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知“冷暖” 恒创新

  • 发布时间:2015-04-20 01:30:46  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  ■时代先锋

  几天前,叶培建院士在一次讲座中透露,嫦娥五号将于后年发射,其返回方式会有一个很大的创新。这样一则简单的消息被各大门户网站转发并广受关注,究其原因是人们对于美丽的太空,璀璨的星船,有太多美好的想象和期待。但是对科研人员来说,美好与璀璨背后,太空探索首先面临的就是恶劣的高低温环境。比如,嫦娥三号在月面生存面临的就是300摄氏度温差的严峻考验。

  如何让航天器在极冷极热的环境下仍能保持工作?如何确保航天员和飞行器上所有设备温度适宜、运行良好?正是中国航天科技集团五院空间飞行器总体设计部苗建印创新团队多年来上下求索的目标。

  研制最好的“冷暖衣”

  热控系统如同航天器的贴身衣服,确保航天器像人体一样感受到四季如春。苗建印创新团队的工作正是为航天器设计、裁剪并制作合体的“冷暖衣”。

  这支国际一流、国内顶尖的空间热控技术研发劲旅成立于1965年,由闵桂荣院士一手组建,是世界上最早从事热管技术研究的团队之一,集宇航热控产品研发、设计、生产为一体。他们为载人航天、月球探测、北斗导航等我国100余颗航天器贴身打造“冷暖空调”,创造了交付产品100%合格、在轨无一失效的业界奇迹。

  一组组充满荣耀的数字背后是数不清的困难和艰辛。

  2013年12月14日,嫦娥三号成功落月。为这一辉煌的时刻,无数航天人付出了无穷的智慧和心血。从2007年开始,苗建印和他的同事们就在为这一项目奋斗。面对重力为地球六分之一、陨石大坑遍布、昼夜温差超过300摄氏度的月面特殊环境,如何确保嫦娥三号“存活”下来并顺利开展巡视勘查任务,是研制团队面前的又一只“拦路虎”。

  经过两千多个日夜的奋战,他们研制出全球首创的两相流体回路,啃下了热控设计“硬骨头”,为它的生存安全打牢了基础。这个过程,苗建印到现在仍记忆深刻。

  在没有电能供给的条件下,如何应对零下180摄氏度的极寒考验?他们将目标锁定同位素热源,在月夜给嫦娥三号“生个热乎乎的炉子”。如何确保嫦娥三号平安度过月面120摄氏度“熔炉”?这是考验团队的另一个难关。

  基于丰富的热管技术基础,团队提出并研制了基于无电源、自适应可变热导热排散系统,国际上首次研制了适应多种重力环境与月球昼夜宽温区的可变热导热管。解决了月球探测器在全任务周期多种重力环境、多种工作姿态下的热控难题,成功实现了月昼120度左右高温、月尘、低重力等恶劣环境下探测器自适应热排散,为月球探测器提供了全新功能的“变频空调”。

   创新路上的“急行军”

  在中国空间技术研究院,有一间陈列室,这里记录着苗建印创新团队的成长足迹。白手起家研制出我国第一根宇航级热管,开发出我国首套热控百叶窗、国内首套可控热管辐射器、国内首台高效低温热管换热器、世界最小宇航级微型热管、全球首创相变材料热管、我国第一台太阳能热水器……一项项填补空白的创新成果勾勒出这个团队50年来的路线图。

  苗建印在接受科技日报记者采访时说,所有的创新并无捷径可寻,所谓的捷径只是抄袭或山寨,你始终无法解决深层次的问题。只有从基础做起才能真正有创新的能力和体系。“然而我们的积累相比世界上最先进的国家尚有差距,怎么才能快速跟上最前沿的技术?怎么才能让这种差距越来越小?这就要求我们比别人付出更多时间和精力。”

  一年多以前,嫦娥五号月面采样这一全新的任务,给苗建印和他的同事们抛出了一个前所未见的难题:如何控制采样“钻头”在工作时探测器系统产生的高温?不能突破这个瓶颈,采样任务将无法完成。面对技术要求复杂、基础薄弱、周期紧张的严峻形势,该如何破题?

