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助力“問天”成功發射!這些高校,功不可沒
2022-07-25 10:40
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  據中國載人航天工程辦公室消息,北京時間2022年7月24日14時22分,搭載問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭,在我國文昌航天發射場準時點火發射,約495秒後,問天實驗艙與火箭成功分離並進入預定軌道,發射取得圓滿成功。

  長征五號B火箭一飛衝天,“問天”即將問天!求知之路,中國航天人篤定前行,中國高校逐夢蒼穹!

  哈爾濱工業大學

問天實驗艙上的靈巧機械臂由哈爾濱工業大學機電學院劉宏院士、謝宗武教授團隊和中科院長光所聯合研製。機械臂長度約5米,最大負載可達3噸,安裝在問天實驗艙的氣閘艙段外部,通過抱爪結構的末端作用器與目標適配器相連,實現與艙體間電氣和信息的互聯互通。同時,機械臂可以通過問天實驗艙外部的目標適配器完成艙外的爬行和固連,實現覆蓋整個實驗艙艙段的操作維護。

空間站實驗艙靈巧機械臂發射狀態

  為了應對空間碎片威脅,航天學院龐寶君教授團隊與北京空間飛行器總體設計部,聯合開發了專門針對問天實驗艙結構特點的空間碎片撞擊感知技術,並將其應用於問天實驗艙結構健康監測子係統的空間碎片撞擊監測模塊。該技術能夠對空間碎片撞擊事件進行實時感知、判別並定位,為航天員和地麵控製人員及時采取應對措施提供依據,保護空間站和航天員安全。

  機電學院趙傑教授團隊研製的空間對接機構地麵測試係列裝備,通過參數化載荷配置,使對接過程動能瞬時等效,確保這一特殊對接工況的準確模擬和高效驗證,圓滿完成空間對接機構研製各階段的地麵測試任務,確保此次空間對接任務萬無一失。


空間對接機構地麵測試係列裝備

  材料學院王浪平教授團隊采用表麵強化技術,解決了流體回路泵軸承的抗腐蝕難題,使其工作壽命得到大幅度提升,達到了預定的設計壽命,為航天員的長期駐留提供了可靠的保障。

  空間對接機構是實現空間飛行器間在軌的機械連接、建立航天器聯合飛行的組合體和安全分離的係統。王浪平教授團隊采用離子注入與沉積技術實現了硬度與成分雙梯度過渡複合表麵強化層的製備,獲得了太空環境下的高抗磨損、自潤滑和防冷焊等性能,從而攻克了空間對接機構核心零件的表麵強化難題,並研製了離子注入與沉積工業化裝備,為空間對接機構上50餘個核心零件的表麵強化提供了設備條件,實現了關鍵技術的自主可控,保障了神舟、天舟係列飛船、問天實驗艙與空間站核心艙等目標飛行器的可靠對接。

  機電學院薑洪源教授團隊研製的HIT-1型金屬橡膠阻尼環再次成功應用於長征五號B遙三運載火箭發射任務,助力問天實驗艙發射圓滿成功。

  重慶大學

  問天實驗艙在預定軌道上完成姿態調整和係統調試後,其太陽能電池翼的阿爾法對日定向驅動機構將投入使用。該阿爾法機構采用的對構齒輪傳動由重慶大學自主研發,並在上海宇航係統工程研究所、上海航天設備製造總廠、鄭州機械研究所等單位的通力合作下完成對構齒輪正樣產品的交付。

  對構齒輪傳動是重慶大學機械傳動國家重點實驗室陳兵奎教授提出的新型齒輪傳動,其突出的誤差適應能力和較高的承載能力能夠滿足太空極端高低溫交替變化對阿爾法機構提出的超大空間尺寸形變、高可靠、長壽命等嚴苛要求。

  陳兵奎教授團隊在前期積累的理論研究和工業應用基礎上,針對阿爾法機構對構齒輪傳動進行了近八年的攻關,攻克了極端工況下對構齒輪設計理論與方法、多物理量作用下對構齒輪數字閉環精密加工與測量、擬實條件下對構齒輪加速疲勞壽命試驗技術與裝備等多項關鍵技術,並最終完成問天實驗艙和夢天實驗艙阿爾法機構對構齒輪產品的交付。

