波音公司2016年航天发展研究

波音公司2016年航天发展研究

远望智库特约研究员  张京男

本文发表于《国际太空》2017年第五期

2016年，波音公司航天领域发展主要体现在运载火箭、卫星研制与部署、飞船研制等方面，主要是军用与商业领域，但总体而言，发展力度明显不足。

一、运载火箭

2016年，波音公司的“德尔它”4运载火箭共进行了4次发射，都是军用发射，其中一次为一箭双星。

表1  2016年波音公司“德尔它”4运载火箭发射情况

二、战略导弹

2016年，在美国空军主导下，波音公司研制的“民兵”3战略导弹在加州范登堡空军基地共进行了3次试射，时间分别为2月21日、2月26日与9月5日，均命中太平洋中西部的马绍尔群岛夸贾林环礁目标地，例行试验用于验证导弹系统性能和备战状态。美国米诺特（Minot）空军基地的全球打击司令部飞行员和使用机载发射控制系统的战略作战中队都参与了导弹试射。

波音公司在国家战略威慑装备方面，面临着非常严峻的形势，虽然长期保持着对老化的“民兵”3战略导弹维护与主承包商角色，但未来可能有所改变。美国空军在2016年7月29日，公开发布了征求建议书选择新的供应商，计划到2044年近30年的时间里，开发部署新的陆基战略威慑（GBSD）洲际弹道导弹替代服役时间过长的波音公司研制的“民兵”3战略导弹；开发部署新的远程防区外（LRSO）核巡航导弹替代波音公司研制的AGM-86B空射巡航导弹。其中，GBSD项目30年合同价值高达620亿美元，LRSO项目预计在200亿~300亿美元之间。目前，波音公司、洛马公司、诺格公司都在全力争取成为空军这两大项目的总承包商，波音公司最为积极，希望争取GBSD项目前期的技术成熟度与风险降低（TMRR）合同。但波音公司形势并不乐观，受此影响，波音公司股票价格当天下跌了1.2%，而洛马公司股票上涨了0.85%，诺格公司股票上涨了0.9%。

美国空军计划使用新型的陆基战略威慑（GBSD）武器替代波音公司“民兵”3战略导弹

另外，2015年，诺格公司已经赢得了美国国防部价值500亿~800亿美元的新一代战略轰炸机合同，将取代波音公司研制的服役时间过长的B-52战略轰炸机。而波音公司虽然向美国政府问责局（GAO）提出抗议，但仍被驳回，在2016年也无起色。

从一系列情况看来，波音在战略威慑装备研制合同方面几乎殆尽，而2016年及未来几年或难有转机。

三、卫星与飞船

（一）EpicNG系列卫星

2016年1月，波音为Intelsat国际通信卫星公司研制的Intelsat 29e卫星，在法国圭亚纳发射场用“阿里安”5火箭成功发射。Intelsat 29e卫星是波音为Intelsat公司研制的6颗EpicNG系列卫星的首颗，基于波音702MP平台设计。

Intelsat 29e卫星独特之处在于可实现任意带宽变化下的网络连接，卫星在服务于特定区域时，可随时进行数字化重新定向，服务于对卫星通信需求量更大的区域，从而使卫星在寿命期间避免浪费带宽，让卫星运营商针对不断变化的国际通信市场，调整宽带服务区位，获得更多的经营收益。

Intelsat 29e卫星发射后已获得在轨通信信号，第二颗EpicNG系列卫星Intelsat 33e已于2016年8月发射。Intelsat公司截止目前已共向波音订购了40颗卫星。

（二）GPS IIF卫星

“宇宙神”5火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角发射第12颗GPS IIF卫星

GPS IIF卫星组装工厂

2月，第12颗GPS IIF卫星由“宇宙神”5火箭发射并成功入轨，波音为美国空军完成了GPS IIF星座所有卫星的研制与部署工作。发射后大约3小时23分钟，卫星被送入19300km高度的中高轨地球轨道，随后获得卫星入轨信号。在完成1个月的在轨测试后，该卫星正式进入服役期，这也是波音向空军在轨交付的第50颗GPS卫星。首颗GPS IIF卫星已于2010年5月27日发射，12颗卫星发射均取得成功。

