波音公司2014年度宇航防務(wù)領(lǐng)域開發(fā)與拓展研究

2016-12-11  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

波音公司2014年度宇航防務(wù)領(lǐng)域開發(fā)與拓展研究

張京男 蔡聞一 李東昊

波音公司是美國從事宇航防務(wù)領(lǐng)域的第二大軍工企業(yè),其國防地位與綜合能力僅次于洛馬公司。波音公司宇航防務(wù)業(yè)務(wù)集中于防務(wù)、太空與安全分公司,包括軍用飛機、網(wǎng)絡(luò)與太空系統(tǒng)、全球服務(wù)與保障3個事業(yè)部。2014年,在火箭、導(dǎo)彈、航天器、航空、前沿技術(shù)以及對外合作方面的重要成果值得關(guān)注。

1 運載火箭與導(dǎo)彈系統(tǒng)

2014年,波音公司正式成為美國航空航天局(NASA)深空探測火箭“航天發(fā)射系統(tǒng)”(SLS)的主承包商,并啟動了未來科學(xué)探測任務(wù):一是木衛(wèi)二任務(wù),預(yù)計2022年發(fā)射,2024年到達,探測冰殼表面下可能存在的大量涌動的液態(tài)水;二是木星特洛伊(Trojan)小行星任務(wù),用10年時間分別將3.97t、7.59t有效載荷送至小行星探測木星星系;三是土星任務(wù),4年內(nèi)將有效載荷送至土星進行大氣探測;四是彗星67P/楚留莫夫-格拉西門克(簡稱67P彗星)采樣返回任務(wù),任務(wù)往返共用11年,其中有效載荷彗星探測用時26個月;五是日地拉格朗日點2(L2)任務(wù),將直徑8m的單片空間望遠鏡發(fā)射至L2點,飛行時間為100天,若用其他火箭則需要多次發(fā)射至目的地,再進行鏡片的拼裝。

波音公司2014年火箭與導(dǎo)彈系統(tǒng)主要進展

裝配中的GPS-2F-5

美國空軍大約平均每年組織波音公司團隊試射一次民兵-3導(dǎo)彈,及時驗證戰(zhàn)備值班性能。2014年,空軍授予波音公司490萬美元合同,在空軍小山試驗場用新的導(dǎo)航數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(GDAS)測試在輻射、振動、電磁環(huán)境下對民兵-3導(dǎo)彈導(dǎo)航系統(tǒng)工作的影響;還授予波音公司4680萬美元合同,明確波音公司成為民兵-3核心導(dǎo)航系統(tǒng)NS50的唯一一家供應(yīng)商,并提供維護與服務(wù)。

波音公司從2001年開始即作為美國陸基中段防御系統(tǒng)主承包商,到2004年開始正式運行。2008年至2013年底共進行了3次試驗,都以失敗告終。2013年的失敗是由于大氣層外殺傷飛行器電池設(shè)計問題,使其未能與助推器正常分離。

美國導(dǎo)彈防御局與以色列國防部聯(lián)合完成了箭頭-3攔截導(dǎo)彈的第二次飛行試驗。該導(dǎo)彈由波音公司與以色列宇航工業(yè)公司導(dǎo)彈與太空分部聯(lián)合研制。此次試驗從以色列國內(nèi)靶場發(fā)射,飛行終點為地中海上空。2013年進行的首次飛行試驗也取得了成功,但距離作戰(zhàn)水平尚遠。

2 航天器

2014年,波音公司軍用衛(wèi)星僅有一項取得較大進展,即GPS-2F衛(wèi)星,保持著快速而穩(wěn)健的生產(chǎn)節(jié)奏。該衛(wèi)星是美國第4代GPS系統(tǒng),擁有更先進的原子鐘和抗干擾能力,還增加了第3個L5頻段的民用信號。其中,GPS-2F-5和6由德爾他-4火箭發(fā)射,GPS-2F-7和8由宇宙神-5火箭發(fā)射。

波音公司太空情報部門研制的“天基空間監(jiān)視系統(tǒng)”(SBSS),通過其天基優(yōu)勢與機載探測器的快速轉(zhuǎn)動能力,相比于以往以地基觀測器為主的觀測模式,觀測數(shù)量提高了5倍?！疤旎臻g監(jiān)視系統(tǒng)”由波音公司與鮑爾宇航公司(Ball)聯(lián)合設(shè)計研制,2010年交付了首顆衛(wèi)星。目前,波音公司繼續(xù)履行空軍合同,負責提升地面上與機載的信息處理能力。