  西北工業大學

  為了此次發射任務圓滿完成,西工大師生團隊全身心投入相關工作中。

  機電學院張衛紅院士團隊將國家自然科學二等獎成果應用於長征五號火箭上麵級係統的輕量化設計以及火箭發動機結構的高性能設計與製造,結構減重和係統動力學性能提升顯著。

  機電學院劉維偉副教授,參與了航天發動機難加工材料彎管的高效精密加工技術攻關。通過檢測-加工一體的自適應加工技術,實現了發動機彎管等複雜構件的高效精密加工。

  自動化學院竇滿峰教授課題組承擔了問天實驗艙太陽翼展開機構驅動電機的研製工作,著力突破空間極端環境下稀土永磁電機的高可靠性設計技術,為空間站太陽翼在軌展開、驅動機構對日定向跟蹤提供支持。

  除了在校師生,還有許多校友積極參與到了問天實驗艙與長征五號B遙三運載火箭發射工作中,為中國航天事業貢獻力量。

  李東,長征五號運載火箭總設計師。1989-1990年在西北工業大學進行研究生課程學習。他是我國運載火箭技術專家,畢業30年多年,一直在中國運載火箭技術研究院工作,長期從事運載火箭設計與研究。擔任總設計師,從預先研究到工程研製,曆時20餘年,主持突破二百餘項核心技術,主持成功研製了我國運載能力最大,綜合技術水平國際先進的長征五號,長征五號B火箭,填補了我國大型火箭的空白,將我國進入空間能力提升至高軌14噸、低軌25噸,是上一代長征火箭的2.5倍和2.9倍,為我國運載火箭實現升級換代、運載能力和技術水平躍升國際前列做出重要貢獻。曾圓滿完成天問一號、嫦娥五號、空間站艙段等國家重大航天工程任務的發射。

  王維彬,研究員,曾任我國50噸氣氧發動機總設計師,長征五號B運載火箭副總設計師。1986年畢業於西北工業大學航空發動機設計專業,參與國家月球探測、火星探測、空間站建設等工程,長期從事低溫高能火箭發動機研發,是國家五部委頒發長征五號運載火箭首次飛行任務突出貢獻者,國家四部委頒發全國創新爭先獎牌獲得者,中央企業勞動模範,享受政府特殊津貼,曾獲得國家級獎項十餘項。

  李學鋒,長征五號係列運載火箭控製係統副總師。1992年碩士畢業於西北工業大學大飛行器控製專業,1996年博士畢業於西北工業大學導航製導控製與仿真專業。帶領控製係統團隊完成了我國千噸級新一代大型運載火箭控製係統研製,突破了一係列關鍵技術。此外,李學峰及其團隊還參與了長征五號遙四發射5噸級“天問一號”火星探測器任務、長征五號遙五發射8噸級“嫦娥五號”任務和長征五號乙遙二火箭發射等任務。先後獲得國家級獎勵近10次,出版專著4本,發表論文20餘篇,受理授權專利 60餘項。

  婁路亮,火箭係統副總設計師。1997年本科畢業於西北工業大學塑性成形工藝及設備專業,2000年碩士畢業於西北工業大學材料加工工程專業,全程參與了我國新一代大型火箭長征五號、長征五號B的研製,圓滿完成新一代載人飛船試驗船、空間站核心艙、問天實驗艙等的發射。

  柏林厚,現任空間站係統副總設計師。2002年本科畢業於西北工業大學航海學院。從事空間站總體設計和飛行控製工作,目前是空間站任務聯合飛控試驗隊技術負責人。從業十餘年間,他先後參與研製了天宮一號、天宮二號等載人航天器。其中,在天宮一號研製過程中,他主要作為電總體係統副主任設計師進行飛行程序的設計和信息係統的設計。在天宮二號的工作中,他主要作為總體的主任設計師,負責整個係統的設計、集成和試驗。在空間站的工作中,他主要作為係統副總設計師,負責整個空間站的運行管理以及相關的地麵研製工作。

  許宗飛,2007年本科畢業於西北工業大學自動化學院自動化專業,2010年碩士畢業於西北工業大學控製理論與控製工程專業,現工作於航天五院總體設計部,擔任問天實驗艙總體副主任設計師。主要參與了長征五號B遙三運載火箭與問天實驗艙組合體綜合測試係統設計、測試實施工作,並曾先後參與神舟九號、神舟十號、天舟一號、空間站核心艙與問天實驗艙研製工作。

  範高潔,現任空間站係統總體副主任設計師。西北工業大學航天學院2004級本科生,2008級碩士生。負責總體飛行方案設計、軌道設計和飛控實施等,目前是空間站任務飛控試驗隊總體技術負責人。

  宇宙浩渺,征途萬裏,太空探索,永無止境,中國航天,正在飛向更遠處,走向更高處,致敬中國航天人,也致敬不斷耕耘於航天事業的西工大人!

