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知“冷暖” 恒創新

  • 發佈時間:2015-04-20 01:30:46  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  ■時代先鋒

  幾天前,葉培建院士在一次講座中透露,嫦娥五號將於後年發射,其返回方式會有一個很大的創新。這樣一則簡單的消息被各大門戶網站轉發並廣受關注,究其原因是人們對於美麗的太空,璀璨的星船,有太多美好的想像和期待。但是對科研人員來説,美好與璀璨背後,太空探索首先面臨的就是惡劣的高低溫環境。比如,嫦娥三號在月面生存面臨的就是300攝氏度溫差的嚴峻考驗。

  如何讓航太器在極冷極熱的環境下仍能保持工作?如何確保航太員和飛行器上所有設備溫度適宜、運作良好?正是中國航太科技集團五院空間飛行器總體設計部苗建印創新團隊多年來上下求索的目標。

  研製最好的“冷暖衣”

  熱控系統如同航太器的貼身衣服,確保航太器像人體一樣感受到四季如春。苗建印創新團隊的工作正是為航太器設計、裁剪並製作合體的“冷暖衣”。

  這支國際一流、國內頂尖的空間熱控技術研發勁旅成立於1965年,由閔桂榮院士一手組建,是世界上最早從事熱管技術研究的團隊之一,集宇航熱控産品研發、設計、生産為一體。他們為載人航太、月球探測、北斗導航等我國100余顆航太器貼身打造“冷暖空調”,創造了交付産品100%合格、在軌無一失效的業界奇跡。

  一組組充滿榮耀的數字背後是數不清的困難和艱辛。

  2013年12月14日,嫦娥三號成功落月。為這一輝煌的時刻,無數航太人付出了無窮的智慧和心血。從2007年開始,苗建印和他的同事們就在為這一項目奮鬥。面對重力為地球六分之一、隕石大坑遍佈、晝夜溫差超過300攝氏度的月面特殊環境,如何確保嫦娥三號“存活”下來並順利開展巡視勘查任務,是研製團隊面前的又一隻“攔路虎”。

  經過兩千多個日夜的奮戰,他們研製出全球首創的兩相流體回路,啃下了熱控設計“硬骨頭”,為它的生存安全打牢了基礎。這個過程,苗建印到現在仍記憶深刻。

  在沒有電能供給的條件下,如何應對零下180攝氏度的極寒考驗?他們將目標鎖定同位素熱源,在月夜給嫦娥三號“生個熱乎乎的爐子”。如何確保嫦娥三號平安度過月面120攝氏度“熔爐”?這是考驗團隊的另一個難關。

  基於豐富的熱管技術基礎,團隊提出並研製了基於無電源、自適應可變熱導熱排散系統,國際上首次研製了適應多種重力環境與月球晝夜寬溫區的可變熱導熱管。解決了月球探測器在全任務週期多種重力環境、多種工作姿態下的熱控難題,成功實現了月晝120度左右高溫、月塵、低重力等惡劣環境下探測器自適應熱排散,為月球探測器提供了全新功能的“變頻空調”。

   創新路上的“急行軍”

  在中國空間技術研究院,有一間陳列室,這裡記錄著苗建印創新團隊的成長足跡。白手起家研製出我國第一根宇航級熱管,開發出我國首套熱控百葉窗、國內首套可控熱管輻射器、國內首臺高效低溫熱管換熱器、世界最小宇航級微型熱管、全球首創相變材料熱管、我國第一台太陽能熱水器……一項項填補空白的創新成果勾勒出這個團隊50年來的路線圖。

  苗建印在接受科技日報記者採訪時説,所有的創新並無捷徑可尋,所謂的捷徑只是抄襲或山寨,你始終無法解決深層次的問題。只有從基礎做起才能真正有創新的能力和體系。“然而我們的積累相比世界上最先進的國家尚有差距,怎麼才能快速跟上最前沿的技術?怎麼才能讓這種差距越來越小?這就要求我們比別人付出更多時間和精力。”

  一年多以前,嫦娥五號月面採樣這一全新的任務,給苗建印和他的同事們拋出了一個前所未見的難題:如何控制採樣“鑽頭”在工作時探測器系統産生的高溫?不能突破這個瓶頸,採樣任務將無法完成。面對技術要求複雜、基礎薄弱、週期緊張的嚴峻形勢,該如何破題?