波音公司2014年航天器主要進展

商業(yè)衛(wèi)星方面,502 Phoenix小衛(wèi)星發(fā)射后,HySpecIQ公司負責全球民用與商業(yè)市場管理與銷售,如:石油、天然氣、采礦、農(nóng)業(yè)等行業(yè),波音公司專門負責為美國國防部、情報機構(gòu)以及國際客戶提供軍事相關(guān)服務(wù);國際移動衛(wèi)星-5最大的應(yīng)用服務(wù)商是歐洲阿斯特留姆公司(ASTRIUM),未來該公司將利用國際移動衛(wèi)星-5星座向整個歐洲政府與海事部門提供應(yīng)用服務(wù),進而擴展至全球工業(yè)部門。

CST-100與“國際空間站”對接示意圖

3 前沿技術(shù)

2014年,波音公司在航天防務(wù)領(lǐng)域研發(fā)的前沿技術(shù)主要涉及激光武器、新概念航空器、空天飛行器、先進技術(shù)衛(wèi)星,進展比較順利。

空天飛行器

在美國國防高級研究計劃局試驗性空天飛機XS-1的第一階段研制中,波音公司取得了400萬美元的初始設(shè)計合同。波音公司幻影工廠設(shè)計的方案是一子級可重復(fù)使用,火箭攜帶上面級,可將1.361~2.268t小型衛(wèi)星送至近地軌道,并通過高效的地面設(shè)施快速維修返回的一子級,減少下次發(fā)射前的準備時間。美國國防高級研究計劃局計劃2015年進行第二階段競標,進而授予生產(chǎn)合同,制造飛行器并進行飛行演示。

X-37B經(jīng)過674天在軌飛行,成功返回并在美國范登堡空軍基地著陸。至此,美國空軍快速能力辦公室與范登堡空軍基地第30太空聯(lián)隊聯(lián)合管理的3次X-37B入軌飛行演示都取得了成功,共經(jīng)歷了1367天。波音公司計劃在2015年再進行一次X-37B試飛。

XS-1試驗型空天飛機

先進技術(shù)衛(wèi)星

波音公司取得美國空軍太空與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心6個月合同,設(shè)計在商業(yè)衛(wèi)星上搭載科學(xué)觀測有效載荷的方案,載荷命名為“對流層污染排放監(jiān)測有效載荷”(TEMPO),用于測量北美上空的大氣污染情況,未來將寄宿于商業(yè)衛(wèi)星上發(fā)射入軌。此種方式可以說對美國政府部門與波音公司航天系統(tǒng)部門都帶來益處,能夠以快速、簡易、廉價的方式在軌道監(jiān)測,而不用單獨制造并發(fā)射一顆整星。

5 對外合作

2014年,波音公司宇航防務(wù)對外合作形式多樣,按照合作目標與效果可分為三類。

加強網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能力

波音公司與美國root9B技術(shù)公司建立合作關(guān)系,聯(lián)合進行網(wǎng)絡(luò)安全訓(xùn)練與仿真,幫助識別雙方網(wǎng)絡(luò)體系中存在的缺陷,提高威脅反應(yīng)能力。root9B技術(shù)公司成立于2011年,雖然時間不長,但擁有世界級的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練能力,服務(wù)于政府客戶與商業(yè)客戶。波音公司原有的客戶未來將充分體驗root9B公司的訓(xùn)練系統(tǒng)以及120項相關(guān)課程。

收購了美國馬里蘭州的文圖拉方案公司(Ventura Solutions Inc.)加入至波音公司網(wǎng)絡(luò)與太空系統(tǒng)分部,擁有140名員工,主要業(yè)務(wù)是為政府提供軟、硬件信息安全服務(wù)。

波音公司在新加坡建立了在美國以外的首個網(wǎng)絡(luò)分析中心,將配備網(wǎng)絡(luò)專家開展分析工作,作為波音公司在亞太地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)研發(fā)中心以及產(chǎn)業(yè)合作伙伴、客戶、科研機構(gòu)協(xié)同創(chuàng)新的平臺,為該地區(qū)客戶帶來先進的網(wǎng)絡(luò)安全能力。

