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项目名称:运载火箭回收系统和方法

牵头单位:北京星际荣耀空间科技有限公司

       星际荣耀成立于2016年10月,公司是在我国全面实施军民融合发展战略的时代背景下,成立的一家航天高科技创业公司。目前团队已有210余名成员,多人担任过载人航天工程、探月工程的运载火箭、导弹武器、空间飞行器的总指挥、正副总师、正副主任设计师、项目办主任等职。公司自2017年8月正式运营以来,构建了扁平化的组织架构,制定了有效的管理制度及业务流程。

       2019年01月,公司通过GJB9001C-2017质量体系认证;同年2月,获武器装备科研生产二级保密资格。公司具备火箭系统集成与试验、飞行、总装总测等能力;拥有电气匹配试验室和半实物仿真试验室,系统仿真试验室。

       公司曾获得数十项国家及部级以上奖励、数百项航天行业成果奖励、数百项学术专著及论文成果、266项以上授权和受理专利。

       公司致力于研发优异的商业运载火箭,可以提供系统性解决方案和交钥匙发射服务,专注于高品质、低成本、快响应的小型双曲线(SQX)系列智能运载火箭(见图1)。目前,公司已完成7轮融资,累计获得各类投资19亿元,投资方包括中信聚信、经纬中国、复星集团和顺为资本等。

       2019年7月25日, SQX-1 Y1火箭于酒泉卫星发射中心成功首飞,公司成为亚洲第一、世界第三个能够自主研制并成功发射运载火箭的民营公司。

       双曲线二号(SQX-2)技术验证型运载火箭正在开展研制,2021年初要完成亚轨道垂直起降飞行试验,为同年入轨飞行和发射服务奠定基础。在突破助推级垂直起降和复用技术后,积极开展整流罩和上面级回收和复用。

       公司自主研发的可重复使用液氧/甲烷火箭发动机——焦点一号(JD-1)已完成全系统的试车,累计试车时间已突破1500s;JD-2号100t级推力发动机正在开展设计。

       同时,公司完成了多轮大中推力级火箭型谱的规划论证,积极参加火箭竞争性招标项目。

       参赛项目简介

       本项目解决火箭助推级、卫星整流罩和上面级的单个和全部回收问题,覆盖了运载火箭回收整个技术领域。主要创新点在于将液氧/甲烷发动机用于整个火箭推进系统,实现助推级的垂直起降;利用可充气式气动减速器实现整流罩的无人自主精确回收;采用气动减速器和(准)升力体加气动舵减速方式,实现无翼和有翼上面级的降落回收。

       本项目包含已申报多项发明专利70项以上,核心专利包括助推级箭体回收动力系统、上面级回收系统及方法和整流罩的回收结构等,目前预估火箭回收专利的市场总价值可达30亿元以上。

       公司通过“快速迭代,小步快跑”研发模式,实现市场和技术双轮驱动,从火箭部分可重复使用快速进化到完全可重复使用。目前火箭整流罩和上面级大都是分体(图2)结构,助推级、整流罩和上面级三体单独回收。

       半瓣整流罩通过气囊充气后具有良好的气动外形(图3)。

       在不远的将来,整流罩和上面级合为一体,要将助推级、上面级两体回收(图4,5)。

       近年来,小卫星市场发展迅猛,成为商业和民营航天创投的热点,带动商业航天发射企业和运载器的急速发展。小卫星多采用组网形式(500颗以上星座),卫星对火箭发射的成本需求也在进一步降低,从之前的十几万美元/kg降至$3~5万/kg,正在向着$1万/kg迈进。

       通过上述完全复用技术,初步估计发射成本节省估计在50%以上。目前,美国SpaceX公司实现了助推级的复用,整流罩回收成功率很低,上面级回收没有动作。我司一旦实现上述专利技术,将极大改变行业现状,真正让卫星客户满意和利益最大化,在整流罩和上面级回收技术领域建立壁垒。

       高价值专利培育情况:

       星际荣耀建立完整有效的高价值专利培育体系,具体如下:

       1、建立完善工作体系和机制。建立和完善了内部高价值专利产出和评审的相关制度和流程,主要包括技术研发方向的确定、专利挖掘、专利布局、议事专利事项评估和决策等;

       2、完善现有专利维护。即时保持专利台账进行全面的更新,增加专利台账的分类管理功能,具体包括:专利对应产品、专利实施方式、专利运用状态、专利评估等级、专利缴费提醒等功能。

       3、开展专利信息收集管理。定期对相关技术知识产权信息和市场竞争动态收集、调研的频率,定期形成《知识产权信息调研报告》,上传内部知识管理系统,供相关研发人员查阅和学习;

       4、开展专利竞争态势分析。根据公司重点研发方向,梳理重要的技术主题和重点需要进行专利分析的重要目标;对各技术主题进行检索式的编辑,并保证检索结果的全面性和准确性;分析关键技术在全球和中国的发展现状、部分情况、国外头部企业的研发方向和专利保护策略、识别潜在的专利风险,同时预测该重点技术领域的发展趋势和产品市场需求,为下一步产品/服务未来可能出口到海外奠定基础。

       5、加强专利挖掘与布局。根据专利竞争态势分析报告,制定专利布局总体方案与短期的专利布局具体方案。结合国内外的专利布局情况,根据现阶段的研发成果进行技术组合性专利布局,并针对未来市场进行国家的选择性布局。

       6、强化专利全流程管理。a)在研发项目立项前、研发中均会定期开展知识产权信息调研,依据调研结果一定程度上指导研发、服务研发,必要时会及时调整研发策略,优化研发路径;b)建立研发成果评估体系、制定知识产权保护方式选择策略。对研发过程形成的知识产权,项目团队会开展成果评估,对于评估结果较好的研发成果,会进一步判定其保护方式(专利或技术秘密),对于存在一定缺陷的一般研发成果,会提出改进意见,进一步优化研发。

       7、提升专利申请文件撰写质量。a)选择优秀的专利代理服务机构。公司知识产权服务商—三聚阳光公司内部拥有严格的质量管理体系,本次高价值专利文件的撰写工作均由项目组内 5 年以上工作经验的专利代理师完成,同时开展三级审核机制,且不定期举行质量抽检工作,质量审核人员均为前国家知识产权局审查员;b)定期开展知识产权培训,针对项目研发人员,开展技术交底书撰写专题培训,指导相关人员更好的完成技术交底书的撰写工作,能够为后续的专利撰写提供有利的帮助;c)定期举行针对本项目专利文件撰写、审查意见答复的研讨会议,参会人员由专利分析师、专利代理师与项目研发人员共同组成,形式不限(电话或现场均可),确保参与本项目撰写工作的专利代理师能够深刻理解发明技术的实质内容,能够对技术创新构建合理的权利要求,同时确保对某一产品(或某一重要技术方案),构建全面系统的保护方案;d)定期开展专利申请文件提交前的专利预审工作,对专利的授权前景进行评估。针对核心专利优化权利要求的配置,保证专利的质量和稳定性。