治暈船、解擁堵、攔截無人機、玩虛擬現實游戲…… 神孵化!高大上的航天技術巧妙落地
新華每日電訊記者張建松
高大上的航天技術,與尋常百姓生活有什么聯系?正在上海舉行的第十八屆中國國際工業(yè)博覽會(上海工博會)上,中國航天科技集團上海航天技術研究院展示的一系列產品,令人腦洞大開。
借用防空導彈技術攔截無人機
無人機技術的普及,給人們視角帶來非凡改變的同時,也給城市低空安全帶來了極大隱患。法國一架無人機曾飛越核電站上空；美國曾有一架無人機墜毀在白宮草坪；德國總理默克爾的選舉集會上,也出現了一架小型無人機。全球多個國際機場,還發(fā)生了數起無人機和航班飛機擦身而過的危險事件,令人驚出一身冷汗。
加強對無人機的飛行管控十分必要。但由于無人機目標小,又活動在城市低空空域,現有的防空探測手段無法及時發(fā)現；而其飛行高度又超過了常規(guī)槍械的射程,利用現有的警用裝備,也難以對其實施有效攔截。
借用防空導彈技術,上海航天技術研究院推出一種新型的無人機攔截器,并綜合應用特殊設計的低空雷達以及光電探測器,研制出“城市低空安保防空系統(tǒng)”。
與攔截導彈不同的是,無人機攔截器沒有安裝戰(zhàn)斗部,而是配備了一張足夠強大的捕獲網。在接近目標時,可將捕獲網定向彈出,捕捉目標,并隨即彈出降落傘,讓攔截下的無人機徐徐降落,避免二次傷害。
據介紹,新開發(fā)的“城市低空安保防空系統(tǒng)”可廣泛應用于機場、大型場館、重要工廠等區(qū)域的低空安全保衛(wèi),監(jiān)控能力超過5公里,攔截能力超過3公里,對民用飛行器和遙控無人機目標的攔截能力突出。
用航天技術防暈船、防撞車
乘船出海,最怕暈船。有什么辦法讓船在大海里實現零航速減搖呢?
用控制衛(wèi)星姿態(tài)的技術可以實現。漂浮在茫茫宇宙,發(fā)射升空的衛(wèi)星需要確保在軌觀測的穩(wěn)定性,目前普遍采用一種名叫“控制力矩陀螺”的執(zhí)行機構來控制衛(wèi)星姿態(tài)。
上海航天技術研究院將衛(wèi)星上的“控制力矩陀螺”核心技術進行轉化,針對各類船舶減搖,開發(fā)了船用減搖陀螺,可廣泛應用于艦艇、漁政船、海事船、救助船等各類船舶上,多項技術均屬國內首創(chuàng)。
上海航天技術研究院相關負責人魏新生說:“船用減搖陀螺具有高轉速、低功耗、低成本的特點,減搖效果好、可靠性高、維護便利,占用空間小,任意航速均可減搖,并可實現舊船加裝?！睋浪?如果采用減搖陀螺,僅國內游艇就將產生2億元的訂單需求。
航天技術成果不僅能“下?！?還能“上路”——隨著城市軌道交通建設快速發(fā)展,利用科技手段提高交通安全系數十分重要。上海航天技術研究院將數十年積淀的航天雷達技術服務于交通,開發(fā)了一系列智能交通安全與探測產品。
目前,上海地鐵的1號線、5號線、13號線等多條線路,已安裝了基于航天雷達技術的“安全眼”——列車輔助追蹤預警系統(tǒng)。該系統(tǒng)能綜合通信、定位、身份識別等技術,實時測量同一軌道前后車距離,一旦距離小于安全范圍,立即發(fā)出警報,彌補了人為判斷的局限性。
在本屆上海工博會上,上海航天技術研究院還展出了新開發(fā)的拳頭產品:有軌電車預警系統(tǒng),采用掃描激光雷達,對車輛前方進行2.5D高精度成像,輸出電車碰撞預警信號。便攜式微波視頻車檢器,能同時分辨多車道的偵測區(qū)域及不同種類車型,提供車流量、速度、車道占有率和車型等實時信息。
此外,上海航天技術研究院還聯合高校研制了軌道交通疑犯識別預警系統(tǒng),能在城市熙熙攘攘的人群中,敏感地搜索到違法犯罪嫌疑犯、通緝犯或暴恐分子等危險人員的“人臉”,對維護城市安全打擊犯罪有重大意義。
依靠激光雷達導航的電力巡檢機器人
智能化變電站是智能電網建設的重要內容,準確獲取變電設備的狀態(tài)信息是智能化變電站建設的首要任務。
針對電力行業(yè)的特殊需求,上海航天技術研究院開展了基于激光雷達導航方式的電力巡檢機器人項目研制。在本屆上海工博會上,電力巡檢機器人精彩亮相。
看上去像一輛四輪小汽車的電力巡檢機器人,由機器人本體、導航定位系統(tǒng)、自動充電系統(tǒng)、圖像識別系統(tǒng)、移動巡檢數據管理系統(tǒng)組成。其中,機器人本體行走采用四輪驅動及獨立懸掛的形式,可適應多種地形,具備具有前進、后退、原地轉彎等功能,轉彎半徑小,行動靈活。
導航定位系統(tǒng)采用先進的激光導航,通過地形掃描建立地圖,可實現自動定位以及自動行駛功能；自動充電系統(tǒng)還可監(jiān)測自身電量,電量不足時自動返回充電；長焦變倍鏡頭與紅外鏡頭組合的圖像識別系統(tǒng),可“聰明”地讀取電力表盤數據、感知溫度。
利用航天仿真技術的虛擬現實游戲平臺
航天產品上天之前,往往需要在地面上進行大量的仿真試驗,這就需要仿真轉臺模擬其飛行時的各種姿態(tài)進行驗證。
多年來,上海航天技術研究院在仿真轉臺研制中,掌握了虛擬現實平臺的多項核心技術,解決了多自由度仿真平臺設計與制造、精密伺服電動缸設計與制造、多自由度平臺伺服驅動與控制等技術難題。
利用這些仿真技術,在本屆上海工博會上,上海航天技術研究院專門推出了一臺六軸飛車虛擬現實游戲平臺,集計算機圖形學、多媒體技術、仿真技術于一體,可模擬真人實景下的操作體驗,前來體驗的參觀者絡繹不絕。
上海航天技術研究院現場負責人徐群說:“飛車虛擬現實游戲平臺,僅僅是航天仿真技術應用的一個形象化展現。相關平臺和仿真技術,可廣泛用于起重機、挖掘機、礦車等工程機械的虛擬現實訓練等,還可應用于各種科技館、游戲樂園、主題公園、商場、國防教育等場所,實現多種不同場景的虛擬現實模擬。”