领先地位。俄罗斯将核威摄力量做为国家安全的基石,保持和发展包括新型战略导弹在内的战略核力量,确保独立研制、生产先进战略导弹系统的能力。鼓励航天与战术导弹产品的出口,积极开展国际航天合作。

  目前,俄罗斯航空航天局直接管理着从事航天与导弹系统及相关部件研制的研究设计机构和生产企业一百多家,另有航空航天局内外的45家企业通过合作参与航天器与导弹的研制生产,还有一些俄罗斯与国外合资的航天企业。从事航天与导弹研制与生产的雇员近30万。从独立后的1992年至2000年底,俄罗斯共进行了316次航天发射,先后发射了454个各种轨道的航天器。近5年来,俄罗斯平均每年约进行20~30次航天发射,发射数量大约是苏联时期的1/3。俄罗斯的航天产品包括各种航天运载器、卫星和深空探测器、载人飞船与空间站,建立了完整的航天飞行控制与测量系统,开展了全面的航天应用与丰富空间科学研究活动,是美国之外全球航天产品最齐全、设施最配套的国家。俄罗斯已经形成种类齐全、产品配套的导弹武器系统。总体上说,在许多领域俄罗斯导弹武器系统在品种、技战术水平上都可与美国匹敌。

  三、欧洲航天工业

  法国是西欧第一航天大国,也是美国和俄罗斯之后的世界第三航天大国。它拥有强大的运载火箭与航天器制造能力和类型较齐全、规模较庞大的导弹研制生产能力。法国航天和导弹工业的规模在西欧居第一位,从业人数和销售额均高居西欧各国之首。法国能独立或为主研制各种大型运载火箭,通信、侦察和对地观测卫星,较大型航天器以及各种类型的导弹,共研制过或正在研制约5个系列的运载火箭、约15种型号的卫星、3种型号的航天器和约60种型号的导弹,具备总体设计、推进、制导、结构、防热等分系统设计与研制以及电池、火工品等零部件研制能力。法国研制生产的各种运载火箭、卫星、航天器和导弹具有较高的技术和应用水平。其中,通信和遥感卫星性能接近世界先进水平,并带头打破了美国对国际商业通信卫星研制市场的垄断,成为阿拉伯卫星和土耳其卫星的主承包商;反舰导弹、防空导弹、空空导弹的性能基本接近或达到美国同类武器系统的水平。法国航天大型企业的基础雄厚、设备精良、技术先进,如在阿里安火箭总装车间拥有现代化的机器人、加工中心、CAD/CAM、数学仿真、模拟仿真等设备,其设计、研制、管理手段均非常先进。

  英国航天和导弹工业的规模,在西方国家中处于前列。英国有比较配套的航天工业产业结构和产品结构,研发、生产能力与水平在西方国家中处于前列。英国航天工业的研发和生产注重选择重点发展方向,主要是在对地观测卫星、小卫星和卫星软件等领域的研发、生产中具有很强的实力;在通信卫星技术领域的研发中处于世界先进水平;能独立研发、生产卫星整星和探空火箭,但不能独立研发、生产运载火箭。英国虽然缺乏战略导弹生产能力,但在战术导弹领域,除了不具备独立研制生产巡航导弹的能力外,其它战术导弹不仅可以独立研发和生产,而且其水平位居世界先进行列,至今已经生产了30多种型号的战术导弹。英国的航天与导弹产品在国际市场上具有一定的竞争力,其中每年战术导弹的出口贸易额达10多亿英镑。

  德国近年来在航天器系统设计、制造、管理和工程总承包方面积累了丰富的经验,掌握了许多领域的关键先进技术。在单、双组元液体推进系统,硅太阳电池及复合材料电池板,卫星姿控系统,行波管放大器,光学仪器,电火箭发动机技术等领域拥有世界一流技术。在大型运载火箭第二级液体芯级、液体捆绑助推器、上面级液体火箭发动机、姿控发动机和火箭结构件的研制上具有丰富的经验。德国具有应用卫星和科学实验卫星整星研制的能力,并拥有很高卫星制造水平,尤其在卫星太阳电池系统、姿控系统、光学仪器、卫星通信有效载荷、卫星单组元和双组元推力器及电推进系统领域拥有先进水平。德国近年来积极参与了欧洲阿里安4、阿里安5运载火箭的研制和生产,并自己研制了哥白尼德国邮政卫星。德国不生产战略导弹产品,研制的导弹产品主要有地空导弹、空地导弹、空空导弹、反舰导弹、反坦克导弹等。

