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2 2007年中国重大技术进展
2.1自主研制成第三代战机歼-10
1月5日,我国自行研制、完全具有自主知识产权的第三代战机歼-10正式亮相并开始装备部队。歼-10战斗机由中国航空工业第一集团自行研制,大量采用了新技术、新工艺,性能先进,用途广泛。作为新一代多用途战斗机,歼-10分单座、双座两种,机长14.57 m,翼展8.78 m,最大速度2.0马赫,最大升限18 000 m,最大起飞重量19 277 kg,除维持正常平飞外,还有足够的推力满足执行各种机动动作的需要,使水平加速、爬升、盘旋等性能均有较大提升,实现了我国军用飞机从第二代向第三代的历史性跨越,对有效提高空军防卫作战能力,加快中国军队武器装备现代化建设,巩固国防具有重大意义[32]。
2.2 我国首个量子密码网络测试运行
3月,由中国科学技术大学量子信息重点实验室郭光灿院士领导的课题组利用自主创新的量子路由器,在北京网通公司商用通信网络上完成了四用户量子密码通信网络的测试运行,确保了网络通信的安全。该课题组构建的量子密码通信网络,包括发射节点1个、接收节点3个,用户之间最短距离约32 km,最长约42.6 km。测试系统通过量子路由器的波长路由进行网络寻址,演示了一对三和任意两点互通的量子密钥分配,并在对原始密钥进行纠错和提纯基础上完成了加密的多媒体通信实验。有专家指出,这是迄今为止国际上公开报道的唯一无中转且可同时、任意互通的量子密码通信网络,标志着量子保密通信技术从点对点方式向网络化迈出关键性的一步。这次实验的成功,不仅使量子密码技术在实用化道路上迈出关键一步,也为量子因特网的发展奠定了基础[33]。
2.3 我国最大光学望远镜突破所有关键技术
6月29日,大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)在北京通过验收,LAMOST小系统的光学质量完全达到指标要求:星像的80%光能量集中在2角秒直径的圆内,3度视场内具有良好星像;多目标光纤光谱系统基本达到预定目标,系统工作正常;望远镜、光纤、光谱仪和CCD相机组成的观测系统,集成情况良好。LAMOST小系统包括3 m口径的镜面、250根光纤、1台光谱仪,以及LAMOST完整的机架、跟踪和控制系统。小系统的研制成功标志着该项目建设的所有关键技术难点已被攻克,其国际领先的薄镜面及拼接镜面的主动光学技术和并行可控式光纤新技术的成功更是为该项目建设的全面成功铺平了道路[34]。
2.4 我国煤层气分离液化工业性装置试验成功
8月9日,由中国科学院理化技术研究所、北京赞成国际投资有限公司和山西阳泉煤业集团共同完成的煤层气分离、液化工业性实验装置试验成功。煤层气俗称瓦斯,是一种留存或吸附在煤层中、基本上未经转移的可燃性气体,主要成分是甲烷,煤矿开采时必须提前将它抽放掉,否则将对采矿人员生命安全构成严重威胁,但煤层气同时又是一种宝贵的清洁能源和重要的化工原料。然而,如何安全有效地分离煤层气却成为一个世界性的难题。目前国际上主要开展4种不同的煤层气分离方法研究,即变压吸附法、膜分离法、燃烧脱氧法和低温精馏分离法。前3种方法至今尚未有一例在工业化获得成功应用,杨克剑等科研人员采用的低温分离方法将煤层气中的甲烷等可燃性气体从混合气中分离、液化,首次在世界上成功完成工业化分离、液化煤层气的试验。该方法的试验成功意味着我国煤矿祸患——瓦斯将得到有效治理和安全利用,其经济效益、环境效益不可估量[35]。
2.5 南水北调中线工程大流量渡槽技术难题攻克
8月,武汉大学水电学院王长德教授领导的“大型渡槽结构优化设计及动力分析”课题组,被专家认为已攻克南水北调中线工程大流量渡槽重大技术难题。南水北调工程中线从丹江口到北京全长1 200余km,水面落差不到100 m,跨越沟谷必须靠大流量渡槽才能解决。该课题组突破了传统渡槽宽度过大、跨越能力小、建材不能充分发挥潜能等缺点,有针对性地提出了“多厢梁式渡槽”结构及其设计理论,并结合河北省z河渡槽,对每孔净宽7 m、净高8 m的大流量三孔渡槽进行了设计优化及动力分析,使得大流量渡槽每米宽水载荷达150余t。相对于传统底纵梁式渡槽而言,这种多厢梁式渡槽在材料不变的情况下,承载能力能呈几何级数增加,多项成果具有创新性[36]。
2.6 400 kN超高强度悬式瓷绝缘子试制成功
8月,400 kN超高强度悬式瓷绝缘子在贵州试制成功,该产品将为不断扩容的“西电东送”超远程、高吨位电力输送线路提供强有力的支撑。超高强度悬式瓷绝缘子常用于超高压(500 kV)远程输电线路,是由数十种矿物材料混合、成型,经过复杂工艺高温烧结而成的一种玻璃相和硅铝酸盐材料产品,我国120 kN以上瓷绝缘子的生产和销售基本被日本和美国等少数国家垄断。中国科学院地球化学研究所龚国洪等研究人员发现,组成高强度悬式瓷绝缘子所需的数十种瓷土矿物原料在贵州毕节地区储量较大,可充分用来生产国家急需的绝缘子产品;自1998年始,在贵州省科技厅的资助下,科技人员与贵州毕节高原电瓷有限公司合作,先后承担了160 kN、210 kN、210 kN(耐)及300 kN绝缘子的研究及产业化过程并相继获得成功。在此基础上,研究人员重新对在毕节实验区发现和使用过的瓷土原料进行普查,对采集到的所需主要原材料进行理化测定,最终确定了超高瓷成分配比方案,试产成功400 kN超高强度悬式瓷绝缘子[37]。
