第一篇:王军--中国液体火箭发动机及其应用综述
中国液体火箭发动机及其应用综述
研究生三队:王军(QS13024)
摘要:本文简要回顾了中国运载火箭发动机的发展,介绍了液体火箭发动机的优缺点、工作原理,介绍了大推力发动机的国内外发展现状,提出了未来液体火箭发动机的发展方向。关键词:液体火箭发动机;重型运载火箭;液氧煤油发动机;液氧液氢发动机; 1 引言
液体火箭发动机作为目前最为成熟的推进系统之一,具有诸多独特的优势,仍然是各国努力发展的主力推进系统,并且在大推力和小推力方面都取得了诸多成果,本文将美国、俄罗斯、欧洲、日本、中国等国家的发展状况进行了综述,目前美国仍然在大多数推进系统方面领先世界,俄罗斯则继续保持液体推进特别是大推力液体火箭方面的领先地位,欧盟和日本在追赶美国的技术水平,以中国为代表的第三世界国家也开始在液体推进领域同传统强国展开竞争。
世界上第一种研制成功并投入使用的导弹是德国的V-2导弹.可以说,1940年德国开始研制的A4导弹(后改称V-2导弹),开创了导弹及运载火箭的研制历史。二次大战后,美国在V-2的基础上发展了“红石”导弹,前苏联在V-2的基础上发展了P-
2、P-5导弹。美、俄在各自的弹道式导弹系列中演变出了各自的不同系列的运载火箭。从此,美、俄在宇宙航行中进行了大量的科学试验和研究,直到拥有各自的先进发射运载系统--航天飞机。
纵观美、俄等国导弹及运载火箭的发展道路,都是:仿制--改型--自行设计。我国导弹与运载火箭的发展,也是遵循这样的三步曲,从最初的1059仿制,到中近程导弹的改型,最后到自行设计的中程导弹、中远程导弹及远程洲际弹道式导弹等。在导弹运载火箭的基础上,演变出了我国长征系列运载火箭。长征系列运载火箭是中国的骄傲,现已投入使用的一共有13种型号,它们是长征一号、长征二号、长征二号丙、长征二号丁、长征二号E捆绑式、长征二号丙改进型、长征二号F拥绑式、长征三号、长征三号甲、长征三号乙、长征四号、长征四号乙、长征五号。中国液体火箭发动机历史背景
说到中国液体火箭发动机,不能不提长征运载火箭系列,其实火箭技术,目前为止最关键的部分也就是发动机。中国的运载火箭和其他诸国一样,也是由弹道导弹演变而来。CZ-1火箭源自DF-4型远程弹道导弹;CZ-2火箭和FB-1(风暴一号)火箭都来自于DF-5号洲际弹道导弹;CZ-3火箭是采用CZ-2的一子级和二子级,增加了一个氢氧(LOX/LH2)低温上面级发动机;CZ-4火箭可以说是增加了常温上面级发动机做三子级的CZ-2。随着时间的推移,尤其是冷战的结束,老式派生自弹道导弹的运载火箭难以满足新的发射需求,这不仅是运载能力不够的问题,还包括经济性不足,污染有毒等问题,为此各国都开始开发新一代运载火箭,我国由于经济转轨时期的拨款问题拖后了十多年,不过也开始开发新一代运载火箭系列,主要就是CZ-5系列和CZ-6小火箭,还有KT-1固体火箭和可能由此派生的空射小火箭。由以上的简要介绍可以看出,目前我国使用的运载火箭的发动机,都相当陈旧了,下面简单介绍下现有的火箭及发动机吧。长征一号运载火箭的发动机来DF-4导弹,是一种三级火箭。CZ-1一子级发动机为YF-2A动机,这是由4台YF-1单机并联而成的发动机(其实YF-2严格地说不能算一种发动机的),YF-2发动机采用偏二甲肼+硝酸-27S(N2O4/HNO3-27S)自燃推进剂,海平面比冲为2349牛·秒/千克,真空比冲2607牛·秒/千克,推力为1020千牛,工作时间140秒;CZ-1的二子级为YF-1基础上改良而来的高空发动机YF-3,加装玻璃钢喷管延伸段,喷管面积比从YF-1的10增加到48.2,相应的YF-3真空推力为294.2千牛,真空比冲2746牛·秒/千克;进一步改进后的YF-3真空推力增加到320.2千牛,比冲为2814牛·秒/千克;三子级的发动机为固体发动机FG-02,采用聚硫橡胶推进剂,装药为1.8吨,真空总冲为4440千牛·秒,真空比冲为2472牛·秒/千克,燃烧时间约为40秒。后来DF-4的改进过程中还派生出长征一号丙型运载火箭,于1997年首飞,CZ-1D火箭的一子级为YF-2A发动机,推力提高到1101.2千牛,海平面比冲增加到2378牛·秒/千克,真空比冲增加到2622牛·秒/千克。CZ-1D的二子级用YF-40代替了原来的固定式YF-3发动机,YF-40发动机采用两台双向摆动并可二次启动的单机并联而成,它是为CZ-4发展的常温上面级发动机(所以有二次启动能力就很正常了),其真空推力为100.86千牛,比冲为2981.2牛·秒/千克,工作时间约为360秒;三子级采用新的FG-36固体发动机替换了原有的FG-02发动机,采用端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂,真空平均比冲约为2834牛·秒/千克,推力约为44.6千牛,工作时间约为41秒。长征二号运载火箭系列是一种二级火箭。包括长征二号,长征二号C,长征二号D,长征二号E和载人航天使用的长征二号F型火箭,其中长征二号已经于1979年停产,长征二号D为上海航天局的产品。长征二号的发动机技术派生自DF-5导弹,长征二号C的一子级采用4台单机YF-20B并联而成的发动机,称之为YF-21B,又称DaFY6-2发动机,使用偏二甲肼+四氧化二氮(N2O4+UDMH)推进剂,总推力2961.6千牛,海平面比冲为2556.2牛·秒/千克;二子级采用一台主发动机YF-22B和4台游动发动机YF-23B组成,YF-22B和YF-23B又称DaFY20-1和DaFY21-1发动机,确切的说:YF22B/DaFY20-1就是YF20B发动机的高空版。YF-22B发动机推力为742千牛,真空比冲为2922.57牛·秒/千克;YF-23B发动机推力为11.8千牛,真空比冲为2910.5牛·秒/千克。长征二号C改进型火箭(CZ-2C/FP)曾被用作发射铱星,新增加了一个多星智能分配上面级(FP为智能分配器)而改进为三级火箭,在1997至1999年间把12颗铱星送入轨道,值得关注的是,这个智能分配器是我国在MIRV技术方面的首次尝试。智能分配上面级的发动机编号FG-47,采用HTPB燃料的固体发动机,推力为742千牛,真空比冲2825.28牛·秒/千克。长征二号D型火箭是上海航天局的产品,采用增加推进剂加注量和增加推力的方法进行了改进,一二子级的结构布局与发动机和长征四号基本相同(其实和长征二号也基本相同)。一子级采用YF-21B发动机,二子级采用YF-22和YF-23F发动机,其技术数据和长征四号一二子级的一致。长征二号E型火箭是以加长的长征二号C型火箭为芯级,捆绑4台液体助推器组成的大型二级捆绑式火箭系统,可以将9.2吨载荷送入轨道为28.5°,高度200公里的近地圆轨道,它使我国首次掌握了捆绑式火箭的技术。长征二号E型火箭的一子级二子级发动机与长征二号C型火箭基本相同,型号仍然为YF-21B,YF-22B和YF-23B,它捆绑的助推器发动机型号为DaFY5-1(又是YF-20的马甲)发动机,采用N2O4+UDMH推进剂,推力为740.4千牛,比冲2556.2千牛。长征二号E火箭与1988年开始研制,1990年7月16日试验发射成功,1992年首次商业发射。长征二号E火箭还可以增加一个三轴稳定的固体上面级ETS,用于发射同步轨道通讯卫星,可将约3吨有效载荷送入同步转移轨道(GTO),采用ETS的长征二号E火箭于1995年11月首次成功发射。ETS的发动机称为长征二号E远地点发动机(EPKM),推进剂为HTPB,真空比冲2863.5牛·秒/千克,平均推力179.2千牛,工作时间为87秒。长征二号F型运载火箭派生自长征二号E型火箭,用于载人航天发射任务,绰号神箭。它是一种二级火箭,其一二子级的改进主要是提高了可靠性与安全性,发动机与性能数据参照CZ-2E火箭长征三号运载火箭是一种三级液体大型运载火箭,其一二子级的结构布局和发动机基本上和长征二号C运载火箭一致,三子级采用了具有高空二次启动能力的LOX/LH2发动机YF-73,长征三号与1984年4月首次成功发射,将实验通讯卫星送入同步转移轨道。长征三号的研制成功使我国成为世界上第四个具有同步轨道卫星发射能力的国家,GTO的运输能力约为1.5吨。