  “以国际惯例的研究程序来说,需要5年的时间做基础理论研究,而后5年的时间做原理样机,再然后5年的时间做工程样机,而现在我们要用一年半的时间做十五年的事情,对我们来说实在太难了”,苗建印创新团队研究员张红星感叹道。总指挥兼总师杨孟飞针对任务的艰巨,心急如焚地来到苗建印创新团队督战。

  让他没有想到的是,苗建印没说几句就跟他“顶”了起来。“杨总,我知道您心急,我们也急。我向您申请一段自我运行的创新时间,请不要用型号管理的方法约束我们”。这意味着,团队既没有月计划催促,也没有周报、质量分析报告等要求,开始了自我管理的攻关历程。

  这并不意味着“放羊”,而是团队开始了“急行军”,终于在规定时间内开发出某关键产品,为实现航天器排热方法颠覆性变革,填补我国航天器热控专业发展空白奠定了基础。

  冰火锤炼出的“科研窍门”

  苗建印说科研不是蛮干,最讲究方法。他带领团队在多年的创新过程中也走过不少弯路,但最后他们总结了一套创新方法。“抢先一步,深挖一尺”“软硬兼修,虚实俱济”都是苗建印创新团队总结的重要创新方法。提前20年规划、10年开展基础研究、5年进行技术储备,具备实时开发新产品的能力,实现“抢先一步”;以同步覆盖基础创新、技术创新、产品创新三个层次的创新科研实现“深挖一尺”。在这个过程中,建立起一个“软硬兼修,虚实俱济”的创新平台。

  苗建印说,他自己早年有打篮球的爱好,但现在这一爱好随着越来越忙的工作不得不搁置,如果他有空闲的时间最喜欢干的是两件事,一件是看跨学科的书籍,另一件便是跟圈子里的科学家们聊天吃饭。“每次与这些前沿研究的科学家们见面都是一次头脑风暴。我能学到很多,也能把他们请到我们这里来,与不同的科研机构联合起来,才更有创新的氛围和基础”。正因为这样的思路,虽然苗建印团队只有25个人,但以这个团队为核心,他们联合了国内外60余家顶级科研机构,这一切使苗建印创新团队成为一个最好的创新平台,一个科研人员的大舞台。

  “文体全能”的创新团队

  在苗建印创新团队,我们见到了一群朝气蓬勃的科研人员。25个团队成员,平均年龄只有32岁,许多人都是80后,许多人毕业于名牌高校,毕业后投身航天事业。他们在接受科技日报记者采访时说,这个团队让他们感受到了责任和活力。

  责任源自于这个团队承载的历史意义。半个世纪以来,苗建印创新团队创造了重要的经济效益、军事效益和社会效益,先后获得国家高科技航天领域“先进集体”“全国工人先锋号”、航天科技集团公司“金牌班组”等各类荣誉及奖项。

  这份责任让他们来到这个团队后始终保持着高昂的学习热情。何江博士是团队里一个年轻的工程师。他说,我们常会聚在一起学习一些交叉学科的内容,办公室的每一面墙上都有黑板,苗建印老师有什么新想法时就在黑板上写下来,我们有问题或是想法也愿意在黑板上写下来,所有人一起探讨、一起学习。

  中国航天科技集团五院空间飞行器总体设计部的领导说,苗建印创新团队有一支“厉害的篮球队”,而苗建印正是这支篮球队的“核心人物”。

  这个团队还组建了一支名字叫热火的电声乐队,用吉他、贝斯、键盘、架子鼓演奏着航天人特有的激情如火般的旋律。他们改编的航天版《时间去哪儿了》被同事们广为传唱。

  苗建印创新团队以“火钻”来要求和激励自己。团队的年轻人们说,火钻是钻石中的极品,强度最硬、纯度最高、精雕细琢,一经面世便璀璨夺目,艳惊四座。

  (科技日报北京4月19日电)

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