2.7 700兆瓦级全空冷水轮发电机研制成功
9月23日,由哈尔滨电机厂自主开发、设计和制造的世界上单机容量最大、结构尺寸最大、推力负荷最大的700兆瓦级大型全空冷水轮发电机,被专家认为研发技术达到世界领先水平。大型水轮发电机的冷却方式主要有全空冷、半水冷和蒸发冷却3种,其中全空冷方式具有结构简单、安装简便、维护方便、可靠性高、事故率低、启停机便捷、成本低廉等特点,但用于超过600兆瓦以上的大型水轮发电机时却存在很多技术障碍,因而制造700兆瓦级全空冷水轮发电机成为世界性难题。哈尔滨电机厂打破过去空冷按“每极容量”设计的技术界限,提出了全新设计思想,形成了一套自己的通风设计及计算方法,对全空冷电机的电磁计算、结构、通风冷却系统及绝缘系统等进行整体协调设计和优化创新,成功独立设计、独立制造出了700兆瓦全空冷巨型水轮发电机。该发电机已分别于2007年5月和7月用于龙滩电站和三峡右岸电站且运行良好,实现了总风量适宜、风量分配合理、风速均匀、冷却效果良好的总体目标[38]。
2.8 首架自主知识产权支线客机ARJ21下线
12月21日,我国首架自主知识产权的ARJ21-700喷气支线客机下线,待经过试飞等程序后就可以投入商业运营。ARJ21-700飞机是一种中、短航程涡扇支线飞机,由中国航空工业第一集团公司设计、研制,其客舱采用倒“8”字横切面构型,提供干线飞机的舒适性和较大货舱容积,标准客舱为5排座布局,90座;翼展27.288 m,全机长33.463 m,全机高8.442 m,机翼面积79.86 m2;机翼后掠角250,主轮距4.68 m,前、主轮距14.878 m米,最大燃油量13 231升;顶部行李箱可放置标准拉杆行李箱,天花板高度2,03 m,最大客舱宽度3.143 m,走道宽度0.48 m。ARJ21新支线飞机设计航程1 200-2 000海里,巡航马赫数为0.78,客舱内部噪音水平不大于68分贝;飞机使用寿命为80 000飞行小时/60 000次起落/20日历年,驾驶舱采用两人体制[39]。
2.9 自主研制的首列时速300 km动车组下线
12月22日,中国首列国产化时速300 km的“和谐号”动车组列车CRH2-300竣工下线。该动车组是在引进消化吸收国外时速200公里动车组技术平台的基础上,由中国南车四方机车车辆股份有限公司自主研发制造,是目前世界上运营速度最高的动车组列车之一。列车采用了轻量化铝合金车体、高速转向架、高速受电弓以及交流传动、集成一体化的光纤网络控制等国际上先进的技术,每辆车体重量约7 t,动车组整体轻量化设计达到世界先进水平,具有优越的节能、环保性能。相对于时速200 km的动车组,该动车组的动力更加充沛,列车的气密性、运行的平稳性、空气动力学性能等要求更高,技术难度也更为复杂,突出体现了“先进、成熟、经济、适用、可靠”的特点[40]。
2.10 首台基于“龙芯2号”的国产万亿次计算机研制成功
12月26日,我国首台采用国产高性能通用处理器芯片“龙芯2F”和其他国产器件、设备和技术的万亿次高性能计算机“KD-50-I”由中国科技大学研制成功并通过鉴定。该超级计算机采用单一机柜,集成了330余颗“龙芯2F”,理论峰值计算能力达到1万亿次;整机系统结构先进,采用了高密度节点设计技术,在高度不到4 cm的1U标准机箱内部署12个处理单元,组成1U12P高密度节点结构;硬件系统采用了我国自主设计的“龙芯2F”、华为自主研发的千兆以太网交换机,以及曙光服务器前置机等;系统软件以开源软件为主,具有兼容性强、易维护、易升级、易使用等特点。“KD-50-I”还具有低占地(相当于一台家用冰箱)、低功耗(小于6 kW)、低成本(在80万元以内)、高计算密度等特点,便于推广使用[41]。
参考文献
[32] 赵佳. 中国自主研制的第三代战机歼-10揭开神秘面纱[J]. 科技导报,2007,25(2):27.
[33] 刘英楠. 我国首个量子密码网络测试运行[N].科学时报,2007-04-03.
[34] 朱小卫. 我国最大光学望远镜突破所有关键技术[N].科学时报,2007-07-04.
[35] 郑千里, 王静. 我国煤层气分离液化工业性装置试验成功[N].科学时报,2007-08-10.
[36] 仇方迎,王怀民,蒋明. 南水北调中线工程大流量渡槽技术难题攻克[N].科技日报, 2007-08-13.
[37] 熊和生. 400kN超高强度悬式瓷绝缘子试制成功[N].科学时报,2007-08-20.
[38] 孙世岩,李丽云. 中国自主研发700兆瓦级全空冷水轮发电机,世界单机容量最大[N].科技日报,2007-09-24.
[39] 黄永明. 我国首架自主知识产权支线客机ARJ21下线[J].科技导报,2008,25(1):6.
[40] 邓卫华,徐冰. 中国自主研制的首列时速300公里动车组下线[N].新华社,2007-12-22.
[41] 代群.我首台基于“龙芯2号”的国产万亿次计算机研制成功[EB/OL].新华网,[2007-12-28].
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