航天801所气垫悬浮运输系统实现“小马拉大车”

文章来源:中国航天报 发布时间:2015-06-18

原题:气垫搬运如何实现“小马拉大车”

——801所气垫悬浮运输系统成长记

“要像发展武器系统、宇航系统一样执著推进民用产业做强做优。”近几年来,中国航天科技集团公司六院801所始终紧绷一根弦,按照集团公司对民用产业改革的指导方针,在稳步推进军品研制的同时,执著地开拓民用市场。该所总体设计一部与下属全资子公司上海航天动力科技工程有限公司通力合作,基于自身优势确立了应用于装备制造业的气垫悬浮运输系统的研发之路。

锁定:气垫悬浮运输系统的国产化

气垫悬浮运输系统技术是利用气体薄膜技术托起并移动载荷的特种运输技术。利用该技术能轻巧地搬运几百吨甚至几千吨的大型设备,就像小马拉大车一样。与传统重载轮式搬运技术相比,该技术有着显著的优势:承载能力强、运输灵活、无污染、动作灵活等。随着我国工业的发展,气垫搬运技术已在国内各行业得到了广泛应用。而2010年以前,气垫市场几乎被几家国外公司垄断,其产品不仅价格昂贵、供货期长,还无法提供定制化服务。

801所在姿轨控推进系统研发中有着数十年的技术积累,其在系统集成和气路控制系统方面的技术优势尤为明显。经过多方调研,该所领导决定以推进系统的气路控制技术为基础,进行气垫悬浮运输系统的国产化研制,以实现航天技术应用产业在特种运输领域的新突破。

闯关:艰辛的研发路

2010年,气垫项目组的主要负责人吴剑率领着一支年轻的团队开始对气垫悬浮运输系统技术进行探索。其中的关键技术之一是对悬浮状态下的气垫的控制。团队希望既能依据负载重量自动调节气垫内的充气压力,又能确保负载4个角的浮起速度一致。这个问题困扰了项目组很长一段时间。在查看相关资料和利用系统仿真对模型计算结果进行对比分析后,吴剑创造性地提出了纯气控气垫自平衡控制技术。这一技术使气体流动实现了控制系统的闭环,控制简单、可靠,并且能满足较大范围的偏载。

有了技术理论,团队成员自己动手到市场采购阀门、定做水泥配重、租用高压气瓶,完成了简易试验台的搭建,通过反复多次试验,成功验证了该控制技术的有效性。

完成气垫自平衡控制技术的攻关后,为实现负载的平移和多角度旋转,项目组还需掌握配套的驱动控制技术。驱动控制技术涵盖机械设计、流体、低电和控制等多学科的知识,其中诸多内容对项目组成员来说是完全陌生的。“遇山开路,遇河搭桥”,吴剑抱着这样的决心发动团队成员学习理论知识,结合系统仿真技术完成了驱动控制系统的设计,并搭建桌面联调试验平台,验证了控制系统逻辑的合理性,最终完成了驱动控制系统的研发。

技术的突破只有转化为产品才有价值,而第一台气垫车的整车总装过程也不轻松。团队成员住在郊区租的简易厂房附近,经常从清晨工作到深夜。年轻的设计人员自己动手拧螺丝、搬零部件、连接管路、进行装配调试。很多成员长时间弯腰干活,活干完了,腰却一时半会直不起来了。

2011年8月,第一台自主研制的全功能气垫运输车被成功装配出来,经过系统测试和负载试验,整车各项性能均满足设计要求。该产品后来还申请了多项相关专利。自此,国内气垫车用户可以不再依赖国外进口设备,他们有了更好的选择。

回馈:不断成熟的市场经

产品有了,接下来就是如何开拓市场和寻找客户源了。在第一套产品成功“出炉”后,动力公司对气垫悬浮运输系统项目进行了市场化运营。

首先,动力公司为产品确定了以“Astropulsion”为标志的气垫车品牌,制定并实施品牌战略,有序开展市场推广。其次,为满足市场需要,研发团队实现了气垫悬浮运输系统的产品化和模块化生产;为抢占市场份额,技术人员突破传统军品型号研制思路的束缚,与销售人员一起跑市场,了解客户的需要,介绍产品优势,捕捉市场商机;为了比国外产品更具有竞争优势,研发团队推出了定制化服务,客户可依据自身需要提出相应的产品需求,如载重量、对接结构、安装方式和使用习惯等。

随着市场化运营模式的逐渐成行,气垫运输产品也被成功推销进入了风电、加工制造、变压器、自动化、船舶、煤矿等多个领域,为北京、沈阳、甘肃等的国内重要用户提供了多套产品和相应服务。

历经3年多的发展,801所气垫项目研发团队和市场人员不断走向成熟,截止2014年底,气垫项目实现年产值3000多万元,并且市场占有率不断提高。今后,该所还将继续完善民品装配制造技术,积极开发民用产品,将军民融合之路走得更为踏实。(贾晶敏)