  南京航空航天大學

  問天實驗艙成功發射,是航天史上的又一高光時刻,在中國航天發展的每一個關鍵節點,都有南航人在背後默默助力。

  自動化學院王莉教授領銜的“智能配電係統”團隊麵向空間站等載人航天任務,開展航天器智能並網控製及保護技術研究。針對空間站組合體複雜構型後各飛行器帆板遮擋引起的能源均衡配置和使用問題,建立控製模型,將固態功率控製器技術應用於空間站係統各智能配電器中,實現功率的通斷控製和安全保護;采用智能並網控製技術實現空間站係統多飛行器之間能源係統並網供電,解決了能源的最優利用和統一調配問題。

  材料科學與技術學院占小紅教授團隊參與了長征係列多型運載火箭貯箱焊接結構研製任務,開發了跨尺度一體化建模與仿真技術,形成了火箭貯箱焊接應力與變形全局高精度調控策略,實現了5米級貯箱焊接變形小於千分之一,助力長征5B運載火箭順利發射。

  材料科學與技術學院超級絕熱複合材料課題組陳照峰教授、楊麗霞講師開發的航天級輕質納米真空絕熱板,成功應用於我國問天實驗艙低溫實驗保冷設備。團隊曆經六年,經過上百次實驗開發出超低導熱長壽命輕質納米真空絕熱板,突破了氣相納米氧化矽微結構調控、複雜真空成型和封裝安裝技術瓶頸,確保了真空絕熱板性能長期穩定,獲授權國家國際發明專利10餘項。在相同保溫效果下,真空絕熱板厚度僅為傳統保溫材料的1/5~1/8,解決了問天艙保冷設備輕量化與小型化難題,提高飛船內空間利用效率,為飛船開展超低溫試驗提供了解決方案。

  南航航天學院陳傳誌副教授領銜研發的定向裝置油脂補加機構已應用於我國問天實驗艙的研製,該技術通過單驅多動純機械聯動潤滑方案,解決定向裝置傳遞鏈路複雜、摩擦大、誤差累積致油膜厚度控製難的技術難題,可實現定向裝置隔離域麵的分區精準潤滑,為我國實驗艙的研製貢獻了南航力量。

  此外,還有很多南航師生,參與了多項科研項目,保障著空間站運行。

  航空學院文浩教授團隊“空間結構在軌自主組裝的動態控製”

  航空學院餘莉教授團隊“降落傘氣動減速技術研究”

  航空學院姚衛星教授團隊“空間站伸展機構疲勞評估與試驗驗證”

  航空學院王誌瑾教授團隊“空間站柔性太陽翼設計”

  自動化學院吳紅飛教授團隊“空間站大功率電源係統”

  機電學院田威教授團隊“核心艙複雜結構原位多機器人協同裝配技術”

  材料科學與技術學院豐俊東副教授團隊“空間站工程航天醫學實驗項目”等多項課題

  材料科學與技術學院占小紅教授團隊“飛船防熱承載結構精密激光焊接與高效增材製造技術”

  航天學院陳金寶教授團隊“機械臂和展開機構”

  航天學院王小濤教授團隊“空間在軌機器人”、電磁阻尼器高低溫測試係統

  航天學院陳傳誌副教授“新型空間弱撞擊對接機構及其柔順控製技術”

  南航校友們,根植“紅色基因”、懷揣“藍色夢想”,走出校園、紮根崗位,彙聚成為了南航校友力量,為“牧星”征程保駕護航。

  飛機設計專業1985級校友孟凡新

  天津航天長征火箭製造有限公司總經理

  電氣技術專業1988級校友林涓

  長征二號F遙十二火箭主任設計師

  航空飛行器設計專業1998級校友周智勇

  長征二號F遙十二火箭主任設計師

  飛行器設計專業1998級校友曹俊生

  載人航天工程貨運飛船係統 副總設計師

  飛行器環境與生命保障工程專業

  1999級校友仲偉巍

  中國載人工程航天員係統總體主任設計師

  信息工程專業2000級校友於磊

  天舟貨運飛船係統電總體主任設計師

  測試計量技術與儀器專業2003級校友何永叢

  天舟三號貨運飛船測試指揮

  飛行器設計專業2012級校友(博)李興乾

  航天五院總體設計部載人航天器總體研究室主任

  飛行器設計專業2016級博士研究生任亮

  天舟貨運飛船綜合測試主任設計師

  一代代南航人,為助力航天夢接續奮鬥,源源不斷地為中國航天事業,貢獻更多南航智慧!