GPS IIF卫星服役期12年，可在轨进行软件上传与更新，增加了L5信道用于生命安全运输，并增强了民用信号功率。

（三）Morelos-3墨西哥通信卫星

8月，波音正式向墨西哥政府通信与运输部交付了基于在轨的Morelos-3（MEXSAT 2）卫星的通信系统，在这之前与发射之后的10个月里，波音进行了正式运营前的网络测试与验证。这些测试包括基于3G+服务的语音通话、一键通话（PTT）、网络视频会议、资产跟踪、语音信箱、文字消息，测试终端放置于舰艇、飞机、车辆、手持设备与固定站点等平台。

整个Morelos-3卫星网络通信系统由墨西哥电信公司（Telecomunicaciones de Mexico（Telecomm））代表政府运营，将向墨西哥全国范围提供高速的数据与语音通信网络服务，涵盖了之前无通信服务的地区，为陆地、海洋、航空领域的终端设备提供3G+语音与数据服务，服务于国家安防、民用与人道主义救助。

波音在该项目中采取“一站式”服务，提供从卫星制造到网络测试完毕等一整套产品与配套服务，主要包括2颗卫星（MEXSAT 1卫星在2015年由俄罗斯“质子”M火箭发射失败坠毁）、2个网络与卫星控制站，以及相关的网络运行流程与初级用户终端，并保障后期该系统服务于墨西哥整个国家的可靠性。

（四）GiSAT-1卫星

9月，波音宣布将为Global IP公司研制一颗基于波音702卫星平台的Ka波段高通量卫星（HTS），命名为GiSAT-1，携带新型数字化有效载荷，通信容量是之前数字化载荷的两倍。Global IP公司位于北美洲开曼群岛，是一家2016年新成立的私营公司，从事卫星应用服务，

GiSAT-1卫星计划于2019年正式服役，将为撒哈拉以南的非洲地区提供流媒体、数字广播以及各类通信服务，覆盖35个国家，涉及7.5亿用户，带宽达到150 Gbps，运行时在欧洲有10个网关，在非洲也有多个网关。GiSAT-1卫星特色在于通过重新配置星上处理器，卫星上数字化有效载荷可实现在不同位置，向不同的波束，播报不同的信道，从而为广播公司、移动运营商、互联网服务提供商（ISP）提供更好的通信网络，为终端用户提供高速率、低成本、本地内容丰富的网络服务。

（五）WGS-8卫星

WGS-8卫星组装工厂

12月7日，WGS-8卫星由“德尔它”4M+(5,4)运载火箭成功发射入轨。WGS-8卫星在过去的基础上使用了领先的商业数字电路技术，提供近2倍于之前WGS卫星的通信带宽，满足美国高速率全球军事通信。与此同时，美国政府也能够在WGS-7到WGS-10的卫星研制中，通过固定价格购买合同与商业化模式，节省超过1.5亿美元。而波音也在每一个新的WGS卫星中大力降低单位成本，提高军用卫星的效费比。

目前，波音共有10颗WGS卫星订单。近两年发展过程中，波音增加卫星宽带，引入方向可控、波形可调的波束，可定向于热点地区，并发展了电推进卫星，并实现双星发射。未来的WGS-9卫星将采用国际合作投资研制，投资方包括：美国、加拿大、丹麦、卢森堡、荷兰、新西兰等，计划于2017年发射。

（六）CST-100“星际客机”

