技术需求基本信息
技术需求解析
技术研发指南
近年来,我国食用植物油消费量持续增长,需求缺口不断扩大,对外依存度明显上升,供需矛盾日益突出。一直以来,油脂加工企业为了提高得油率,对大豆、油菜籽、花生等大宗油料作物制油采用的加工方式是预榨→浸出→精炼的传统工艺。由于能耗高、污染大、化学溶剂残留等不利因素,既不符合国家发改委颁布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》政策,更不能满足广大消费者对绿色、健康、环保的食用油需求。发展一次压榨制油工艺,增强健康优质食用植物油供给能力,已成为迫切需要解决的关乎国计民生的大事。
目前国内外在线应用的榨油机,普遍存在产量较小(日处理量≤45t/d)、干饼残油率高>10%),且在油料加工过程中需依附破碎、轧坯、蒸炒等设备及工艺,不仅功能单一、稳定性差,工艺路线长、能耗高、且普遍存在高值加工问题。据科技查新,国内外大处理量榨油机均以预榨机为主,不适用于常温压榨,尚未有适用于油料常温整颗粒入榨、一次压榨制油加工能力达100t/d以上的大型榨油机。因此,研制适用于油料整颗粒常温入榨、不需依附破碎、轧坯、蒸炒等设备及工艺,一次压榨制油加工能力达100t/d以上的大型常温榨油机对我国油脂加工业的发展具有重要意义,也符合粮油适度加工、减损增效的要求。
本项目定义为颠覆传统空战样式的下一代空中作战系统,其背景是临近空间极为独特的战略位置,美军视其为海陆空天电一体化战场的重要组成部分,并抢先开发利用。2018 年3 月12 日,中科院A 类战略性先导科技专项“临近空间科学实验系统”启动。该专项以“认得清、留得住、用得上”为总目标,研制5 型实验平台,建成首个临近空间科学实验系统,开展覆盖参量最全、高度范围最完整的临近空间综合探测。
5 年过去了,鸿鹄专项取得了多项创新成果,但在“抢占临近空间战略制高点”的竞争中,尚未赢得优势。该专项实施晚、起点低、目标小,不能抗衡美国现有技术的应用。早在2006 年美空军就发布了《在临近空间高度持久存在》和研制一种距地面19~31 千米使用的浮空式通信系统的方案。美军在伊拉克、阿富汗战争中部署的RAID 临近空间飞艇,可对战场环境和态势实施驻空30 天、昼夜360 度的实时监控、情报侦察和探测低空来袭导弹。美海军研发的30 千米超高空飞艇,设计载重2000 千克,搭载激光和制导武器,上可攻击卫星,下可攻击中低空飞行器和地面目标。美导弹防御局模拟仿真结果显示,在36.6 千米的临近空间部署800 个浮空平台,可实现全球通信、情报、监视和侦察的全覆盖。
从发展趋势看,未来空战是信息化、智能化、体系化的空战,临近空间必将成为中美双方争夺的战场制高点。现有的预警机、侦察机、电子战机、隐身战机、隐身轰炸机,包括下一代5 马赫的战机,都不能在临近空间长时间巡航和驻留,更做不到全天候、全天时、全疆域遂行空战任务。因此,研发和构建一种网格化全域覆盖的临近空间平台网作战系统,就具有特别重要的战略意义。
临近空间属缺氧环境,吸气式发动机无法适应。火箭可以上去,但不能持续存在。目前的科技水平只有太阳能飞艇、太阳能无人机可以在此巡航驻留。美西方除研发多种大型浮空平台外,还在无人机领域大力推进。2022 年7 月,空客Zephyr S 无人机连续飞行42 天,巡航高度21~34 千米,创造了临近空间持续时间最长的飞行纪录。据称该无人机可替代卫星,在400 千米范围内为地面部队提供摄像实况和通信网络平台。
中国空军装备研发一直跟在俄美后面,美国搞六代战机,中国也在搞。美国能率先搞出六代吸气式发动机,但不知道中国能什么时候搞得出来。中国空军要战胜强大的美国空军,就必须改变传统空战理念,另辟蹊径构建临近空间平台网作战系统,在制高点上获得突破,在战技战法和作战实力上超越美军。
本项目的目标是提供一种太阳能三栖无人飞艇平台网作战系统(简称“鹰网”),助力中国空军实现对临近空间的占据并拥有在临近空间预警监视、情报侦察、通信中继、电磁对抗和防空反导(反空天飞机、反隐身战机、反隐身轰炸机)的作战能力。
本产品一机多用,能够适应油料低温、适温、高温等不同制油工艺,需解决:
1.将榨油机变速箱和传动箱合为一体后,两根螺旋主轴受拉力影响较大,如何保证双螺旋榨油机的同心度和强度,确保榨油机运行稳定。
2.在取消破碎、扎胚、蒸炒等设备及工艺段后,如何合理设计双螺旋压榨轴,榨螺、衬圈尺寸及配置,增强破碎剪切能力以及合适的压缩比,实现油料整颗粒压榨,使油料爬坡角度小,油料受阻力小,产量增大,且实现多级压榨,提高出油率,降低饼中残油,大幅降低能耗。
3.榨油机运行时榨膛内各工艺段温度不同,如何精准检测及智能控制各料段温度以及榨膛压力,以及电流过载保护等智能化控制。
一、临近空间氦气浮力控制。
二、临近空间驻留节电循环模式。
三、临近空间缺氧环境下的空气动力。
四、临近空间无人飞艇平台网作战系统。
五、临近空间飞艇平台远程超视距惯性导弹。
六、改变空战规则,占据制高点,居高临下。
a.榨油机生产能力:100~150t/d;
b.干饼残油率(一次压榨):6.5~7.5;
c.油料入榨温度(℃):常温;
d.节能降耗指标:>40%,e.油料入榨水分在线检测及智能控制:<9%;
f.榨油机运行时榨膛内各工艺段在线温度检测及智能控制:进料段<90℃、压榨段<110℃、沥干挂<110℃、出饼段<130℃;
g.榨油机运行时榨膛压力在线检测及智能控制:<50Mpa。
临近空间空气稀薄,大气压力降低,空气动力和氨气浮力减弱,而驻留和姿态控制又必须依赖电动螺旋桨的强力驱动。因此,电动机总成的轻质、超高速旋转、智能倾转控制器的精准、螺旋桨复合桨叶的大做功面是技术的关键。
智控与武器系统采用先进的大型察打无人机的航电飞控和新型武器系统,以实现远程控制、自主操纵和拥有自卫防御和防空反导能力。飞艇平台结构优化,无襟翼、副翼、升降舵、方向舵和起落装置,其骨架、橡胶气胎、防胀布套、保温隔热材料、蒙皮和零部件的轻量化率达95%,氦气浮力占起飞总重量的93%。
飞艇平台主要参数:高6.8 米、宽29.5 米、长76 米,系泊固定钩4 个,光伏发电面积2100平方米,氦气总容积6850 立方米,超级电池1800 千克,最大升限32 千米,最大载荷1200 千克,最大航速160 千米,最大航程6000 千米,最大驻留时间30 天。前左右翼臂挂载导弹发射巢各1个,内置远程超视距惯性导弹共26 枚,左右翼挂载滑翔式巡飞弹共22 枚。
解析专家署名