  北京理工大學

  在璀璨輝煌的航天事業背後,有著很多矢誌奮鬥的北理工人。

  “問天”飛天,“北京明白”。作為“問天”任務的北京總調度,北理工宇航學院2008級校友樂天,聲傳“天地”,為“問天”保駕護航。

  作為空間站任務北京總調度,樂天非常清楚每一次喊出“北京明白”的重要意義,為了圓滿完成任務,向各係統發出指揮口令,一句“北京明白”,他經常要練習成百上千次。在“問天”任務中擔任北京總調度,並非樂天“首秀”。其實從2016年起,樂天就先後擔任了天和核心艙、天舟二號、天舟三號、天舟四號以及3次航天員出艙活動的北京調度,一聲聲“北京明白”凝聚著樂天對航天事業的深深熱愛。寒來暑往,冬去春來,十幾個春秋,樂天在航天一線默默堅守、奮鬥奉獻,用執著與熱愛踐行著北理工人的航天夢想。

  除了“北京明白”,“問天”實驗艙總體主任設計師,也是北理工人。張嶠,宇航學院2003級校友,中國空間技術研究院總體設計部高級工程師。

  作為“問天”實驗艙總體主任設計師,張嶠坦言,“問天”的研發難度很大,它的軸向長度超越了國際空間站的任意飛行艙段。“這是一項很有挑戰性的任務,我和團隊成員充分發揮特別能吃苦特別能戰鬥的工作精神,攻堅克難,砥礪奮鬥,堅決啃下了這個‘硬骨頭’。如何設計建造艙體,如何能夠更快更好地完成任務,與團隊成員的無數次交流討論,為我們留下了珍貴的記憶。” 從2003年本科入學到2012年博士畢業,九載歲月,無論是科研能力的培養,還是意誌品質的塑造,北理工給予了張嶠成長成才的廣闊空間。博士期間,張嶠經常為了一個試驗現象、一個邏輯關係、一段程序代碼挑燈夜戰,取得了研究課題中的一個個創新突破。“母校的一流育人平台、濃鬱的創新氛圍以及導師王寧飛教授的悉心指導,使我具備了良好的科研能力,也為我後來工作奠定了堅實基礎。”張嶠說。

  此外,還有很多北理工人為航天事業貢獻著力量。

  何宇,北理工機電學院校友,載人飛船係統總指揮。

  敬錚,北理工宇航學院校友,空間站係統副總指揮。

  朱光辰,宇航學院校友,空間站係統副總設計師。

  鄭偉宇航學院校友,神舟係列載人飛船產品保證經理(副總師)。

  牟宇,宇航學院校友,總體設計部總體室主任。

  李蒙,宇航學院校友,載人飛船係統總體主管設計師。

  "3,2,1……發射!”長征五號B遙三運載火箭騰空而起,漂亮的“火焰尾翼”劃破長空,衝向天際。為了保證火焰導排順暢,北理工科研團隊參與研製的關鍵技術,大幅度降低了燃氣射流核心區長度,有效降低了燃氣流對運載火箭的影響,該技術在文昌發射場導流槽工程中得到了廣泛應用,為中國火箭“編織”新一代“火焰尾翼”。

  神箭騰空,直上九天,每一次發射都牽動著億萬人民的心,要想了解發射後的火箭狀態,箭體上的視頻必不可少。為了保證直播圖像的順利呈現,北理工科研團隊開發的高效視頻編解碼技術為箭體圖像直播提供了技術支持,該技術自2005年首次應用於長征火箭以來,持續為“神舟”係列飛船的發射提供技術支持和服務,將火箭飛行動態的珍貴圖像實時傳回地麵。

  茫茫宇宙,浩瀚無垠,問天實驗艙將在宇宙中與空間站組合體進行交會對接,完成“一”字構型。本次交會對接將是我國目前最大噸位的兩個航天器之間的交會對接,麵對如此大場麵,北理工科研團隊研製的交會對接微波雷達信號處理機和微波應答機信號處理機將為他們精準導航。

  一代又一代北理工人,傳承紅色基因,紮根祖國大地,勇攀航天科技高峰,勇闖創新“無人區”,星辰大海,勇往無前!