  “以國際慣例的研究程式來説,需要5年的時間做基礎理論研究,而後5年的時間做原理樣機,再然後5年的時間做工程樣機,而現在我們要用一年半的時間做十五年的事情,對我們來説實在太難了”,苗建印創新團隊研究員張紅星感嘆道。總指揮兼總師楊孟飛針對任務的艱巨,心急如焚地來到苗建印創新團隊督戰。

  讓他沒有想到的是,苗建印沒説幾句就跟他“頂”了起來。“楊總,我知道您心急,我們也急。我向您申請一段自我運作的創新時間,請不要用型號管理的方法約束我們”。這意味著,團隊既沒有月計劃催促,也沒有週報、品質分析報告等要求,開始了自我管理的攻關歷程。

  這並不意味著“放羊”,而是團隊開始了“急行軍”,終於在規定時間內開發出某關鍵産品,為實現航太器排熱方法顛覆性變革,填補我國航太器熱控專業發展空白奠定了基礎。

  冰火錘鍊出的“科研竅門”

  苗建印説科研不是蠻幹,最講究方法。他帶領團隊在多年的創新過程中也走過不少彎路,但最後他們總結了一套創新方法。“搶先一步,深挖一尺”“軟硬兼修,虛實俱濟”都是苗建印創新團隊總結的重要創新方法。提前20年規劃、10年開展基礎研究、5年進行技術儲備,具備實時開發新産品的能力,實現“搶先一步”;以同步覆蓋基礎創新、技術創新、産品創新三個層次的創新科研實現“深挖一尺”。在這個過程中,建立起一個“軟硬兼修,虛實俱濟”的創新平臺。

  苗建印説,他自己早年有打籃球的愛好,但現在這一愛好隨著越來越忙的工作不得不擱置,如果他有空閒的時間最喜歡幹的是兩件事,一件是看跨學科的書籍,另一件便是跟圈子裏的科學家們聊天吃飯。“每次與這些前沿研究的科學家們見面都是一次頭腦風暴。我能學到很多,也能把他們請到我們這裡來,與不同的科研機構聯合起來,才更有創新的氛圍和基礎”。正因為這樣的思路,雖然苗建印團隊只有25個人,但以這個團隊為核心,他們聯合了國內外60余家頂級科研機構,這一切使苗建印創新團隊成為一個最好的創新平臺,一個科研人員的大舞臺。

  “文體全能”的創新團隊

  在苗建印創新團隊,我們見到了一群朝氣蓬勃的科研人員。25個團隊成員,平均年齡只有32歲,許多人都是80後,許多人畢業于名牌高校,畢業後投身航太事業。他們在接受科技日報記者採訪時説,這個團隊讓他們感受到了責任和活力。

  責任源自於這個團隊承載的歷史意義。半個世紀以來,苗建印創新團隊創造了重要的經濟效益、軍事效益和社會效益,先後獲得國家高科技航太領域“先進集體”“全國工人先鋒號”、航太科技集團公司“金牌班組”等各類榮譽及獎項。

  這份責任讓他們來到這個團隊後始終保持著高昂的學習熱情。何江博士是團隊裏一個年輕的工程師。他説,我們常會聚在一起學習一些交叉學科的內容,辦公室的每一面墻上都有黑板,苗建印老師有什麼新想法時就在黑板上寫下來,我們有問題或是想法也願意在黑板上寫下來,所有人一起探討、一起學習。

  中國航太科技集團五院空間飛行器總體設計部的領導説,苗建印創新團隊有一支“厲害的籃球隊”,而苗建印正是這支籃球隊的“核心人物”。

  這個團隊還組建了一支名字叫熱火的電聲樂隊,用吉他、貝斯、鍵盤、架子鼓演奏著航太人特有的激情如火般的旋律。他們改編的航太版《時間去哪兒了》被同事們廣為傳唱。

  苗建印創新團隊以“火鑽”來要求和激勵自己。團隊的年輕人們説,火鑽是鑽石中的極品,強度最硬、純度最高、精雕細琢,一經面世便璀璨奪目,艷驚四座。

  (科技日報北京4月19日電)

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