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        1. 長征五號B火箭首飛成功,帶你盤點背後的哈工大力量

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            5月5日18時0分,為我國載人空間站工程研制的長征五號B運載火箭在海南文昌首飛成功,正式拉開我國載人航天工程“第三步”任務的序幕。從長征五號首飛,到長征五號B首飛,哈爾濱工業大學多項技術成果應用其中,為助力長五成功飛行貢獻瞭哈工大力量。

            航天學院復合材料與結構研究所赫曉東教授團隊承擔的“發動機氣瓶熱防護”項目,成功研制出一種輕質高效柔性絕熱復合防護結構,獲得航天產品準入資質,具備量產能力。該柔性絕熱復合防護結構應用於長征五號運載火箭二級發動機,3次助力長征五號成功飛天。研究團隊采用材料微結構連續調控優化設計方法,充分發揮纖維材料性能特點,研制出瞭纖維分佈特殊、密度小、隔熱性能優異,並具備三維曲面貼合、阻燃及不吸潮等特點的輕質絕熱柔性熱防護材料。發動機氣瓶組件及氣瓶支架均采用該柔性熱防護結構,在長達30分鐘的輻射傳熱和羽流形成的對流傳熱耦合工況下,發動機氣瓶殼體的表面溫升不超過35℃,解決瞭長征五號二級發動機艙內熱防護難題。

            長征五號氫氧發動機噴管延伸段由300多根變截面薄壁方管螺旋纏繞排佈焊接而成,焊縫長度超過1700米。手工焊接存在的焊接質量穩定性差、生產效率低的問題難以保證運載火箭密集發射、高可靠性提出的精細化高效焊接需求。材料學院陳彥賓教授研究團隊開展瞭近10年的技術攻關,基於焊接結構力學理論,提出瞭密排焊道錯位焊接控制變形的方法,有效地解決超薄異形管焊接變形的難題;采用三條紋結構光識別技術,突破瞭帶羊角焊縫識別、大曲率軌跡的跟蹤瓶頸;開發出瞭九軸聯動機器人自動化集成技術及裝備,實現瞭過程參數及工藝裝備的精密控制。團隊發揚哈工大“規格嚴格,功夫到傢”的作風,先後研制出具有國際先進水平的機器人自動化焊接裝備,提供多臺設備完成瞭生產車間的技術升級和改造,實現瞭氫氧發動機管束式噴管延伸段的自動化生產,生產周期縮短一半以上。

            金屬橡膠技術是解決航空航天領域高真空、大溫差、強輻射等極端工況下阻尼減振等技術難題的專用技術。金屬橡膠阻尼環具有可設計性的阻尼性能,其組合結構可實現復雜力學環境工況下設備的隔振。機電學院金屬橡膠技術研究所薑洪源教授團隊為長征五號解決瞭高真空、大溫差、強輻射等極端工況下阻尼減振難題。依托學校的研發基礎與優勢,金屬橡膠技術研究所圍繞國傢重大需求,瞄準技術瓶頸,制備瞭滿足不同工況和不同結構需求的金屬橡膠構件,部分金屬橡膠元件成功替代瞭重要裝備上的進口元器件,並在嫦娥三號著陸器等任務中得到成功應用。

            機電學院王黎欽教授團隊承擔瞭長征五號火箭芯級和上面級發動機低溫重載渦輪泵用陶瓷軸承的預研和工程樣機技術攻關任務,這是國內首次在液氫渦輪泵上采用高速重載低溫自潤滑陶瓷軸承。該團隊充分發揮前期在陶瓷軸承應用基礎方面的研究積累,攻克瞭陶瓷軸承超低溫匹配性設計技術、陶瓷球低損傷高精度制造技術、自潤滑保持架材料及其轉移膜固體潤滑技術、軸承摩擦副匹配性表面強化技術等核心技術和工藝,突破瞭高速、重載、沖擊、超低溫、固體潤滑軸承的核心技術,大幅度提高瞭火箭發動機軸承的關鍵指標,建立瞭相應的技術規范,為新一代大推力氫氧火箭發動機提供瞭核心技術支撐,為長征五號火箭發動機的預研、方案改進、長程試車和技術定型做出瞭重要貢獻,也為我國更大推力的火箭發動機研制提供瞭先進技術基礎。

            除瞭提供技術支撐,青年教師朱磊設計團隊還為長征五號設計logo扮靚妝容。據介紹,長五系列火箭logo方案的概念創意源自於中國傳統文化中的太極圖案,整體展現出一個動感的“5”的形象——象征著“長五”火箭尋求包括性能、可靠性、經濟性和安全環保等多重因素的綜合優化;同時,其圓形輪廓象征著這個品牌和天空的關系,並寓意著長五系列火箭的圓滿成功。在全箭塗裝的整體色彩處理上,紅色的長五logo與國旗相互呼應,在整箭大面積白色基調的基礎上建立瞭以紅色為主導的視覺印象,從視覺傳達角度強化瞭中國元素的主導地位,整體的塗裝形態和配色傳達出象征中國大國形象的視覺語義。

            另外,在此次發射的新一代載人飛船試驗船上,還搭載瞭我校航天學院院旗。2017年6月7日到11日,航天學院舉行“踐履航天,惟新強校”成立30周年系列主題活動。在“我與航天”主題報告會上,航天科技集團五院載人航天總體部新飛船團隊成員、航天學院校友代表和紫丁香學生微納衛星團隊代表進行瞭航天學院院旗搭載飛天移交儀式。此刻簽滿航天學院師生簽名的院旗正伴隨新一代載人飛船遨遊太空。