  華中農業大學

  問天實驗艙發射任務01指揮員廖國瑞,是江西贛州人,華中農業大學2003級資源與環境學院地信專業本科生,2007級資源環境信息工程碩士。2010年,碩士畢業後的廖國瑞懷揣航天報國之夢來到西昌衛星發射中心,成為火箭控製係統的一名崗位操作手。

  如今,廖國瑞擔任文昌航天發射場某技術組組長,作為主操作手執行了10餘次航天發射任務,被譽為發射場的“金手指”和“天舟舵手”。

  浙江工業大學

  每一艘神舟飛船不僅裝載著勇敢的宇航員們,也承載著從研發、製造,到組裝等各個環節人員的日日夜夜。無數戰鬥在國防科研陣地上的先鋒,為研製、發射大型運載火箭、神舟載人飛船付出了無法言喻的艱辛勞動。

  2021年畢業於浙江工業大學土木工程學院給排水專業的彭浩,就是那幕後工作者之一,他說:“我們在幾十公裏之外,看著火箭發射、騰空,心中洶湧澎湃的是強烈的自豪感!”

  “我們就是穿著實驗服的農民。”彭浩的班長這樣形容他們在大漠的日常工作生活。每天六點起床之後,首先是“各司其職”,或是做飯,或是打掃衛生,緊而按排班表開始對設備進行檢查,巡視完之後開始“鍛煉”——幹農活,晚上準時收看新聞聯播……

  彭浩所在的駐地在酒泉戈壁灘,為了保持“綠進沙退”,防止“沙進人退”,綠化是他們的日常工作之一。身為“自治沙人”,他們勘察環境,開展治理工作。“控製排水”是彭浩在崗位上的主要工作。“我們所在的廠區主要負責控製和觀測一級泵站的抽水工作,需要實時觀測水量,保證後麵泵站和發射中心的供水。”彭浩說。

  在彭浩所在廠區的附近,一共有七個深井。他們日常管理著深井裏的泵站,將水打到下一站的蓄水池,這樣一級一級地打到酒泉衛星發射中心。主要是通過電腦係統,精準控製水流量,防止其他廠區出現缺水或者被淹的狀況。這些被加壓泵抽上來的水不僅僅被用於發射中心和廠區的生活,同時保證了廠區周圍防風林的種植。

  對於深處戈壁荒漠的酒泉來說,水資源是重中之重,而看似不起眼的給排水工作,實際上是這大漠上宛如生命線一般的重要工程,來自“神泉”的水資源不僅僅保證了發射中心的科研工作,保障了人員生活,還為大漠上的防風林建設出了一大份力。

  北京航空航天大學

  問天實驗艙成功發射,牽動著所有北航人的關注。在工程一線,眾多北航校友紮根航天事業,助力圓夢天宮。用代代接續傳承,詮釋“空天報國”精神。

  長征五號B運載火箭總設計師、北航1985級本科生李東接受央視新聞頻道現場采訪。中國載人航天工程副總設計師、北航2012級博士生張柏楠做客央視《新聞直播間》,解答問天實驗艙發射相關問題。

  長征五號運載火箭總指揮王玨,是北航2009屆博士生、宇航學院兼職博導。

  中國空間站係統總設計師、天和核心艙責任總設計師楊宏院士,是北航2013級博士生。

  載人航天工程超過三分之一的高級技術和管理人員,均為北航校友。

  能源與動力工程學院2006級校友、文昌航天發射場工程師、總體動力係統指揮員宋揚,正是其中一員。從學生時代,宋揚就立誌要從事航天。2010年,他從北航飛行器動力工程專業畢業,進入西昌衛星發射中心,一年之後,他主動請纓,作為先遣隊,投身文昌航天發射場開拓。十年間,隨著一次次任務曆練,從航天“小白”變為技術骨幹,宋揚的崗位也在不斷變化,從一級動力係統指揮員,到總體動力指揮員。

  新聞來源:軟科、各高校官方公眾號

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