Eric Boe到达波音公司操作CST-100飞船模拟器——宇航员单项任务训练系统（Crew Part-Task Trainers）

波音工程师在肯尼迪航天中心完成了CST飞船集成

CST-100飞船试验现场

CST-100飞船概念图

CST-100飞船概念图

CST-100飞船概念图

波音研制的CST-100“星际客机”将在2017年进行无人飞行试验，在2018年进行首次国际空间站（ISS）载人飞行，目前共有4名在训宇航员。通过5年的研制，目前共有4架CST-100在生产准备交付，每架可进行10次空间站往返飞行，后续再造的架次将仅用于试验。

CST-100飞船在波音的商业载人与货运加工工厂进行组装。这里是之前航天飞机机库与发动机制造工厂，针对CST-100任务进行了适当修整，工程与技术人员大部分参加过航天飞机研制工作。

2016年1月，NASA两名宇航员Eric Boe和Suni Williams来到圣·路易斯，在波音试用了波音研制的CST-100“星际客机”训练舱控制系统，即宇航员单项任务训练系统（Crew Part-Task Trainers）。波音还将研制一套沉浸式、高仿真训练系统，在2017年早期运往位于休斯顿的约翰逊航天中心（JSC）。宇航员随后也将到达JSC，与所有任务指挥人员在波音研制的训练系统中进行任务测试，准备2017年CST-100的首飞。

按照计划，2016年波音已着手开始在加里佛尼亚州对CST-100飞船进行大量试验，包括承受发动机点火以及发射、升空与再入时经受的压力、震动、高温等极限状态，观察飞船的耐受能力；在墨西哥州白沙导弹靶场，用气球挂载一个CST-100飞船样品，在11.2km高空释放坠落，并打开降落伞与安全气囊，从而测试着陆性能。CST-100飞船与SpaceX公司龙飞船外形与设计理念相似，不同的是，CST-100飞船将在陆地着地，而不是海上。

四、商业行为

（一）在NASA“小型公司发展计划”下与Bastion公司合作

图  波音商业项目主管John Mulholland，向NASA肯尼迪航天中心与美国Bastion技术公司人员介绍CST-100“星际客机”

7月，波音与美国Bastion技术公司在NASA的“导师-学徒”（Mentor-Protégé）计划下签署了协议，波音帮助Bastion公司在宇航市场上发展技术并寻找机遇。在未来的18个月里，波音将与Bastion技术公司联合从事CST-100“星际客机”项目，并开展其它方向的制造、市场与业务拓展工作。

Bastion技术公司是一家小型的、少数族裔拥有的工程科技公司，位于休斯顿，提供机械、电子、结构设计与分析，系统工程与信息技术等，为CST-100“星际客机”项目开发在休斯顿和佛罗里达州地区提供重要基础。Bastion技术公司是波音近20年的供应商，也是NASA项目的独立承包商。此次合作之前，波音与Bastion技术公司的初次合作中共同完成了国际空间站（ISS）的数字化预装配工作。

“导师-学徒”计划目的在于支持大型承包商帮助小型企业开发技术，将大型宇航公司与小型企业融合在一起，最终服务于NASA项目，增加并丰富NASA的供应商体系。包括波音在内，NASA有26个“导师”级大型承包商，负责将公司内部大量有价值资源用于发展供应商团队。波音在2015年承诺与各类小型公司签署50亿美元合同。

（二）向小型公司授予2亿美元合同从事国际空间站（ISS）工作

2016年政府上半年财年，波音作为国际空间站（ISS）项目的主承包商，向美国多家小型公司共授予了2亿美元合同从事未来国际空间站（ISS）工作，合同期限为2016年10月至2020年9月。这些小公司从事工程设计、信息技术、软件开发、任务保障等工作，主要包括S&K Global Solutions公司、Barrios技术公司、ALATEC公司、Summit技术与方案公司、RVMTI JV公司、All Points Logistics公司等。

在政府2016上半年财年，波音从690个供应商共计购买了约7.54亿美元的产品与服务，用于ISS、商业载人项目与太空发射系统（SLS）火箭等太空项目，其中约2.11亿美元用于小型的、多样化公司。波音正在通过特定方向开发、NASA“导师-学徒”计划和常规合作等方式，强化将公司资源用于美国小企业培养与发展。