占領(lǐng)地區(qū)防務(wù)市場

在兩年一度的范堡羅航展上,波音公司與非洲最大的私人宇航防務(wù)公司派拉蒙集團(Paramount)建立合作關(guān)系,聯(lián)合開發(fā)以非洲為主的防務(wù)市場,包括邊境安全、反海盜、救災(zāi)與人道主義援助。派拉蒙集團成立于1994年,為全球30多個國家的政府防務(wù)部門提供服務(wù),并且一直在研究如何與外部優(yōu)質(zhì)軍工企業(yè)建立合作關(guān)系,提升非洲防務(wù)工業(yè)能力,最終確定了與波音公司合作。目前計劃應(yīng)用的主要項目是波音公司的旋翼飛機、無人機與保障服務(wù),以及派拉蒙集團的地面車輛、宇航系統(tǒng)等。

在與意大利軍事供應(yīng)商海德意大利公司(Head Italia)簽署的合作協(xié)議中,波音公司將提供網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)分析工具、大數(shù)據(jù)分析服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練與仿真平臺等,從而保護意大利國家信息安全;海德意大利公司提供意大利的國內(nèi)市場資源、信息技術(shù)專家,以及與國內(nèi)政府、國防部門的合作關(guān)系。海德意大利公司一直致力于為意大利政府與防務(wù)客戶提供網(wǎng)絡(luò)安全方案,如數(shù)據(jù)、設(shè)施等。

波音公司在2014年同時與丹麥的6家防務(wù)公司建立了協(xié)議合作關(guān)系,加強宇航防務(wù)制造、保障、軟件、仿真等能力,服務(wù)于波音公司重要的商業(yè)與軍事裝備,如F/A-18“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機等。波音公司可為這6家丹麥公司提供多樣化的產(chǎn)品、服務(wù)、技術(shù)與供應(yīng)鏈,開拓更廣闊的市場。據(jù)丹麥一家經(jīng)濟咨詢公司研究表明,此次合作將為丹麥帶來1萬個工作崗位,在20年內(nèi)為丹麥GDP增加60億克朗。

聯(lián)合挖掘新業(yè)務(wù)

針對國際移動衛(wèi)星-5,波音公司在2014年分三步開發(fā)了新的商業(yè)機遇。首先是波音公司研制的首顆國際移動衛(wèi)星-5在2013年12月發(fā)射入軌,2014年初完成在軌測試;第二步是在2014年3月與擁有政府和商業(yè)應(yīng)用資源的美國TrustCom公司建立合作關(guān)系,同時還取得了銷售國際移動衛(wèi)星公司“全球快訊”網(wǎng)絡(luò)服務(wù)衛(wèi)星帶寬的權(quán)限;第三步是在2014年7月,將國際移動衛(wèi)星-5通信帶寬轉(zhuǎn)售給了美國政府用于Ka頻段軍事通信。此次帶寬轉(zhuǎn)售是波音公司的首次商業(yè)衛(wèi)星帶寬交易,未來會將更多的衛(wèi)星帶寬推向市場,解決日益增長的衛(wèi)星通信需求,同時也反映出美國商業(yè)衛(wèi)星在軍用方面較強的可應(yīng)用性。

為進一步挖掘太空技術(shù)應(yīng)用潛力,波音公司與美國液體機器人公司(Liquid Robotics)簽署協(xié)議,聯(lián)合開發(fā)、研制、運用海事裝備與服務(wù),打造太空與海上技術(shù)相結(jié)合的一體化能力。Liquid Robotics公司是制造海上無人設(shè)備的世界領(lǐng)先企業(yè),擁有海上搭載傳感器聯(lián)網(wǎng)工作的無人設(shè)備編隊。其中,“波浪滑翔機”(Wave Glider)海上信息采集無人系統(tǒng)可依靠太陽能在海面持續(xù)工作1年以上,直接通過衛(wèi)星向地面或船只傳輸數(shù)據(jù),并且可在海上定點駐留或移動,使海上數(shù)據(jù)收集與監(jiān)測更加安全、廉價,有助于打造新型海洋觀測模式。雙方初期合作重點將是反潛作戰(zhàn)、海域感知、海洋防務(wù)等業(yè)務(wù)。