  意大利航天与导弹工业规模在西欧排名第四位。意大利的航天工业在欧洲具有较先进的技术水平,能够独立开发卫星系统和轻型运载火箭。在大型运载火箭固体助推器、卫星平台、卫星通信高频技术、通信卫星有效载荷、卫星天线、远地点发动机领域位于欧洲前列。意大利作为主承包商研制的典型卫星型号有意大利卫星-1、-2通信卫星,阿蒂米斯先进中继和技术卫星,宇宙-昴星团卫星,米塔科学小卫星。与其他国家联合研制的航天器有多种型号。意大利目前作为主承包商正在研制维加轻型运载火箭;参加了国际空间站项目,承担了多功能增压后勤舱(MPLM)等重大项目的研制。在导弹领域,主要通过与法国、德国、英国和美国等国家合作的方式研制生产战术导弹,产品包括反舰导弹、防空导弹、空空导弹、空地(舰)导弹和反坦克导弹。

  瑞典航天活动始于20世纪60年代初,目前已形成独立研制小型科学卫星的能力,瑞典的导弹工业始于20世纪40年代中期,目前也已形成反舰导弹和防空导弹批量生产规模。瑞典具备自行研制和生产某些航天与导弹产品的能力,尤其在战术导弹的研制与生产方面有较突出的能力。挪威的航天活动始于20世纪80年代末,挪威没有形成独立配套的航天工业体系,它主要为欧洲空间局研制配套的航天分系统或零部件产品,航天运载火箭和卫星产品。反舰导弹的研制与生产是挪威导弹工业的重点和特长,已形成了完整配套的研发与生产体系。

  乌克兰继承了苏联大量的航天与导弹研究机构和工业企业,是世界上能生产某些类型运载火箭和航天器的重要国家。但由于苏联解体前乌克兰与俄罗斯的导弹与航天工业是一个整体,因此近期乌克兰的绝大多数项目需要在俄罗斯航天部门的配合下才能完成。乌克兰缺乏制造地球同步轨道或其它中高轨道卫星的经历,但在低轨道对地遥感卫星、电子侦察卫星、军事校正与调试卫星领域具有长期的设计与制造经验,拥有研制多种低轨道卫星标准公用平台的能力,并通过采用卫星平台批量制造不同型号的卫星。乌克兰依靠本国的力量能够制造海洋遥感卫星,20世纪90年代启动了航天优先项目(Sich)海洋卫星研制计划,1995年独立研制并成功发射了法律意义上乌克兰的首颗人造卫星海洋-01海洋遥感卫星,并开始建立完整的卫星对地观测的空间与地面系统。乌克兰高度重视商业发射服务活动,重点支持运载火箭技术的发展。乌克兰在运载火箭的总体设计、火箭总装、控制系统、箭体结构和材料与制造工艺领域富有长期的经验和较高的水平。由于乌克兰缺少大型液体火箭发动机的制造能力,目前研制的所有运载火箭都要依赖俄罗斯制造的液体主发动机,并要依靠国外的发射场进行发射。

  四、其他发达国家的航天工业

  日本自20世纪80年代以来,航天经费预算一直保持着强劲的增长势头,年均增长率为5.6%,目前已成为除美国以外航天经费投入最多的国家。目前,日本已形成了比较完整的科研与生产体系。H-2A和M-5运载火箭的性能指标已接近欧洲的水平,H-2A的运载能力与阿里安5相当,M-5的总质量为130t,是目前世界上运载能力最大的固体运载火箭,其第三级采用了世界一流水平的固体火箭技术。日本卫星种类繁多,性能优良,可靠性高,其工程试验卫星和地球观测卫星完全实现国产化,卫星分系统技术在世界上也处于先进水平。但除以上两种卫星外,其他应用卫星国产率不高,很多关键部件还需从美国进口。近年来,日本大力提高卫星的国产率,但仍未摆脱对美国技术的依赖。日本还以参加国际空间站计划为契机,力争保持与欧洲航天技术的同步发展。从日本正在进行的航天活动以及所具备的研发能力和制造水平来看,其航天工业能力已达到较高的水平。日本在战术导弹的各个主要领域都开展了广泛的研究并具有较强的生产能力,目前已能生产几乎所有类型的战术导弹,其性能已接近或达到世界先进水平,个别单项技术甚至已位居世界领先地位。目前已能生产空空导弹、地空导弹、反舰导弹、反坦克导弹等。由于日本生产的导弹只满足国内需要,批量小,成本高,因此其规模还比较小,但从导弹性能的先进程度以及生产导弹的民间工业的规模和水平来看,其生产潜力又非常巨大。