（二）收购Liquid Robotics公司开发自主化太空、海洋等多空域信息服务

图  波音与Liquid Robotics公司联合研制的SHARC

12月，波音与Liquid Robotics公司签署协议，波音将收购Liquid Robotics公司，集成并进一步开发其拥有的在海底、海面、陆地、航空、太空领域均可应用的自主化系统能力，从而提升波音各类大型系统平台的智能性、安全性与运行效率。Liquid Robotics公司拥有100人团队，收购后加入波音防务空间与安全事业部，服务海陆空天各领域。

搭载传感器的自主远程设备（SHARC®）由Liquid Robotics公司从2014年开始研制，集成了波音先进的传感器，使卫星、有人与无人飞行器、地下或水下设备形成一体化ISR（情报、监视与侦察）网络体系。SHARC是Wave Glider®产品其中一个型号，Wave Glider是Liquid Robotics公司2007年成立以来开发的首个利用波浪与太阳能驱动的自主工作海洋机器人，经过185.2万千米海上自主航行，低成本、快速化地收集了大量海洋数据并完成通信，用于国防、商业与科研。

五、总结

（一）航天防务项目后劲不足，竞争态势加剧

2016年，波音公司战略导弹主承包商地位有可能被新的GBSD计划动摇，洛马公司与诺格公司都在竞争之列；原有的AGM-86B巡航导弹也将被LRSO导弹取代重新竞标；而远程战略轰炸机主承包商地位已被诺格公司取代。之前的研制装备X-51A高超声速巡航导弹暂无新的发展计划，X-37B第4次发射至今仍在地球轨道飞行，后续并不明朗。而在航天防务新领域方面，波音也缺少新发展方向，缺少国际市场支撑。近年来，面对洛马公司、诺格公司、SpaceX公司等多方力量在航天与防务项目方面的发展势头，使波音在2016年相关领域的开发与拓展表现乏力，迫切需要巩固作为重要国防支柱的角色。可以看出，在美国航天与国防激烈的竞争态势下，承包商无论规模大小，都需要不断开拓与创新，才能保持领先地位。

（二）商业飞船与商业卫星成为波音发展重点

波音当前在航天领域的重点是CST-100“星际客机”项目。CST-100将于2018年完成载人空间站任务，因从未执行过空间站任务，在能力进度上暂时落后于SpaceX公司的“天龙座”飞船，因此迫切需要波音在时间进度内打造出高可靠性。波音在2016年主要有3项商业卫星开发与部署，即：Intelsat 29e、Morelos-3与GiSAT-1，分别面向大型卫星服务供应商、国外政府与小型公司。波音认为，近年来国际商业航天市场中，商业卫星的性能不断增加，在轨灵活性不断改进，卫星客户更加多元化，终端客户更加普遍，服务类型更加高端。其中，波音的GiSAT-1卫星计划仅是销售于一家2016年新成立的初创公司，可以看出，波音对商业卫星市场客户的挖掘力度与高度的期望值。

（三）大力挖掘小型技术公司对自身大型系统能力的作用

与小型技术公司合作开发大型系统工程是美国大型航天防务公司一贯的做法，2016年，波音在NASA“小型公司发展计划”的支持下，进一步发展了与小型技术公司的深度合作，将其技术能力融入国家级大型航天防务系统工程中。波音将Bastion公司作为开发CST-100“星际客机”项目的重要伙伴，并将大量资金投入在各领域小型技术公司，服务于NASA的CST-100、国际空间站（ISS）、SLS运载火箭等国家项目，同时还完成了一次收购，将具有先进自主化技术的Liquid Robotics公司纳入波音技术体系。NASA以及波音的一系列相关举措对美国航天防务领域的工业发展、科技带动、供应体系等将具有重要意义。

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