让航天员安全回家的神州大伞是他们缝出来的(下)

航天科技成果应用多个领域

放眼历史,航天技术不仅推动人类太空探索和发现之旅,而且成果广泛应用于多个领域。

研究室照片墙上数十张精挑细选的图片,展示着中国航天科技集团五院508所(以下简称“五院508所”)航天器回收着陆团队多年来的成果。其中两张,是在庆祝新中国成立70周年阅兵活动中,空中护旗梯队的三架直-8直升机分别悬挂中国共产党党旗、中华人民共和国国旗、中国人民解放军军旗,飞过天安门广场上空。

看似寻常最奇崛。直升机悬挂的巨幅红旗最长达9米、宽达6米,在高空中以每小时160公里到180公里的速度飞行,巨幅旗帜尾部会产生剧烈抖动,受到很强的冲击,不但难以保证平整,使旗帜边缘受损,甚至可能撕裂整个旗帜。

如何解决这个问题?

先是旗面材料。五院508所选择的正是航天器降落伞伞衣用的高强锦丝绸,它可以适应高速气流的冲刷,保证旗面平整无损。考虑到这种材料的透光度太强,高空飞行起来的展示效果并不完美,五院508所与材料厂家合力攻关,在原布料上采用了特制涂料工艺,从地面看过去旗帜图案清晰可见。

还要保证在高速、高空飞行中红旗舒展又平整。五院508所研制团队想到,柔性的阅兵红旗在高速气流中飞行,与航天器回收降落伞的工作原理有一定的相似之处,通过应用流固耦合仿真分析等降落伞设计方法和思路,就能完美地呈现阅兵红旗的英姿。最终,他们选择在旗面尾部增加“风兜”结构,旗面在高空飞行时,“风兜”充气张满,增加旗面的气动稳定性。

最终,一面面鲜艳的红旗平整地飘过天安门上空,呈现在全国乃至全世界人民面前,展现出大国大党风采。

大型庆典中,常见五院508所的身影。

比如,庆祝新中国成立50周年和庆祝新中国成立60周年大会上稳稳飘立在天安门广场的大型充气灯笼,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年阅兵式上飞过天安门上空的巨幅红旗,庆祝中国共产党成立100周年大会上飞过天安门上空的巨幅党旗、标语,2022年北京冬奥会主火炬“飞扬”的试验验证等。五院508所以“精精益求精,万万无一失”的精神品质,为历次重大政治任务的圆满成功贡献航天力量。

不仅如此,近些年恰逢商业航天崛起。商业航天飞行器、无人机上所需要的高可靠、低成本伞降减速系统,均依托于航天器回收着陆技术。在保障传统任务基础上,回收着陆团队已经越来越多回应市场需求,开发全新应用场景,探索全新技术手段。

面向未来重塑核心技术体系

凡是过去,皆为序章。

今天,常挂在回收着陆人嘴边的词,已经不是“降落伞”,而是“柔性展开系统”。在这套系统中,降落伞和气囊只是其中专门实现减速、着陆功能的部分。

“我们这个专业实际上干的是平台技术、系统技术,是多学科融合的技术。”贾贺分析,其中至少涉及材料、结构、动力、电子等多方面的知识,需要整合多方力量向前探索。

“有人觉得,你们就踏踏实实搞回收着陆不就完了吗?为什么要干那么多‘分外之事’?”贾贺说。

他对记者回忆起,“人民科学家”叶培建院士的一番长谈。“叶院士问我,‘我们掌握的是世界前三的技术,如果把平台做小了,你自己服气吗?’‘我们不干这些事谁来干?’”

的确,放眼整个世界,能掌握进入、减速与着陆技术的,只有3个国家。此前,无论是天问一号所携带的“祝融号”火星车在火星成功着陆,还是嫦娥六号在人类历史上首次实现月球背面采样返回,背后都有这些技术的支撑。

面向未来的改革,“核心技术体系的重塑”就这样徐徐铺展开。

在五院508所领导支持下,研究室明确了3个技术方向。一是超声减速技术,二是柔性展开结构,三是综合评价。

每个方向都有现实需求为支撑。以柔性展开技术为例,随着中国发射卫星越来越多,在卫星结束使命离轨时,可以使用增阻离轨技术,用柔性球增加阻力,推动卫星离轨。再如综合评价方面,对于航天科技的各个环节来说,都需要进行更科学合理的评估,如今团队正在探索柔性传感等更先进的手段,以更精准地自动感应降落伞受力情况、舱体健康态势等。

改革需要人才队伍建设。回收着陆团队已经为青年科技人才逐步建立起了成长梯队,从“晨光”到“阳光”到“极光”,青年人可以在这里逐步成长为领军人才。近3年间,研究室新进硕士、博士多达19人。

重大使命之下,是一支精干的队伍。研究室仅有125人,其中包括了研究人员、设计人员、工艺人员、检验人员、测试人员、试验人员等。但是,“别看我们人少,从论证开始,到设计、加工、实验、验证直到最后的保障、评价,全链条都可以在我们团队内完成闭环。”

如今,这个团队既有集团公司重点实验室、北京市创新工作室,又有北京市技能大师工作室,从技术创新到系统设计、人员培养,都打造了完整的体系。

发展需求带来更多新任务,也为研究室提供了锻炼人才的机会。贾贺分析,宇航领域的任务,能让人才学好规矩,建立系统观念、研究思路,培养做工程的能力;市场上的任务,如商业航天等,可以对新技术新方法进行探索与验证,可以锻炼人才创新实践的能力。

“我们认为,这支队伍既不能只专注于新颖的理论,也不能固守工程领域,两者之间应该是耦合关系,是相互促进的。”贾贺说,研究室如今建立的体系,在高成熟度、高可靠度的任务和很前沿、很创新的探索间架起了桥梁。

一个让他感到欣喜的变化是,过去团队成员不爱参加各领域会议,“总觉得和自己做的事不搭界”;如今大家经常主动去参加非常前沿领域的会议,广泛听取各行各业的创新成果,“大家开始互相激发,探索未来无限的可能。”

从一顶“大伞”开始,这个团队踏上了往更远深空探测的征途。(记者刘少华 李莉参与采写)

原标题:让航天员安全回家的神州大伞是他们缝出来的(下)