YF-73的研制成功与投入使用,使我国成为世界上第二个掌握低温发动机二次启动技术的国家。长征三号火箭的一子级发动机为YF-21B发动机(4台YF-20B并联而来),二子级采用YF-24D发动机,又称DaFY20-1发动机,三子级采用新开发的使用LOX/LH2燃料的YF-73发动机,推力为44.43千牛,真空比冲4119牛·秒/千克,工作时间为719秒。长征三号A型运载火箭的主要改进是采用了新型上面级发动机YF-75,其GTO运载能力提高到2.65吨,它于1994年2月8日首次成功发射。YF-75由两台单机并联而成,推力为78.5*2千牛,真空比重为4312牛·秒/千克,工作时间约为475秒。长征三号B型运载火箭以长征三号A型运载火箭为芯级,外加捆绑4台液体助推器组合而成,助推器的发动机为DaFY5-1发动机,推力为740.4千牛,比冲2556.2牛·秒/千克。是我国运载能力最大,技术最先进,构成最复杂的火箭,其GTO运载能力高达5.1吨。长征三号C型火箭也是以长征三号A为芯级,不过仅仅是捆绑了2台助推器,助推器发动机亦为DaFY5-1,可以看做是B型号的精简版,其GTO运载能力为3.8吨。长征四号运载火箭系列是上海航天局的产品,于是,理论上的风暴一号也被算入长征四号系列的范围。风暴一号是上海航天局于1960年代末在DF-5的基础上开发的低轨道运载火箭,风暴一号的一子级二子级发动机也是YF-21,YF-22和YF-23,使用中11次发射7次成功,发射了6颗卫星。对于大多数人,它广为人知是1981年9月进行了一箭三星的发射,而它为了验证新技术进行了的两次低弹道发射知道的人就少得多。这么说吧,早期CZ-2,FB-1和DF-5有很多重叠,那两次低弹道发射实际上是为了验证DF-5的性能,或者说,就是DF-5。3 中国液体火箭发动机研究进展
我国YF-25发动机的推力及燃烧室压力超过60年代美国的RL-10及70年代末法国的HM-7,接近80年代中期日本的LE-5发动机。YF-25发动机系统功率平衡采用串联双涡轮,与日本的LE-5相同,优于美国RL-10和法国HM-7的单涡轮齿轮传动。YF-75发动机具有整体双向摇摆的功能,燃气发生器采用单壁不冷却身部。这些与HM-7和LE-5发动机是一致的,YF-75发动机的螺旋管大喷管方案类似于法国正在研制的HM-60发动机,达到了国际先进水平。YF-75发动机还将我国可贮存发动机上推进剂利用系统的技术移植到液氢=液氧发动机上,并获得成功。此外,YF-75发动机在研制试验中,采用了某些参数红线关机,如涡轮泵最高转速及最低转速限,涡轮泵振动加速度值,氧泵前推进剂温度等,这是我国液体火箭发动机故障监控系统的雏型。YF-100火箭发动机是中国航拥有自主知识产权的中国第一代120吨级高压补燃(又称分级燃烧循环)液氧煤油火箭发动机,采用自身启动,混合比和推力可调节,单涡轮泵布置,其性能达到了国际液氧煤油发动机的先进水平,是中国90年代中期研发的85吨推力发动机的挖潜型,其前身是90年代中国从前苏联获得的RD-120发动机。2000年YF-100通过中国国家立项,于2012年5月28日通过中国国家国防科工局验收。YF-100火箭发动机将与YF-77氢氧火箭发动机一同成为中国新一代运载火箭的主要动力。YF100火箭发动机是我国新一代运载火箭(即 长征五号)的主要动力之一。
这是一种液氧煤油分级燃烧循环火箭发动机,是我国1990年代中期研发的八十五吨推力发动机的挖潜型。它采用先进的富氧预燃分级燃烧循环,有主涡轮泵两台,其中氧泵为单级,煤油泵为两级,均为预燃室富氧燃气驱动。有预压泵两台,其中煤油预压泵由主煤油泵一级高压煤油分出一支驱动,驱动后介质进入低压煤油主流,液氧预压泵富氧燃气驱动,驱动后介质亦进入低压液氧主流(这与苏/俄RD170高性能发动机相同)。总体而言,其整个动力循环相当先进。其最大真空推力达140吨,真空比冲达337秒,可以65%节流以调节推力。
YF-100发动机是我国航天推进技术院研制的高压补燃液氧煤油火箭发动机,发动机地面推力达到了120吨,地面比冲高达300秒,其性能达到了国际液氧煤油发动机的先进水平。YF-100发动机自2006年起已经顺利完成了多次600秒长程试车,而发动机在火箭上的工作时间不过是150秒左右,其可靠性已经得到了充分的验证。YF-100发动机还在2010年和2012年分别实现了双机单摆和双机双摆试车,这也分别是长征5号助推器和长征7号芯级的YF-100发动机实际 飞行状态。从目前的消息看,YF-100发动机的研制工作相对顺利,试车时间已经超过了2万秒,研制已经接近尾声,性能也基本达到了设计指标。
相比之下YF-77液氢液氧发动机进度不太理想,研制工作中遇到了很多的问题。YF-77氢氧发动机地面推力约50吨真空推力约70吨,真空比冲约428秒,其性能纵向对比YF-75是巨大的进步,但横向对比先进国家的大推力氢氧发动机则仍然落后很多。即使如此,由于我国之前只研制过真空推力78千牛的YF-75氢氧发动机,加上YF-77发动机没有原型可以借鉴,尤其是我国缺乏大推力氢氧发动机的研制和工程经验,其研制难度要大得多。目前为止YF-77发动机进行了多次500秒长程试车,其长程试车时间已经超过了火箭飞行时发动机的实际工作时间,但考虑到发动机试车过程中暴露出来的诸多问题,完成研制工作仍有待时日。
除了作为主发动机的YF-100和YF-77发动机,我国还为新一代运载火箭研制了YF-75D膨胀循环氢氧发动机和YF-115液氧煤油发动机。从目前的报道看,YF-75D发动机性能现有的YF-75发动机相近,均为真空推力约80千牛和真空比冲约440秒,但可靠性有了很大提高,还可能具备更多的启动次数,用于长征5号火箭的上面级。YF-115则是小推力的高压补燃液氧煤油发动机,真空推力18吨用于长征6号和长征7号火箭的第二级。
中国运载火箭技术研究院下属首都航天机械公司启动“220吨级氢氧发动机”预先研究工作,该型发动机将用于重型运载火箭。“220吨级氢氧发动机”是一种大推力发动机,它的推力是现有“大氢氧发动机”推力的近四倍。该发动机在大尺寸复杂曲面精密成形、精密数控加工、多种焊接技术、部组件装配试验、特殊表面涂层、超低温密封件等多项技术上,都提出了更高的挑战性要求,推力室、发动机喷管、阀门、涡轮泵等一系列关键零件制造技术需要研究突破。另外,中国运载火箭技术研究院(CALT)正在设计长征9号运载火箭,研究将130吨送入地球低轨(LEO)的能力,两个备选方案都与SLS Block 2相似,起飞质量都在4100~4150吨,制造历史上最大型的空间运载器。
发动机是研发的关键。西安航天动力研究所的工程师正在研究一种炼油发动机YF-660,推力达到“土星5号”F-1发动机690吨的水平。北京航天动力研究所也在研发推力200吨的液氢燃料发动机YF-220,同时应用在火箭第一级和第二级。与美国计划将“土星5号”发动机推力提高10%相比,中国计划将超级空间运载器的推力提高10倍,尺寸也比目前最大的长征5号火箭大4倍。YF-660发动机的推力也是中国现役火箭推进器的5倍。
中国工业界一名官员表示,中国目前的工业水平允许研发登月火箭,最低目标是将70吨载荷运到地球低轨,建议中国借鉴SLS的研发理念研发大型航天运载器。2年前,长征9号运载火箭的结构模型曝光,9月23~27日在北京举行的国际宇航联大会展览会(IAC)上,中国运载火箭技术研究院公布主要规格,A计划是第一级火箭中央安装4台YF-660发动机,周边4个助推器各安装一个,B计划中主要推力来自4个固态燃料推进器,每个推力可达1000吨,同时4台YF-220发动机将被安装在第一级,使推力达到4800吨,最终目标是5000吨。中国液体火箭发动机的特点及关键技术
4.1 定义与分类
液体火箭发动机(Liquid Rocket Motor)是指液体推进剂火箭发动机,即使用液态化学物质作为能源和工质的化学火箭推进系统。按照推进剂供应系统,可以分为挤压式和泵压式;按照推进剂组元可分为单组元、双组元、三组元;按照功能分,一类用于航天运载器和弹道导弹,包括主发动机、助推发动机、芯级发动机、上面级发动机、游动发动机等,另一类用于航天器主推进和辅助推进,包括远地点发动机、轨道机动发动机、姿态控制和轨道控制发动机等。
