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自主创新为宇航技术“添翼” ---访"新型HAN基无毒发动机技术"发明团队
作者:劳动报记者赵思宇 时间:2019/5/10 8:38:45
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  上海空间推进研究所“新型HAN基无毒发动机技术”发明团队经过近十年坚持不懈地攻坚克难,突破关键技术,研发出新型无毒的HAN基发动机,并先于美、日、俄等国在世界上第一个成功实现HAN基发动机的飞行应用。该技术绿色环保,引领了世界空间无毒发动机技术的发展,为我国航天航空器动力技术创新和综合效能提升发挥了重要作用,彰显了中国作为航天大国在国际社会中的责任和担当。

  实现宇航动力绿色环保是国际社会的一致要求。但目前国内外绝大部分传统单组元发动机均采用有毒的肼类推进剂,其系统加注、维护操作复杂,一旦发生泄露将危害人的身体健康和造成环境污染。与肼类推进剂发动机相比,HAN基发动机具有无毒、环保、性能高、安全性能好、使用维护简捷和操作成本低等优点。目前,HAN基无毒发动机属国内完全独立自主研发并拥有全部知识产权。

  技术创新并非易事,只有亲身参与其中的人才最明白。项目负责人姚天亮向劳动报记者介绍,这个由十几个核心成员组成的科研团队,是支学历高、专业经验丰富、人员结构合理、充满活力且富有责任感的队伍。2017年初,团队接到一个富有挑战而且紧迫的任务,就是要将处于预先研究阶段的HAN发动机实现在卫星上的飞行应用,而且必须在一年内完成全部动力系统的交付。一年内交付动力系统,即使对于成熟型号也是非常紧张的,更何况国内外HAN基发动机还从未上天飞行过,没有任何成功的经验可以借鉴,但是航天人的信条永远是在攻坚克难中去实现一个个目标。团队成员知道,要将预研的HAN基发动机实现国际首飞,必定会遇到各种不可预知的问题,需要考虑得更仔细、更周全。该发动机是用于卫星的,因此要求工作寿命更长,技术要求也更高。团队成员决心不畏艰难,保持恒心和毅力,争分夺秒,定要啃下这块“硬骨头”。

  为了能缩短研制周期,科研团队全部蹲点一线,在生产现场、在试验台前,与工作人员一起熬通宵,甚至是连续几天几夜不合眼。“我们要将发动机在太空中几年时间里所经历的状况,压缩到几天内做完各种测试。”大家认为,只有在现场观察,才能对发动机出现的问题做出最快速、最准确的判断,并且能在第一时间对发动机方案进行优化调整,所以关键时刻都坚守在试验第一线,毫无怨言。攻关过程中,科研团队遇到了层出不穷的状况。“发动机内部超高温,环境恶劣,数秒之内就可能上升或下降一千多摄氏度……这些对发动机研发带来了很大的挑战。”姚天亮表示,这些都要求团队成员突破固有的思维模式。该技术更是融合了单组元液体火箭发动机、工程热力学、化学工程、材料力学和结构力学等多学科内容,综合而复杂。面对种种挑战,团队毫不畏惧和退缩,坚持自主创新的精神,一步步跨过难关。先后解决了长寿命高可靠HAN基发动机、长时间热管理、低功耗可靠启动、长时间稳定工作、新结构发动机的生产与装配工艺等多个关键技术和工程难题。大家通过周全考虑每一个可能出现的问题,提前协调安排好进度节点,最终按照计划完成了动力系统的交付。

  2018年2月,采用HAN基发动机的一颗卫星成功实现变轨飞行,完成了卫星飞行任务。其成功首飞标志着我国先于美、日、俄等国成为世界第一个掌握并在轨应用HAN基发动机技术的国家,为我国航天事业注入了新的动力。自此,创新团队自上世纪九十年代就开始的HAN火箭发动机研究,终于开花结出硕果。“科研工作耗时长、相对枯燥,正是两三代航天人持久的坚持和奋斗,才造就了今天的成绩。”团队科研人员在倍感光荣和自豪的同时,也正在加紧让这项创新技术在其他型号上实现应用,为我国宇航动力技术创新和综合效能提升提供源动力。

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