  加拿大是较早发展航天技术的国家之一。1962年,加拿大成功发射百灵鸟1卫星,成为世界上继苏美之后,第三个能够自己制造卫星的国家。目前,加拿大虽然不能生产卫星的所有分系统,但已具备了作为主承包商的能力。加拿大以有限的投资在航天领域取得了很好的效果。在其所侧重的领域,如通信卫星、遥感卫星与技术、航天自动化技术等领域处于世界领先水平。加拿大研制的传感器、卫星地面站以及数据处理和图像分析技术都达到了世界先进水平。加拿大在航天机器人自动化系统方面也处于世界领先地位,在20世纪80年代初,为美国航天飞机制造的遥控操作系统,曾是太空环境中最先进的机器人系统。目前,国际空间站中使用的遥控机械臂系统,也是由加拿大提供的。

  澳大利亚的航天工业规模较小,主要从事卫星部件、地面设备的研制和卫星应用研究与服务。导弹工业起步较早,20世纪50年代就研制了马尔卡拉(Malkara)反坦克导弹,随后又自行研制了反潜导弹,并通过许可证生产美国的导弹。20世纪90年代以后不再生产导弹,主要购买国外产品来满足国防需要。

  五、发展中国家的航天工业

  在拉丁美洲,巴西航天工业的规模是最大的,其导弹与航天产品包括战术导弹、运载火箭、资源遥感卫星和卫星地面设备等。巴西目前已有能力向其他国家出口战术导弹和航天产品的分系统。巴西从1965年开始研制桑达火箭系列,现已发射了桑达-1、2、3、4和VS-30、VS-40探空火箭,正在试制的卫星运载火箭(VLS-1)为4级火箭。巴西拥有资源遥感卫星的技术,能够研制生产气象雷达、卫星通信天线及相关的地球站。巴西具有一定的导弹设计和生产能力,其导弹技术在发展中国家属于较为先进的。巴西没有弹道导弹,但由于该国拥有卫星运载火箭,因此具有研制弹道导弹的能力。

  在非洲,南非的航天工业首屈一指。在航天方面,南非具有独立研发和生产小卫星的能力,并具有运载火箭研发与生产的潜在能力。南非的导弹工业起步于20世纪60年代中期,已经形成多种战术导弹的批量生产规模,并批量出口。南非不仅具有独立研制和生产技术先进的面空导弹、空空导弹、反坦克导弹、反舰导弹的现实能力,而且有研制弹道导弹的潜在能力。

  在亚洲,中东、南亚、东亚都有一些航天工业较为发达的国家和地区。在中东,以色列航天工业起步较晚,规模较小,产品种类和生产数量有限,但导弹工业具有较强的研制与生产能力,是国家出口创汇的主要行业,也是使其成为世界重要武器出口国的主要支柱。以色列导弹产品已形成完整的系列,特别是战术导弹技术已接近或达到世界先进水平。航天工业规模虽小,但具备一定的研发和生产能力,并且是世界上第八个用本国火箭成功发射国产卫星的国家。以色列研制的卫星虽属小型卫星,但侦察卫星先进。目前,正在致力于卫星微型化、新型运载火箭和空间科学等方面的研究。伊朗的导弹工业也已建立了比较完整的研制和生产体系,尤其在近程与中程地地弹道导弹领域有很高的投入,形成了一定的批量生产规模,成为中东地区主要的导弹生产国家。

  印度航天与导弹工业起步于20世纪60年代初,目前已具有完整的科研生产体系和较强的生产规模。印度是世界上航天预算增长最快的国家。1998年核试验后,航天预算涨幅惊人,达到52%。1998年至今航天预算已涨幅近90%。印度有较强的航天与导弹研发和生产能力,能独立研制和生产卫星、运载火箭以及战术和战略导弹。如今印度不仅是亚洲地区的导弹大国,而且还是世界上第一个成功研制多用途卫星的国家,第五个研制和发射遥感卫星的国家以及第七个用自制运载火箭发射国产卫星的国家。PSLV的一箭三星技术推动了商业遥感业的发展,还验证了中程导弹分导技术。GSLV运载火箭表明其具备了研制和生产洲际弹道导弹的能力。遥感卫星技术及其应用水平已达到发展中国家领先地位,接近世界先进水平。相比较,巴基斯坦航天工业的研制能力与水平不高,只具有探空火箭和小卫星的研制能力,但导弹的研制能力较为突出,目前已掌握了弹道导弹液体推进和固体推进、制导与控制、车载机动发射等关键技术,具有独立研制近程和中程液体和固体弹道导弹的能力。