4.3 工作原理
液体火箭发动机工作时(以双组元泵压式液体火箭发动机为例),推进剂和燃料分别从储箱中被挤出,经由推进剂输送管道进入推力室。推进剂通过推力室头部喷注器混合雾化,形成细小液滴,被燃烧室中的火焰加热气化并剧烈燃烧,在燃烧室中变成高温高压燃气。燃气经过喷管被加速成超声速气流向后喷出,产生作用在发动机上的推力,推动火箭前进。
泵压式供应系统
挤压式供应系统 4.3 主要优缺点:
同固体火箭发动机相比,液体火箭发动机通常具有以下优点:
通常比冲最高,在推进剂量一定的情况下飞行器速度最大或者有效载荷最重。
推力可调,可随意启动、关机;可脉冲工作(有些小脉冲发动机能工作25万次以上);推力时间曲线可任意控制,能实现飞行弹道重复。
可在临使用前进行全面的检测,飞行前可在地面或发射台作全推力试车。 能设计成经发射场维护和检测后可重复使用的。 推力室可冷却,可降低质量。
可贮存液体推进剂在飞行器上的贮存已经超过20年,发动机可快速投入使用。
对于泵压式供应系统和较大的总冲,推进系统死重(包括贮箱)相当小(薄壁、低压贮箱),推进剂质量分数高。
大多数推进剂的排气无毒,环保能接受。
同一推进剂供应系统可为飞行器各处的多个推力室供应推进剂。
工作期间为防止出现可能导致任务或飞行器失败的故障而可以改变工况。 能实现组件冗余以提高可靠性(如双重单向阀或额外推力室)。
多发动机情况下能设计成在一个或多个发动机关机后系统仍能工作(发动机故瘴工作能力)。
低压贮箱的形状能按多数飞行器的空间限制设计(即安装在机冀或鼻锥内)。 淮进剂贮箱在飞行器内的布局能最大程度地减小动力飞行段重心的变化量,提高了飞行器的飞行稳定性、减小了控制力。 通常羽流辐射很弱,烟雾很少。同时又具有如下缺点:
设计相对比较复杂,组部件较多,故障模式较多。
低温推进剂无法长期贮存,除非贮箱隔热良好、逸出的蒸气重新凝结。推进剂在发射台加注,需要低很推进剂贮存设备。
有几种推进剂的泄漏或溢出会引起危险、腐蚀、有毒和火灾,但采用胶体推进剂可大大减少这种危害。
对于大多数工作时间短、总冲低的应用,总重量较大(推进剂质量分数低)。 非自燃推进剂需要点火系统。
需要独立的增压子系统给贮箱增压。这可能需要长期贮存高压(2000一10000 ps)惰性气体。
控制燃烧不稳定性的难度较大。
枪击会造成泄漏,有时会引起曹火,但一般不会发生爆炸,胶体推进剂可减小甚至消除这些危害。
少数推进剂(如红烟硝酸)的烟雾有毒。
由子推进剂平均密度较低、发动机组件安装效率相对较低,一般所需空间较大。
若飞行器解体、燃料和氧化剂紧密混合,则有可能〔但一般不会〕产生爆炸性混合物。 贮箱内的晃动会给飞行稳定性带来问题,但可用隔板把问题减到最小程度。 若贮箱出口露空,吸入的气体会引起燃烧中断或燃烧振荡。 某些烃类燃料会产生含烟〔灰)的排气羽流。 零重力环境下的启动需采取专门的设计措施。
低温液体推进剂有启动延迟,因为把系统流道硬件冷却到低温需要一段时间。 需冷却的大型推力室的寿命大概限于一百多次启动。 大推力发动机的启动时间需好几秒。4.4 发动机主要技术成就 4.4.1 简单可靠的系统方案
发动机系统方案设计是发动机设计的先导与基础,系统方案的先进程度在一定程度上决定着发动机的先进性。我国在远程洲际导弹大型液体火箭发动机研制初期,结合我国实际国情,采取了简单可靠的系统方案,如:采用汽蚀管、节流圈控制流量:采用电爆阀门,实现不带气上天:采用炮式起动方式,提高起动加速性:采用分机关机,减小水击压力及后效冲量,提高飞行精度等。实践证明,此系统方案达到了高的性能及可靠性,适应于导弹武器及运载的共同需要。
4.4.2 实现了发动机摇摆
发动机摇摆是一种先进技术,我国在远程洲际导弹型号上开始研制,根据我国国情,经论证确定一级采用单机泵前单向摇摆方案,四机并联实现切向摇摆功能,每台单机沿切向做YF100火箭发动机是我国新一代运载火箭(即 长征五号)的主要动力之一(另有YF77液氢/液氧火箭发动机)。
这是一种液氧煤油分级燃烧循环火箭发动机,是我国1990年代中期研发的八十五吨推力发动机的挖潜型。它采用先进的富氧预燃分级燃烧循环,有主涡轮泵两台,其中氧泵为单级,煤油泵为两级,均为预燃室富氧燃气驱动。有预压泵两台,其中煤油预压泵由主煤油泵一级高压煤油分出一支驱动,驱动后介质进入低压煤油主流,液氧预压泵富氧燃气驱动,驱动后介质亦进入低压液氧主流(这与苏/俄RD170高性能发动机相同)。总体而言,其整个动力循环相当先进。
4.4.3 解决了推力室横向高频不稳定燃烧
液体火箭发动机研制过程中,克服推力室高频不稳定燃烧问题是一大难关。高题不稳定燃烧最具破坏性,其主要破坏形式是: 喷注器周围和燃烧室内壁烧毁:发动机各组件机械破坏,包括焊缝撕开、管路断裂、连接件松脱等。
而燃烧系统对高频振荡的固有稳定性,主要取决于在给定压力扰动下,系统用来维持振荡的能量的大小,以及补充维持振荡流量的时间与扰动周期的关系。而这些与喷注器及隔板的设计密切相关,因此,为了提高燃烧效率又要使燃烧过程稳定,采取了如下技术措施:
1)精心设计了喷注器
喷注器的设计质量直接影响着燃烧室的燃烧稳定性、效率及寿命,设计先进的喷注器应在具有较高的燃烧性能的基础上,具有良好的燃烧稳定性,同时能具有较好的起动、关机、冷却性能等。
为了保证燃烧稳定性,喷注器设计采用合适的径向流强分布及液相分区的设计原则。根据这个原则,对喷注元件、喷嘴排列、流强分布、余氧系数分布、头部分区大小等均进行了精心设计,先后进行了十一种方案,其中,远程洲际导弹发动机选用了“”方案,长征系列发动机选用了“A”方案。经大量试车及飞行验证,发动机未出现高频不稳定燃烧现象。
2)采用了防振隔板装置
隔板是安装在喷注器上通过改变燃烧室的声学性能、限制振荡流态和对振荡产生阻尼而达到抑制燃气的低阶横向高频振荡目的的一种阻尼装置。隔板的设置可以大大提高燃烧室的固有振荡频率,.增强抗横向燃烧振荡的能力,增加燃烧室固有稳定性:另外,隔板能显著增强燃烧室的耗散机能,其高度和数量的改变直接影响着推进剂的破碎、雾化、混合以及燃烧的全部过程,使得压力波在疏密介质分界面的耗散也发生了变化。这种作用综合反映在燃气平均声速的改变上,最后体现为振荡频率和振幅的变化。
经过多种方案的比较,最后采用了轮毂隔板结构方式,为一周六径高度为100mm的再生冷却隔板,以焊接方式与喷注器连接。隔板的成功设置,把推进剂雾化‘混合和初始燃烧过程分隔在若干区域内完成,从而改变了燃烧室主要燃烧区内的燃气声振特性,并增加了对声振的阻尼作用,大大地提高了燃烧室的燃烧稳定性。4.4.3 克服了耦合型的中频流量型振动
在大型液体火箭发动机研制过程中,曾遇到输送管路系统的压力脉动与推力室压力振荡相耦合所产生的振动,也称为中频流量型振动。表现在试车过程中出现800-1000Hz主导振型振动,该频率在不同位置的机械振动、管路内压力脉动、燃烧室喷嘴前压力脉动以及燃烧室圆柱段动应变等速变参数上均有反映。燃烧室压力的脉动通过管路中的液体压力脉动进行相互增强,激起强烈的振荡燃烧,影响燃烧室乃至整个发动机的工作。试车中一旦出现耦合振动,发动机零、部、组件就有不同程度的破坏,如果振动加剧将导致试车失败,且性能下降,比冲有较大幅度的降低。经理论计算分析燃烧室存在一阶纵向振动,其频率值经声学试验验证约为850-1000Hz。燃烧室一阶纵向振动的特点是在喷注器面上存在一个压力峰,如果只发生单纯的一阶纵向振动,由于阻尼的存在,振动会逐渐衰减。经分析,满足发动机持续振动的能量前提是氧化剂主导管内存在驻波。经理论计算分析及水声试验证实在氧化剂主导管内存在一个800-1000Hz驻波形压力脉动。
由于输送系统和燃烧室两个动特性的相互作用,产生耦合振动,最终反映在流量的较大变化,其振荡频率是燃烧室一阶纵向中频,维持这种振动的能量条件是流量的大脉动,故称这种振动为中频流量型振动。在搞清楚此振型产生机理的基础上,对输送系统和推力室同时采取措施,使其振动不产生相互耦合。根据中频流量型振动产生及发展的机理,采取了以下技术措施:
