武汉纺织大学研制“新材料” 助力天问一号应对着陆“魔鬼9分钟”

http://www.texnet.com.cn/ 2021-05-18 08:43:02 来源:湖北广电融媒体

  5月15日上午7点18分,天问一号探测器着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。在着陆的“魔鬼9分钟”里,有一个重要配套部件——“火星着陆巡视器耐高温弹性密封装置”,是为探测器姿态调整提供保障的。而这个部件,正是武汉纺织大学研制的。

  探测器着陆,用时约9分钟。9分钟内,速度要从每小时2万千米降至每小时0米。在这“魔鬼9分钟”里,探测器会产生的剧烈抖动,发动机喷口会产生1500℃高温火焰,这些,都对天问一号探测器平稳着陆带来很大的挑战。

  武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室副教授刘可帅:“只有我们在热密封的条件下,才可能保证发动机的反推力是精准可控的,保证发动机的火焰必须沿着它的尾管喷出。”

  研发出既耐1500度高温、又100%回弹性的密封装置,正是徐卫林教授团队的核心任务。

  武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室教师郭维琪:“现有的材料来讲,没有一种材料能够在1500(摄氏)度的温度下,还能够做到隔热密封,并且100%回弹。”

  查阅了大量文献、尝试了多种方案后,研发团队仍然没有找到同时兼顾耐热与回弹的理想材料,于是,徐卫林教授转变思路,分开找,然后再合二为一。

  武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室副教授刘可帅:“我们选择了无机纤维与金属纤维的一个复合成型,特殊的一种办法,然后做成了产品,在航空基地里面进行了测试,就是模拟太空环境下面的点火,隔热、耐高温、100%的回弹,这三个方向我们都满足了。”

  千辛万苦,终于有了进展,但没来得及庆祝,新的问题又出现了,实验中,材料发生了流变粘接。

  武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室副教授刘可帅:“粘接的造成的后果两个字,失败,相当于这个是一个废品。”

  无奈,研发团队只得重新做实验。团队全员取消休假,前往位于大山深处的研究基地,进行太空模拟试验。无机纤维材料和金属材料难以混编,市面上也没有成熟的设备,团队就自制模具,配合手工编织,经过十四个月的艰苦攻关,终于研制出“火星着陆巡视器耐高温弹性密封装置”。

  武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室副教授刘可帅:“包括我们现在做的耐高温弹性隔热装置,也是火星探测成千上万个零件中的一个零件,包括我作为科研人员也是在整个航天人里面,我只是其中的一员,我仅仅相当于是一颗小小螺丝钉,把自己所在的这个岗位上的工作把它做好。”

  武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室教师郭维琪:“就是一个螺丝钉,都是必不可少的,每个人做好自己本职,不管是从国家、不管从团队,能做出自己的贡献吧。”

  接下来,武汉纺织大学将着力发挥省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室等高端平台创新驱动能力,继续突破一系列“卡脖子”关键技术,引领从生物医疗到国防军工、航空航天、节能环保、智能穿戴等领域的“现代纺织、超纺织、大纺织”科研和应用不断拓展。

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