  韩国航天工业规模不大,但近年来由于国家的高度重视而发展迅速,20世纪90年代中末期韩国制定了国家航天计划,并在卫星与火箭研制领域投入较高的经费,进入21世纪以后,韩国航天投资仍然保持着强劲增长势头。韩国的航天研究和开发力量不足,除了探空火箭和小型实验卫星之外,还处于学习和仿制美国与欧洲航天产品的阶段,短期内还不能依靠自己的技术力量,独立研制中型或大型航天系统产品。韩国具有小型卫星的仿制、改进设计、总装、调试和制造的能力。在火箭研制方面,2002年成功发射了三级液体火箭KSR-Ⅲ,为研制定于2005年发射的轻型低轨道运载火箭奠定了技术基础。韩国的导弹研制能力有限,只能仿制国外少数产品或与国外合作研制和生产导弹。朝鲜的航天工业尚处于萌芽阶段,已制定了卫星研制计划,2002年朝鲜政府对外公开了发射的小卫星并宣布开展新型卫星的研制。朝鲜导弹工业是以俄罗斯导弹为基础开始发展的,但非常重视导弹的自行研制能力,已具备独立研制包括中程弹道导弹在内的多种导弹的能力。1998年用多级火箭发射了小卫星,表明朝鲜已掌握了少数国家才具有的中程弹道导弹推进技术。朝鲜有较强的导弹生产能力,除生产弹道导弹外,在前苏联导弹技术的基础上,还生产了防空导弹、反舰导弹和反坦克导弹等。越南航天工业刚刚起步,航天技术研究和产品研发仅限于卫星应用领域,没有空间系统的研制和生产能力。越南也没有导弹研制和生产能力,部队装备的导弹主要是从俄罗斯进口的产品,与导弹相关的工作只限于对导弹进行维护和延寿。

  中国的航天与导弹工业已形成比较完整的研制生产体系,产品涉及战略与战术导弹、运载火箭、飞船、卫星和卫星应用系统等广泛的领域。战略导弹包括陆基战略导弹、潜射导弹;战术导弹包括地地战术导弹、防空导弹、反舰导弹、空空导弹、反坦克导弹;运载火箭方面,已经研制了包括轻型、中型和重型火箭在内的多种型号的长征运载火箭,运载能力能够满足不同航天器低、中、高地球轨道的发射需要;人造卫星方面,研制并发射了包括返回式卫星、通信卫星、气象卫星、资源卫星、科学试验卫星、导航科学与技术实验卫星、海洋卫星、微小卫星在内的多种类型卫星,形成了返回式遥感卫星系列、东方红通信广播卫星系列、风云气象卫星系列、实践科学试验卫星系列;并将逐渐形成资源地球资源卫星系列、北斗导航定位卫星系列、海洋卫星系列等卫星系列。载人飞船方面,至今已研制并成功发射了多艘神舟号无人试验飞船。中国台湾省的航天与导弹工业近十多年来也发展很快,已经掌握一定的火箭和卫星的基础技术与关键技术,能够独立研制卫星的部分分系统,基本具备卫星地面接收与操作的能力以及卫星总装测试的能力;自制的卫星有小型的蕃薯号,在导弹设计和制造方面已具有较强的能力。

  航天工业是人类向宇宙空间发展的新兴工业部门,具有军民两方面的用途。随着航天技术的发展,航天工业将进入大规模开发和利用外层空间的新阶段。在民用方面,直接为国民经济和人民生活服务的各种应用卫星正向高性能、多用途的方向发展,以获取更大的经济和社会效益;人类将利用宇宙空间的微重力、高真空、无振动和无菌的特殊环境,生产稀有药品、材料,开发新能源;利用空间站、天空实验室、航天飞机和人造卫星,对地球长期进行观测和探测,研究空间环境对生物生命和材料的影响,这将使地球物理学、大气物理学等有关科学研究获得新的发展。在军事方面,军用卫星将朝着多功能和系统化发展,并扩大到战术应用。

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