1)改进喷注器方案:设计时除考虑燃烧效率、隔板保护、抗高频不稳定性燃烧外,着重考虑抑制中频流量型振动的措施,在多个方案中,选取“K”方案的喷注器。具体为,适当降低喷嘴压降和调整喷嘴压降比、采用突出的锥形流强分布、隔板两侧采用大流强、适当减小射流撞击角度,改变燃烧室的声振频率范围,从而避免与输送系统的相耦合:
2)对输送系统采取减振措施:经分析,在氧化剂主系统管路中设置“0”型节流圈,可起到减振的作用,并且节流圈的位置不同其阻尼作用也就不同,当节流圈设置于压力波节点(即流量波腹)位置时效果最佳,另外,节流压降越大其效果越明显。由于燃烧室引起的流体强迫振荡的幅值随着离开燃烧室距离的增加而衰减,所以,将节流圈放在离燃烧室最近的流量波腹位置将起到最佳的减振效果。后经试车及飞行考验,再未出现耦合振动,证明该方案正确、合理、可靠。
特别一提的是,以上两项措施的有效实施,中国发动机工程师形象地称其为“OK ”方案。5 中国液体火箭发动机与其它国家液体火箭发动机的比较 5.1 中国大推力液体火箭发动机发展设想
5.1.1 发展历程与基础分析
中国航天运载火箭一直坚持以液体火箭发动机为主动力,经过几十年不懈努力,中国研制了长征系列运载火箭,其主动力YF-20系列发动机已成为中国航天的“金牌”产品,同时中国成功研制了YF-75等高性能液氧液氢发动机,完成了百余次卫星的发射,实现了载人航天和绕月飞行的伟大壮举。正是依靠液体动力,中国航天取得了世人瞩目的辉煌成就,奠定了世界航天大国的地位。
上世纪80年代后期,中国开始论证新一代,液体火箭发动机。90年代中期开展了120吨级液氧煤油发动机和50吨级液氧液氢发动机研制。十几年以来,中国已掌握了两种发动机的各项关键技术,研发了一批新材料和新工艺,并成为世界上第二个成功突破液氧煤油高压补燃技术的国家,为研制下一代大推力液氧煤油和液氧液氢发动机奠定了坚实的基础。
目前,以液氧煤油和液氧液氢发动机为动力的CZ-5, CZ-6和CZ-7新一代系列运载火箭研 制正在深人进行,新发射场等一大批基础设施正在建设,以上述两种发动机为主的动力体系正在形成。在此基础上,进一步研制大推力液氧煤油发动机和液氧液氢发动机符合中国国情,是中国航天动力体系的延续和发展,符合可持续发展的基本国策。5.1.2 主要特性
两种大推力液体火箭发动机主要性能参数如表2所示。
5.2 国外大推力火箭发动机发展现状与趋势
上世纪50年代,苏联率先研制成功推力百吨级的RD-107/108液氧煤油发动机。19s7年10月4日,以其为动力的东方号运载火箭,成功发射了第一颗人造地球卫星,人类从此步人太空时代;1961年4月12日,将首位宇航员送人太空,开创了载人航天的历史。使用该发动机的联盟号运载火箭,至今仍是世界上最可靠和发射次数最多的运载火箭,也是国际空间站载人、送货的可靠保障。
上世纪60年代,苏联研制了推力150吨级的NK-33液氧煤油高压补燃发动机,用于登月火箭N-1的一级,由于总体设计的缺陷和采用多达30台发动机导致火箭可靠性降低,造成4次飞行试验全部失败,但NK-33发动机仍是性能先进、结构可靠的发动机。上世纪70, 80年代,苏联又成功研制了推力800吨级的RD-170液氧煤油高压补燃发动机和200吨级的RD-0120液氧液氢高压补燃发动机,达到了液体火箭发动机技术的顶峰。苏联解体后,俄罗斯研制成功了推力400吨级的RD-180和200吨级的RD-191液氧煤油发动机。当前,俄罗斯以RD-170, RD-180, RD-191以及RD-0120发动机为动力,开始研制安加拉系列、罗斯一M系列运载火箭,并提出了LEO运载能力125吨的阿穆尔重型运载火箭方案,用于载人登月和深空探测的运载器,进一步扩大航天运载领域的优势。
几十年发展中,俄罗斯(前苏联)始终坚持以液氧煤油发动机为主的航天动力体系,从而使大型液体火箭发动机技术水平遥遥领先于其他国家。近年来美国、欧洲、印度、日本及韩国相继引进了俄罗斯液氧煤油高压补燃发动机技术,联盟号运载火箭被欧洲和美国引进用于商业发射。
美国大推力火箭发动机发展历程曲折,上世纪70年代以前美国的航天运载动力体系与苏联相似,以液氧煤油发动机为主、常温有毒推进剂发动机和液氢液氧上面级发动机为辅。上世纪60年代年,美国研制成功了推力700吨级的F-1液氧煤油发动机和百吨级的J-2液氧液氢发动机用于土星V重型运载火箭,1969年7月20日,成功实现了载人登月的伟大壮举。此后又研制了推力200吨级和300吨级的SSME和RS-68液氧液氢发动机,目前已提出研制用于下一代重型运载火箭的液氧煤油发动机。上世纪90年代,美国引进俄罗斯液氧煤油发动机技术,此后又在航天飞机改进计划中提出RS-76, AJ-800等液氧煤油发动机助推器方案;在第二代重复使用运载器计划SLI中提出研制RS-84等液氧煤油发动机;并 在最新的航天计划中推出研制大推力液氧煤油发动机。
欧州航天局为了降低阿里安5运载火箭的发射成本,启动了“未来航天运载器预先发展计划(FLPP)",提出400吨级伏尔加和200吨级乌拉尔液氧烃发动机计划。
为了构建航天大国,印度提出庞大的发展规划,2010年启动了200吨级液氧煤油发动机研制,计划用于载人登月运载火箭。
纵观世界航天发展,大推力液氧煤油发动机和液氧液氢发动机因其具有使用成本低、性能高、环保无污染、推力和混合比可调节及可采用故障诊断系统确保宇航员安全等优点,是航天运载最佳的动力组合,世界各国中,俄罗斯和中国坚持使用液体火箭发动机方案。其他国家包括美国在内,也正在考虑助推火箭液体化。可以说,大型运载火箭液体化正在成为世界航天发展的潮流。
表1列出了国外主要大推力液氧煤油发动机和液氧液氢发动机。结论与展望
中国大型液体火箭发动机,经过了30多年的研制历程,发展与演变出适用于各种型号运载火箭的系列发动机,现已成功应用于我国远程洲际导弹和长征系列运载火箭,在过去的所有飞行发射试验中,大型液体火箭发动机保持着100%的成功率,为我国国防现代化建设及航天空间技术应用与发展做出了巨大的贡献。随着空间技术的不断发展,科技水平的不断提高,研制经验的不断成熟,还将发展、衍生出更多性能与可靠性更高的发动机型号。
中国大型液体火箭发动机,在不断发展中改进、完善与提高,也将在不断改进、完 善和提高中不断发展。
1)载人登月、深空探测、各种超大型有效载荷将成为21世纪前50年航天发展的重点和方向。随着中国综合国力的快速增强,大幅度提升进人空间能力、积极开展上述航天活动已成为未来航天发展的必然,其中重型运载火箭动力系统是实现上述目标的关键。
2)大推力液氧煤油发动机和液氧液氢发动机使用成本低、性能高、无毒环保、工况可调、可通过故障诊断提高宇航员安全,是航天运载动力系统的发展趋势和最佳组合。液体火箭发动机一直是中国航天发展的基础和优势,研制大推力液氧煤油发动机和液氧液氢发动机符合未来发展和中国国情,中国重型运载火箭应以此为动力。
3)按照中国目前的技术水平、经济实力及工业基础,2020年前后可完成两种大推力发动机研制,满足中国载人登月和深空探测、发射大型空间站等重大航天活动的需求,提升中国进人空间的能力,为中国本世纪建设航天强国提供强大的动力、为人类探索与开发空间作出贡献。
参考文献
1.孙宏明
《发动机系统设计研制总结》
2.沈虚白
《发动机提高性能可靠性的一些意见》 3.王新龄
《YF-21发动机总体设计研制总结》 4.赵宏超
《YF-24发动机总体设计研制总结》
5.王治军
《大推力液体火箭发动机的中频流量型振动报告》 6.蒋勤华
《长征三号二级发动机研制》 7.沈虚白
《YF-20B发动机方案设计总结》 8.沈虚白
《YF-21B发动机设计评审报告》
9.蒋勤华
10.张启佳 11.孙惠君 12.段增斌 13.国占臣 14.张宝混 15.赵宏超 16.段增斌 17.张金容
YF-21B研制》
CZ-2F发动机可靠性试车方案研究》
CZ-2F发动机初样研制阶段技术工作总结》 CZ-2F发动机研制中的基于问题》
《长征四号运载火箭一级发动机《长征四号一级发动机总体设计阶段研制小结》《长征四号二级大喷管推力室研制小结》《《《《发展中的中国液体火箭发动机》《稳步发展的中国航天运载技术》《长征系列运载火箭一、二级发动机可靠性论述》
第二篇:液体肥料——中国未来肥料市场的主力军
液体肥料——中国未来肥料市场的主力军
1、液体肥料的概念及种类