6、啟示

保持傳統(tǒng)航天防務(wù)系統(tǒng)的測試、改裝工作,挖掘民用航天市場與新概念航天技術(shù)的研發(fā)潛力

2014年,波音公司在航天防務(wù)領(lǐng)域開展了大量測試、改裝工作,如:民兵-3、“航天發(fā)射系統(tǒng)”、陸基中段防御系統(tǒng)、B-52和B-1轟炸機等,實現(xiàn)舊系統(tǒng)的性能提升。大部分傳統(tǒng)航天系統(tǒng)往往技術(shù)成熟,且規(guī)模大、成本高,不宜輕易搞顛覆性替代,但同時系統(tǒng)任務(wù)模式已基本固定,利潤空間也逐漸變得非常有限。因此,傳統(tǒng)航天防務(wù)系統(tǒng)未來發(fā)展路徑主要以延長服役期限、升級個別部件、保持安全性與穩(wěn)定性為主。

與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,新的民用航天市場潛力巨大,業(yè)務(wù)利潤率高,是波音公司未來經(jīng)營創(chuàng)收的新增長點,是提高經(jīng)營利潤與凈收入的重要動力。其中,可重復(fù)使用的X-37B與XS-1空天飛機、激光武器、高低速兼具的“幻影雨燕”飛機等,不但大大降低航天系統(tǒng)任務(wù)成本,還將為軍方作戰(zhàn)模式帶來顛覆性的改變,是美國“抵消戰(zhàn)略”與“非對稱”制衡國家戰(zhàn)略下最易得到投資的創(chuàng)新方向;可大大減少化學(xué)推進劑的世界首對純電推進衛(wèi)星,可實現(xiàn)軍、民、商共用一星的寄宿衛(wèi)星技術(shù),首例轉(zhuǎn)售原有衛(wèi)星帶寬的業(yè)務(wù)模式等,實現(xiàn)了將航天系統(tǒng)能力在民用或商業(yè)領(lǐng)域進行極富創(chuàng)新性的研發(fā)與市場挖掘,以深度軍民融合方式,從全球市場爭取經(jīng)濟效益,為軍工企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)營利潤,提高生存力。

與大量國內(nèi)外中小型公司合作,開放式地利用外部先進技術(shù),有利于提高技術(shù)實力與全球影響力

波音公司對外合作可以說是極具廣泛性的。無論對方的規(guī)模大小、業(yè)務(wù)是軍用或非軍用、國內(nèi)或國外、政府或非政府,只要是宇航防務(wù)或民用領(lǐng)域發(fā)展所需,符合公司業(yè)務(wù)布局與技術(shù)戰(zhàn)略,波音公司都會建立深度合作關(guān)系。合作對象可能是擁有上百人的私營公司,也可能是大型上市集團的子公司,或者是經(jīng)濟并不發(fā)達的某個地區(qū),亦或者是純粹的民用業(yè)務(wù)公司,都以合作價值為標準,如:外部產(chǎn)品集成、外部技術(shù)引進、內(nèi)外市場融合、外部市場搶占等。

同時還應(yīng)看出,波音公司2014年開展的很多合作往往建立在多年來往的基礎(chǔ)上,由淺入深,在某個契機或需求下順理成章地走向深度合作。因此,軍工企業(yè)有必要深入研究外部合作實施路徑,持續(xù)積累多元化外部關(guān)系,在更廣泛的市場上對優(yōu)質(zhì)技術(shù)與產(chǎn)品持開放接納的姿態(tài),做到兼容并蓄,有效壯大宇航防務(wù)實力。

重視并以多種方式打造、驗證網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與能力

波音公司與美國各大宇航防務(wù)公司一直都擁有先進的網(wǎng)絡(luò)安全能力,將其融入了宇航防務(wù)裝備能力體系當中。2014年,波音公司以資產(chǎn)收購、對外國防支援、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中心建設(shè)等方式,打造并驗證大數(shù)據(jù)應(yīng)用、分析工具應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)仿真訓(xùn)練等能力,不僅能夠補充公司自身的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)序列與產(chǎn)品組合,還可通過廣泛實踐,驗證公司的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案與網(wǎng)絡(luò)平臺是否能夠真正發(fā)揮國防安全保障作用,從而有針對性地進行持續(xù)改進,提高實際應(yīng)用價值。

(來源:《國際太空》,作者:張京男 蔡聞一 李東昊)

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