液体肥料又称流体肥料,是含有一种或一种以上农作物所需要的营养元素的液体产品。这些营养元素作为溶质溶解于水中成为溶液,或借助于悬浮剂的作用悬浮于水中成为悬浮液。液体肥料品种甚多,大致可分为悬浮型和清液型两种。
悬浮型液体肥料的液相中分散有不溶性固体肥料微粒或含有惰性物质微粒,通常在溶液肥料中加入1%-2%的悬浮剂(一般为高分散度的粘土矿物质),使一部分养分在悬浮剂的作用下而呈固体微粒悬浮在液体中,一般使用的原料纯度和溶解度都不高,成品稳定性不会超过三周,大多现配现用。
清液型液体肥料通常用聚磷酸铵、多聚磷酸、硝酸磷肥、氮溶液和钾盐等基础肥料为原料配制而成,所含的营养元素完全溶解,不含分散性固体颗粒,营养更均衡、使用更方便、体系更稳定,是未来肥料的发展趋向。
2、液体肥料应用现状
(1)国外液体肥料应用现状
20世纪30年代,美国首先采用液氨作为液体肥料直接施用于农作物并获得成功。1947年以后开始大力推广,50-70年代进人高速发展时期。随着液体肥料的生产和施用技术不断完善,美国及一些发达国家由生产和施用单一的含氮液体肥料逐步发展为液体复混肥料,为液体肥料的应用开辟了更为广阔前景。
到目前为止,世界上使用最多的仍然是含氮液体肥料。1986年世界含氮液体肥料消费量为400万t(折纯N), 1998年为580万t(折纯N),年增长率平均达到3.7%。
20世纪60年代以前,美国肥料销售以固体袋装化肥为主,约占销售总量的55%,散装化肥占30%,液体肥料占15%。到了90年代末,固体袋装化肥的销售量降至总量的15%,散装化肥和液体肥料则分别上升到50%和35%。如美国的Anderso ns公司是一家大型的农用物资销商,其在兰辛的一个配肥站每年销售化肥12.5万t,所销售的肥料中固体肥和液体肥各占50%。美国中西部是玉米、大豆、小麦和其它谷物的主要种植区域,液体肥料用量占全国的65%。加利福尼亚、德克萨斯、佛罗里达和华盛顿等4个州是美国的主要水果和蔬菜产地,其液体肥料用量约占全国的20%,美国液体磷肥消费量约占全国总消费量的20%-25%(P2O5),液体钾肥约占10%(K2O),主要用于水果及其它经济作物。
美国农业集约化水平较高,具有较好的管网输送设施,生产、销售、农化服务网络也比较健全。农用物资销售商可根据农场主提供的土壤养分数据或配方,在配肥站按不同的养分比例配制成所需的液体肥料运到农场或通过管网输送到农场,使用起来非常方便,这在一定程度上促进了美国液体肥料向品种多样化发展。
当前欧美液体肥料发展已经很具规模,出现了多种优质的液体肥料,由于国情及使用习惯的不同,市场上流行多为多营养(一般含有多种营养元素)、中低浓度(400g/L以下)的清液型产品,而高浓度的产品(500g/L以上)多为悬浮型产品,需要根据配方现配现用。
(2)国内液体肥料应用现状
我国对液体肥料的开发研究始于20世纪50年代。70年代在北京、浙江、山东、河北、广东、新疆等地开展示范和推广工作。1980年新疆农垦总局开始使用液氨直接施肥,1986年使用液氨直接施肥面积为9khm2,以后又从美国引进施肥机械,到1996年,10年累计施肥面积已超过100khm2。据有关资料介绍,液氨直接施用效果与等氮量尿素相比,一般情况下粮食增产巧15%-23%,甜菜增产9.4%-13.4%,棉花增产6.4%-12%。为了提高我国的液体
肥料施用率,农业部已把液体氮肥(特别是液氨)的直接施用列为推广试验项目。多年来,国内的一些化肥生产企业、科研单位也加强了对液体复合肥的研究,并相继开发和生产了含氮磷的基础液体肥、酸性液体复合肥、磷酸二氢钾复合肥、有机液体肥以及添加有微量元素的液体复合肥等。2002年,利用中科院开发的酸性液体复合肥技术建设的1套2万t/a的生产装置,在新疆建成并投人运行。其生产的酸性液体肥在新疆生产建设兵团1.5万hm2棉花种植田中施用后,经田间实验对比,其效果为:肥料利用率提高30%、节约肥料成本20%、增产约15%。新疆地区种植面积辽阔,常年干旱缺水,还曾经从国外引进过滴灌设施,因此,液体肥料在该地区的应用有很大潜力。
国内生产的液体肥料除大面积根部施用外,一部分也用作叶面施肥,如对小麦、玉米、棉花、水稻、甜菜、油葵等农作物用液体肥进行根施灌溉,而对蔬菜、水果、园林、花卉等经济作物在生长期内经常喷施液体肥。烟草产区除施基肥外,还在烟草生长期内喷施或灌溉液体肥。目前,我国还没有液体肥料施用的详细统计数据,初步估计,每年施用量约50-60万t。
目前,国内的液体肥料已经有了初步的发展,但主体产品以腐植酸、氨基酸类居多,众多技术含量低、质量参差不齐的产品充斥市场,更有甚者用激素加水来冒充清液型液体肥料,总体看来,市场比较混乱,液肥市场,每年都会有不少的企业介入,同样也会有很多的企业经营惨败而退出;而清液型肥料中多以糖醇钙、液体硼为主,生产及销售的企业比较多,而受生产技术所限,能达到NY 1107-2010要求的大量元素水剂(N+P2O5+K2O≥500g/L,TE 2-30g/L)产品很少,目前只有安徽茂施、苏州联胜、无棣摩尔液肥等少数几个企业可以提供原液加工。
3、液体肥料的应用前景
目前,国际肥料消费正在向高浓度、复合化、液体化、缓效化的方向发展。液体肥料由于具有生产费用低、养分含量高、易于复合、能直接被农作物吸收、便于配方施肥(平衡施肥)和机械化施肥等诸多优点,越来越受到各国的普遍关注。世界上发达国家的农业集约化和产业化水平较高,为农业机械化耕作和机械化施肥创造了良好的条件,因此,液体肥料在这些国家得到了广泛的应用。随着全球经济一体化进程的加快,发展中国家为了促进本国的农业发展,降低农业生产成本,提高农产品在国际市场上的竞争力,开始采取一系列措施进行农业结构调整,提高农业集约化和产业化水平。机械化施肥条件逐步得到改善,对专用肥料的需求量不断增加,进而为液体肥料的发展提供了比较广阔的空间。
我国是农业大国,化肥消费量居世界首位。在大量的化肥消费中,液体肥料的消费量所占的比重还很小,同世界上发达国家相比还存在着相当大的差距。事实上,液体肥料的发展水平在一定程度上与国家的农业发展水平、地理和气象条件、化肥生产企业的农化服务意识以及农民对液体肥料的认识等有密切关系。从长远的观点看,我国液体肥料的生产和施用具有相当大的发展空间,其主要的影响因素分析如下:
(1)农业结构调整的步伐加快
目前,我国农业结构存在的问题是:农产品结构不合理,一般性品种多,专用产品少,优质产品相对不足,劣质产品积压难卖。加人WTO后,这些问题给农业带来的挑战和压力更加突出。面对日趋激烈的国际市场竞争,我国已开始对种植业生产结构进行战略性调整,一般性农产品种植正在逐步向食品加工专用粮和水果、蔬菜、烟草、园林、花卉等经济作物的种植过渡。而这种调整无疑也会对化肥结构的调整产生较大的影响。不同的农作物,尤其是经济作物在不同的生长阶段对不同营养成分的需求,为具有配方施肥特点的液体肥料的应用提供了可能。
(2)农业集约化和产业化进程加快
我国农业长期受条块分割的耕作方式制约,农产品生产规模较小,集约化和产业化水平
较低,造成农产品生产成本相对较高,总体竞争能力不强,直接影响了农业经济效益和农民收入。为了适应加入WTO后的需要,我国开始全方位调整农业产业布局,加快建设专用粮生产基地,油料、水果、蔬菜等经济作物生产基地。小城镇建设和城市用工的农民化,进一步促进了农业规模化经营。这些措施加快了农业集约化和产业化进程,为农业机械化耕作创造了条件,同时,对液体肥料的发展和应用也会产生积极的影响。
(3)施肥方式多样化
我国地域辽阔,各地区的气侯条件差异较大。在我国北方干早地区,水资源严重匾缺,采用滴灌方式把液体复合肥施用于农作物的根部,不仅做到了水肥结合,而且可提高化肥利用率;在南方地区,利用液体肥推广水稻旱育、稀植、机插、深施肥技术,也可以提高化肥利用率10%。另外,农业结构的调整,在一定程度上促进了施肥方式多样化。花草、果树、烟草、蔬菜等经济作物除需要施用基肥外,在不同生长期喷施液体肥可以增加经济作物的产量,提高产品质量。因此,施肥方式多样化,将会促进液体肥的开发和应用。
(4)生产、销售、农化服务一体化
我国有众多的化肥生产企业,对发展液体肥具有一定的优势,如果化肥生产企业能够与科研单位合作,针对不同地区的土壤和农作物特点,科学配置各种专用液体肥料,并相应建立生产、销售、农化服务一体化体系,宣传和指导农民科学施用,就能够增强农民对液体肥料的认识,降低农产品生产成本。同时对调整化肥生产企业的产品结构,加快液体肥料的生产和销售,提高液体肥料的施用率也具有一定的积极作用。
4、液体肥料——中国未来肥料市场的主力军
我国是一个缺水的国家,水对农业生产具有决定性的作用,节约水资源、合理施肥是我国的基本国策,水肥一体化是大势所趋。而随着水肥一体化的推广,传统的复合肥因其溶解速度慢、不溶物及有害离子多,业已不能满足农业生产的需要,水溶肥应运而生。粉剂水溶肥生产过程中营养物质易掺混不匀,运输过程中易离析而造成营养不均衡,且生产、运输及储藏过程中易吸潮结块,而液体肥料(特别是高浓缩清液型肥料)中各组分相互结合,形成了一个稳定的体系,营养物质含量高,浓度均匀,同一批次生产的产品中每一滴肥料中所含的营养成分完全一致,营养均衡、效果稳定、吸收利用率高,更安全、更绿色、更环保,与水肥一体化完美对接,市场前景广阔,中国未来肥料市场的主力军非液体肥料莫属。
由于概念的模糊及市场监管的形同虚设,中国的液体肥料市场相对比较混乱,目前来看,我国还没有公认的液体肥料先锋,液肥霸主,虚位以待,群雄逐鹿,谁是最后得主,必将在未来中国肥料产业革命中大放异彩。
第三篇:中国电子政务应用调查报告
中国电子政务应用调查报告
【摘 要】伴随着信息时代的到来,我国电子政务建设在探索中。政府网站建设逐步完善,政府门户网站体系初步形成,政务透明度进一步增强。电子政务作为国家信息化战略的重要组成部分,其信息安全保障事关经济发展、国家安全、社会稳定、公众利益和社会主义精神文明建设。今后我国应该进一步明确电子政务在信息化建设中的作用和地位,通过电子政务促进电子商务和家庭上网工程的发展,“以电子政务带动信息化”应当被看作是国民经济和社会信息化的一项基本策略。
【关键词】电子政务 办公自动化 信息安全
一、引言
1993年底,为了适应全球建设信息高速公路的潮流,我国政府正式启动了“三金工程”,这是中央政府主导的以政府信息化为特征的系统工程,重点是建设信息化的基础设施,为重点行业和部门输送数据和信息。在1998年,随着网络技术的快速发展和信息基础设施的不断完善,我国政府提出了政府上网的构想,并将1999年定为“政府上网年”,从而揭开了我国电子政务建设发展的序幕,电子政务也开始成为人们关注的焦点。
二 对国电子政务建设的正确认识
我国政府早在20世纪80年代中期就已清醒意识到信息技术革命将会带给世界的巨大冲击和挑战,因而便开始在一些政府部门尝试利用计算机技术辅助实施一些最基础的政务活动,比如,管理档案、处理公文等活动。这便是所谓的OA(办公自动化)工程。
然而,随着信息产业技术的飞速发展,使我们清醒地认识到真正的电子政务绝非只是简单的政府上网、“三金工程”或办公自动化(OA)。它所需要的早已不是安装几台电脑(PC),连接打印机和扫描仪,处理文件和打印报表,甚至也不仅是建立门户网站,收发电子邮件,无纸化办公等。
现代电子政务是指政府机构利用现代网络通讯技术,实现高效、透明、规范的电子化内部办公、协同办公和对外服务的过程。它的建设是一个分步骤、分层次发展的系统工程,从建设基础网站、创办通讯窗口到开放性信息服务和大网络政府。
三、我国电子政务的发展程度
相对于西方发达国家而言,我国的电子政务工作还显得不够完善,但是从某种程度而言也取得了显著的成果,自2002年中办17号文发布以后,我国的电子政务建设已从部门办公自动化,开始走上了支撑部门职能业务的发展道路。《国家电子政务总体框架》和中办18号文发布以后,进一步推动了各部门的电子政务建设的应用深化和整体发展。
经过近几年的建设,中央级传输骨干网已经开通,国家电子政务外网也投入运行,可承载中央和地方部门的部分政务业务,为进一步整合内、外网及专项网资源,实现国家电子政务网络的互连互通和政务业务系统的协同互动奠定了基础;中央政府门户网站已开通运行,各级政府网站基本建立,为党和政府有效联系群众服务人民建立了新的桥梁和纽带。政务信息系统建设已经覆盖了税务、海关、农业、银行、公安和社会保障等关系国计民生的重要领域,为政务部门履行经济调节、市场监管、社会管理和公共服务职能提供了重要的技术支撑,电子政务治国理政和服务于民的架构已具雏形。
四、我国电子政务建设发展中存在的一些问题
可以说,我国电子政务建设随着改革开放的步伐取得了令人瞩目的成就和有益经验,但同时我们也应该清醒的看到自身发展的不足,仍存在着许多亟待解决的问题,这主要体现在以下几个方面
(一)技术资源利用率不高,重建设、轻应用
在电子政务工程建设中,普遍偏重硬件资源的投入,软件投入在整体投入中的比例普遍低于30%,硬件投入中,片面追求高性能配置,形成的资源能力远远超过实际应用的需要。一些网络资源的当前利用率不足5%,个别项目的存储资源可支撑10年的业务增长需求。电子政务应用方面,主要侧重于内部事务处理和自我服务,支撑政府决策和面向公众服务的信息化能力亟待提高。已建电子政务工程中,面向公众服务的业务应用功能不到3%;面向决策支持的业务应用功能不到8%。电子政务提高政府行政能力和普惠公众的效能尚未充分显现出来。
目前,我国的政府上网工程虽呈轰轰烈烈之势,但其中许多已建成的政府网站表现出一些急功近利的现象,极易导致短期效应的弊端。一些地区和部门为了赶时、出政绩,仓促地建立网站、注册域名、买进硬件设备、配备相关软件,但热闹过一阵子之后,许多事便无人问津。这不仅有悖于国家建立电子政务的初衷,而且容易造成人、财、物等资源的极大浪费。政府网站的建设不是要给上级领导和普通百姓“作秀”,而是要在网络上真正建设一个信息丰
富、内容实用、服务快捷、互动性强的电子政府。这不是“毕其功于一役”的事情,而是需要循序渐进、长期不懈的艰苦努力。
电子政务也面临着信息系统不安全的威胁电子政务涉及对政府机密信息和敏感政务的保护、维护公共秩序和行政监管的准确实施以及为保障社会提供公共服务的质量。电子政务作为政府有效决策、管理、服务的重要手段,必然会遇到各种敌对势力、恐怖集团、捣乱分子的破坏和攻击。尤其是,电子政务在基于互联网的网络平台上,他包括政务内网、政务外网和互联网,而互联网是一个无行政主管的全球网络,自身缺少设防,安全隐患很多,使得不法分子利用互联网进行犯罪有机可乘,这就使得基于互联网开展的电子政务应用面临着严峻的挑战。对电子政务的安全威胁包括网上黑客入侵和犯罪、病毒泛滥和蔓延,信息间谍的潜入和窃密,网络恐怖集团的攻击和破坏,内部人员的违规和违法操作,网络系统的脆弱和瘫痪,信息安全产品的失控等,对于这些威胁,电子政务的建设和应用应引起足够警惕,采取果断的安全措施,应对这种挑战。
(二)地区发展不平衡
一些落后地区在建立电子政务的过程中会遇到比其他地区更多、更复杂的困难。首先是资金投入不足:建立电子政务需要大量的前期投入,这笔钱对发达地区来说也许算不了什么,而落后地区多为吃饭财政,要用钱的地方很多,常常是捉襟见肘。对他们来说,如何解决在电子政务上的投资是一个非常令人头疼的问题;其次是技术条件落后:由于教育水平和经济能力的限制,落后地区的电脑普及率和上网率低得令人惊奇,有相当多的人根本没有能力或没有机会去认识和享受现代科技带给他们的生活变化,电子政务缺少社会利用的基础条件;再者是行政基础薄弱:建立电子政府不是一蹴而就的事,政府的内部管理和外部服务都应具备一定的基础性条件,否则,没有科学化的管理和规范化的操作,政府e化就是在沙滩上盖高楼。
(三)部门协作能力不强
信息共享和业务协同能力不强,各部门丰富的专业信息资源还没有形成共享机制。跨部门业务协同亟待从国家层面予以梳理和完善,支撑业务协同的技术条件尚需在各部门的工程中予以落实。电子政务系统对已建公共资源的使用还不充
分。中央部委90多个专网的业务,目前仅有3个部门的6项应用迁移到电子政务外网平台,规范和指导电子政务建设的国家标准,还没有得到广泛采用,很大程度上影响了电子政务的互连互通和整体发展。
(四)电子政务信息更新不及时
我国的电子政务的发展水平目前还处于比较初级的层次,政府网站无论是在信息的完整性和实用性方面,还是在沟通的及时性和公开性方面都还离公众的期望有很大差距,普遍存在资料缺少价值、不能及时更新、内容平淡重复、实用信息缺少、网页质量不高等缺陷。一些政府网站仅仅满足于把一些法律、法规、政策、条文从纸上搬到网上,除了这些红头文件之类的政府公文,看不到其他什么像样的信息,而且多偏重介绍和宣传的静态功能,忽视政务信息的动态特征,缺乏与用户进行沟通的有效手段。
参考文献:
[1] 何玲,电子政务环境下政府电子文件管理新探索[D].成都:四川大学硕士学位论 文,2008.[2] 电子政务:安全防护体系构建策略[EB/OL].http://.cn,2009.[3] 金江军.电子政务信息安全体系建设[EB/OL].博客中国,2005.09电子商务一班
090104300136
肖碧云
第四篇:马克思主义的中国应用
毛邓三论文
马克思主义的中国应用
【摘要】 马克思主义对当代中国的仍具有重要的指导意义,第一是因为马克思主义在中国发展中所扮演的角色,第二是因为马克思主义辩证法的指导作用,第三是因为马克思主义在中国“与时俱进”。随着世界形势的变化,对马克思主义的理解进行一定程度上的调整,并结合中国现实进行新的认识和整合,将马克思主义中国化是非常重要的。
【关键词】马克思主义 理论基础 辩证法 中国化
马克思主义是建设中国特色社会主义的理论基础
马克思主义哲学是科学社会主义的理论基础,科学社会主义则是马克思主义的理论结论。建设中国特色社会主义是科学社会主义在当代中国的伟大实践,它同样是以马克思主义哲学为理论基础的。
首先,马克思主义哲学是建设中国特色社会主义的世界观基础。邓小平指出:“搞社会主义一定要遵循马克思主义的辩证唯物主义和历史唯物主义,也就是毛泽东同志概括的实事求是,或者说一切从实际出发。”建设中国特色社会主义,就是马克思主义基本原理同中国现代化建设相结合的产物,是社会主义基本原则同中国国情的统一。马克思主义哲学不仅为我们从中国实际出发建设社会主义指明了思想原则,而且为我们坚定社会主义信念、不断解决实践中提出的新问题提供了思想武器。
其次,马克思主义哲学是建设中国特色社会主义的认识论基础。建设中国特色社会主义,必须坚持主观和客观、认识和实践的具体的历史的统一。马克思主义哲学是伟大的认识工具,它能指导我们正确地认识中国的历史和现状,把握社会主义现代化建设和改革开放的基本规律,不断地研究新情况、解决新问题、总结新经验、开拓新局面,逐步实现社会主义现代化的宏伟目标。
第三,马克思主义哲学是建设中国特色社会主义的方法论基础。马克思主义哲学既是科学的世界观,又是科学的方法论。建设中国特色社会主义的路线、方针和政策的制定,中国社会主义发展战略的选择以及现代化建设和改革开放的有效实施,都是正确地运用辩证唯物主义和历史唯物主义的思想的结果。
马克思主义具有辩证的哲学内涵
马克思主义哲学与以往的哲学不同,它不是专属于某一民族的哲学,而是国际性的学说,是放之四海而皆准的“世界性哲学”。马克思主义哲学之所以能在中国生根结果,除了中国革命实践的需要,是中国建设社会主义基础这些根本原因外,还有一个重要原因,即中国自古就有丰富的唯物主义和辩证法的优良传统,因而中国人民比较容易接受和体会辩证唯物主义和历史唯物主义哲学。中国传统哲学中的丰富的唯物论和辩证法思想,是马克思主义哲学中国化便利的思想桥梁和理论途径。可以说,马克思主义是中国20世纪以来最为深刻的历史发现和最为重要的历史成果。它的丰富性和扩展性就在于它能够不断地与中国实际相结合。如果不是这样,如果我们总是机械地去照搬、去接受,革命或改革就很难成功。尽管在创新的中途也会有不和谐之音,但中国的成功已经说明了一切,无须反复争辩。如何辩证地运用马克思主义,关键在于如何很好地贯彻“科学发展观”。我们不能一味死守,而需“与时俱进”。
马克思主义的“与时俱进”
如何把马克思主义基本原理与中国革命的具体实践相结合,大胆进行理论创新,是新民主主义时期中国革命的首要问题。革命时期,毛泽东明确提出:“马克思主义必须和我国的具体特点相结合并通过一定的民族形式才能实现。”“对于中国共产党说来,就是要学会把马克思列宁主义的理论应用于中国的具体的环境。”因此,使马克思主义在中国具体化,使之在其每一表现中带着必须有的中国的特性,即是说,按照中国的特点去应用它,成为全党急待了解并急需解决的问题。为此,在新民主主义革命时期,以毛泽东为核心的第一代中央领
导集体,在坚持马列主义基本原理的基础上,结合中国革命的具体实践,大胆进行理论创新,从而实现了马列主义与中国实际相结合的第一次历史性飞跃,形成了“毛泽东思想”这一 “马克思列宁主义的理论与中国革命的实践之统一的思想,”“中国的马克思主义。”
进入新时期以来,以邓小平为核心的第二代中央领导集体,在拨乱反正和真理标准问题大讨论中,重新恢复了实事求是的思想路线,开始了对中国特色社会主义道路的新探索,党的思想理论创新工作也取得了新进展。早在十一届三中全会召开前夕,邓小平就尖锐指出:“只有解放思想,坚持实事求是,一切从实际出发,理论联系实际,我们的社会主义现代化建设才能顺利进行,我们党的马列主义、毛泽东思想的理论也才能顺利发展。”按照解放思想的要求,邓小平在指导我国改革开放和社会主义现代化建设的过程中,抓住“什么是社会主义,怎样建设社会主义“”这个根本问题,深刻审视时代特点,大胆进行理论创新,第一次比较系统地初步回答了中国社会主义的发展道路、发展阶段、根本任务、发展动力、外部条件、政治保证、战略步骤、党的领导和依靠力量以及祖国统一等一系列基本问题,创立了既符合当代中国实际又适应时代要求的“邓小平理论”。这一理论重新确立了从实际出发建设中国特色社会主义的指导思想,围绕改革开放和建立社会主义市场经济体制,提出了一系列创新性理论成果,是在新的历史条件下对马列主义、毛泽东思想的继承和发展,思想体系上既一脉相承又与时俱进。
进入90年代以来,以江泽民为核心的第三代中央领导集体,肩负跨世纪的历史重任,在高举邓小平理论伟大旗帜,推进中国特色社会主义伟大事业中,继续进行理论创新。江泽民明确指出: “要运用马克思主义的宽广眼界观察世界,运用当代最新知识丰富自己,不唯本本,不守教条,与时俱进,不断推进理论创新、体制创新、科技创新”。以江泽民为主要代表的当代中国共产党人,高举邓小平理论伟大旗帜,准确把握时代特征,科学判断我们党所处的历史方位,围绕建设中国特色社会主义这个主题,集中全党智慧,以马克思主义的巨大理论勇气进行理论创新,提出了 “三个代表”重要思想这一系统的科学理论。这一科学
理论在建设中国特色社会主义的思想路线、发展道路、发展阶段和发展战略、根本任务、发展动力、依靠力量、国际战略、领导力量和根本目的等重大问题上都取得了丰硕成果,用一系列紧密联系、相互贯通的新思想、新观点、新论断,进一步回答了什么是社会主义、怎样建设社会主义的问题,创造性地回答了建设什么样的党、怎样建设党的问题。“三个代表”重要思想反映了我国最广大人民的共同意愿,体现了当今世界和中国发展的时代精神,显示了马克思主义科学理论的强大力量,是全党全国人民在新世纪新阶段继续团结奋斗的共同思想基础。“三个代表”重要思想涵盖了经济、政治和思想文化等各个领域,凝聚着极其丰富深刻的哲学内涵,是面向21世纪的中国化的马克思主义,是实现全面建设小康社会宏伟目标的根本指针,是新时期加强和改进党的建设,推进我国社会主义现代化建设和发展的强大理论武器。
党的十六大以来,以胡锦涛为总书记的党中央坚持以邓小平理论和”三个代表"重要思想为指导,总结我国改革开放和现代化建设的宝贵经验,借鉴国外发展经验,立足社会主义初级阶段基本国情,针对我国经济社会发展的阶段性特征,适应我国经济社会发展的新要求,提出了以人为本,全面协调可持续发展的科学发展观等一系列重大战略思想。科学发展观的提出,反映了我们党对社会主义建设规律认识的不断深化。科学发展观是对社会主义现代化建设指导思想的重大发展,是与时俱进的马克思主义的发展观。科学发展观坚持解放思想、实事求是、与时俱进,在新的历史条件下既继承前人又勇于创新,深刻阐明了发展的本质、内涵和基本要求,揭示了我国经济社会发展的客观规律,标志着我们党对共产党执政规律、社会主义建设规律、人类社会发展规律的认识达到了一个新高度。科学发展观的提出,对实现文明发展、和平发展、又快又好发展,不断推进中国特色社会主义伟大事业,具有极其重大而深远的理论意义和实践意义。科学发展观运用马克思主义世界观和方法论,科学回答了新世纪新阶段中国面临的“为什么发展”、“为谁发展”、“靠谁发展”和“怎样发展”等一
系列重大问题,深刻揭示了中国现代化建设的发展道路、发展模式、发展战略、发展目标和发展手段等,集中体现了与时俱进的马克思主义关于发展的世界观和方法论。
毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想是马克思主义及其哲学中国化的最辉煌的成果,科学发展观是关于发展的世界观和方法论的集中体现,是统领我国经济社会发展全局的根本指针,进一步推动了马克思主义哲学中国化在当代中国的新发展,是中国化马克思主义理论创新的重大成果。
第五篇:臭氧灭菌在非无菌液体制剂生产过程中的应用
臭氧灭菌在非无菌液体制剂生产过程中的应用
摘要:简要分析了非无菌液体制剂生产过程中微生物的控制,重点阐述臭氧对生产设备和物料管道内部的灭菌实验方法,以及臭氧发生器的选型和灭菌效果验证。
近年来对臭氧灭菌在制药、生物工程、遗传工程等行业中的应用有大量的报道,在我国药品生产质量管理规范中臭氧灭菌也是被推荐的灭菌方法之一,国家《消毒技术规范》中明确提出臭氧是一种广谱杀菌剂,可杀灭细菌繁殖体、芽孢、病毒和真菌等,破坏肉毒杆菌毒素,这充分地说明了臭氧的灭菌原理和特点,同时也为我们在制药过程中提供了一种全新的灭菌方法。尽管这种方法已被人们所接受,但在具体应用中,绝大多数制药企业仅用于对生产环境的灭菌,而在对生产设备、容器具、反应釜、贮罐和输液、输料、输气管道及内包装材料、工作服、工艺用水等灭菌中,还没有得到广泛的应用。本文着重介绍臭氧在非无菌液体制剂生产过程中对生产设备、容器具、贮罐和输液、输料管道灭菌的经验。
非无菌液体制剂微生物控制现状
非无菌液体制剂在整个药品制剂中占有很大的比例,如合剂、糖浆剂、溶液剂及外用洗剂等。水性液体药剂易被微生物污染,尤其是含有糖类、蛋白质等营养物质更易被污染,在我国液体制剂中绝大部分为中药制剂,其含有大量的糖类、蛋白质等营养物质。2010版《中国药典》对非无菌液体制剂的染菌限度作了严格的规定:细菌、霉菌、酵母菌1mL药液内不超过100个CFU,并不得检出大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、活螨及螨卵等,该类药物为非最终灭菌制剂,因此需要在生产过程中对每一个环节微生物污染的程度进行严格控制,来降低最终成品的质量风险。在非无菌液体制剂的生产过程中,除对原辅料、内包装材料、中间产品及生产环境、工艺用水的微生物加以控制外,重点应防止生产设备、工具、容器、贮罐和输液、输料管道对产品的污染,其灭菌是否可靠,将决定成品微生物数量是否合格。
一般液体制剂的生产过程由多个生产环节组成,有各种设备、容器、管道、阀门、仪表等复杂部件连接在一起。传统消毒灭菌一般用75%乙醇浸泡或用纯蒸汽通过管道、容器来进行。用75%乙醇浸泡需大量的乙醇,使生产成本提高许多,一般企业很难做到;最可靠的方法是用纯蒸汽对生产线进行消毒灭菌,而对于规模较小的一些非无菌制药企业来讲,要得到纯蒸汽也是件不容易的事情。
资料表明,臭氧具有很强的杀菌作用。臭氧的灭菌原理:臭氧在常温、常压下分子结构不稳定,很快自行分解成氧气和单个氧原子;后者具有很强的活性,对细菌有极强的氧化作用,臭氧氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖所必须的酶,从而破坏其细胞膜,将它杀死,多余的氧原子则会自行重新结合成为普通氧分子,不存在任何有毒残留物,无死角,故称无污染灭菌剂,它不但对各种细菌(包括大肠杆菌、绿脓杆菌及杂菌等)有极强的杀灭能力,而且对杀死霉菌也很有效。《消毒技术规范》中提出“臭氧对物品表面上的微生物有杀灭作用”。因此,用臭氧灭菌既可靠又经济,同时产品质量也可得到保证。2 臭氧灭菌实验
根据本企业的实际情况,2007年12月起我公司采用臭氧对非无菌液体制剂生产线进行在线灭菌,主要针对生产线上浓配罐、稀配罐、高位槽、灌装设备以及物料管道和生产用容器具等。
2.1实验用设备
现在市面上已有专为此设计出的臭氧发生器,自带压缩机、配置阀门及活结,可自由移动,通过管路将高浓度的臭氧气体输入需灭菌的容器或管道内达到灭菌效果。我公司采用某臭氧设备制造有限公司生产的臭氧发生器,其产量为40g/h,出口臭氧浓度8×10-4,功率为0.55kW。
2.2实验方法
由于整条生产线从配制到灌装之间,管线和设备连接复杂,而配制和灌装不在同一操作间,管线连接较长,为使灭菌彻底,操作方便,故采用臭氧发生器流动使用,对不同的生产单元进行灭菌。对于臭氧不易通过的部件,进行拆卸并用75%乙醇浸泡,而易通过的部件分别通过活结或软管进行连接,并按操作程序连接好臭氧发生器,开启臭氧灭菌。灭菌过程中对于不能完全密封的单元,则采用臭氧发生器连续工作,产生高浓度臭氧灭菌,以保证其可靠性。
实验表明:若被灭菌物表面湿度>80%灭菌效果会更好,因此,在灭菌之前需用工艺用水对需灭菌系统进行冲洗。为防止灭菌后产生二次污染,使用臭氧灭菌前先对所在洁净区环境灭菌。在灭菌过程中,对于密封单元开启臭氧发生器工作1h,保留1h;对于不能完全密封单元,采用臭氧发生器连续工作2h灭菌。
2.3实验结果与讨论
通过对该灭菌方法的验证,经测试均符合设定的标准,达到了灭菌效果。我们对2年来生产的上百批产品和以往产品进行比较(表1),发现从2008年开始使用臭氧灭菌后,产品一次合格率高达100%,而以往仅达85%左右。使用臭氧灭菌前,常会出现成品微生物超标而返工,造成企业生产成本的提高。而现在彻底改变了我公司液体制剂微生物超标和返工的现象,使产品的质量得到了保证,降低了企业的生产成本。
表1 2006?2009年产品质量统计 臭氧发生器选型及灭菌效果验证
由于市面上臭氧发生器型号较多,我们根据实际生产需要对臭氧发生器进行了选型,一般的评价指标为:臭氧产量、浓度、可靠性、使用寿命、电耗等。由于单元系统灭菌的发生器的功率比较小,电耗一般不予考虑。对于浓度,由《消毒技术规范》知,臭氧浓度一般在60㎎/m3以上,才对物品表面上的微生物有杀灭作用,而设备内部一般浓度在5×10-5以上才进行灭菌,表面湿度大灭菌效果会更好。
在选用设备时,臭氧产量是最重要参考依据,我们应根据灭菌空间和灭菌浓度进行计算。例如,经估计我们所需要的灭菌空间为100m3,若为密闭容器,要求杀灭管道或设备内表面的微生物,按要求浓度C不低于5×10-5,经计算为84mg/m3,考虑臭氧发生器的臭氧发生量在工作1h后自然衰退率S为62.25%,则选择臭氧发生器发生量W(mg/h):
W=CV/(1-S)=84×100/(1-62.25%)=22251mg/h
考虑到实际损耗选用时不得<30g/h。
在生产过程中为了灭菌彻底,不留死角,常采用臭氧发生器连续工作方式,流通臭氧进行灭菌,在选用臭氧发生器时应依据以上方法进行臭氧发生量的估算,使其产生足够浓度的臭氧来灭菌。
臭氧发生器的灭菌可靠性和使用寿命与其工作时间是密切相关的,可通过灭菌效果验证来确定。
臭氧灭菌效果验证过程包括2个方面:(1)臭氧浓度测定:在臭氧发生器工作一定时间后,采用化学分析法或仪器测定法,测定结果不低于60㎎/m3;(2)生物指示剂挑战性试验:将枯草杆菌黑色变种芽孢菌片置于器皿内的灭菌空间内,灭菌结束后取出器皿进行培养,并对结果评价,应<10CFU/皿。通过以上结果来确定臭氧发生器的工作时间和灭菌时间。
总之,臭氧发生器的选择要结合实际情况,准确估算性能参数,并对其可靠性进行周期性再验证,以防止由于设备原因导致产品的质量风险。在选购臭氧发生器时应有备用机,使用过程中尽可能按“两用一备,一用一备”的原则购置,备用机组在设备维护或修理过程中交替使用,避免停机维护影响正常生产。
结语
通过以上对非无菌液体制剂生产线灭菌现状的分析,结合我公司日常生产中使用臭氧发生器在线灭菌的经验,并经过验证和大量实验考察,笔者认为采用臭氧发生器对非无菌液体制剂生产线在线灭菌是一种有效的方法,它解决了产品在生产过程中易受污染的难题,使产品的质量得到了有效保证。