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哈尔滨工业大学多项成果助力长征五号B首飞

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5月5日18时0分,为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功,正式拉开我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。从长征五号首飞,到长征五号B首飞,哈尔滨工业大学多项技术成果应用其中,为助力长五成功飞行贡献了力量。此外,在此次发射的新一代载人飞船试验船上,还搭载了哈工大航天学院院旗。此刻,签满哈工大航天学院师生签名的院旗正伴随新一代载人飞船遨游太空。

哈工大航天学院复合材料与结构研究所赫晓东教授团队承担的“发动机气瓶热防护”项目,成功研制出一种轻质高效柔性绝热复合防护结构,获得航天产品准入资质,具备量产能力。该柔性绝热复合防护结构应用于长征五号运载火箭二级发动机,3次助力长征五号成功飞天。发动机气瓶组件及气瓶支架均采用该柔性热防护结构,在长达30分钟的辐射传热和羽流形成的对流传热耦合工况下,发动机气瓶壳体的表面温升不超过35℃,解决了长征五号二级发动机舱内热防护难题。

长征五号氢氧发动机喷管延伸段由300多根变截面薄壁方管螺旋缠绕排布焊接而成,焊缝长度超过1700米。手工焊接存在焊接质量稳定性差、生产效率低等问题。哈工大材料学院陈彦宾教授研究团队开展了近10年的技术攻关,提出了密排焊道错位焊接控制变形的方法,有效地解决超薄异形管焊接变形的难题;开发出了九轴联动机器人自动化集成技术及装备,实现了过程参数及工艺装备的精密控制。团队先后研制出具有国际先进水平的机器人自动化焊接装备,实现了氢氧发动机管束式喷管延伸段的自动化生产,生产周期缩短一半以上。

金属橡胶技术是解决航空航天领域高真空、大温差、强辐射等极端工况下阻尼减振等技术难题的专用技术。哈工大机电学院金属橡胶技术研究所姜洪源教授团队为长征五号解决了高真空、大温差、强辐射等极端工况下阻尼减振难题。研究所围绕国家重大需求,瞄准技术瓶颈,制备了满足不同工况和不同结构需求的金属橡胶构件,部分金属橡胶元件成功替代了重要装备上的进口元器件,并在嫦娥三号着陆器等任务中得到成功应用。

哈工大机电学院王黎钦教授团队承担了长征五号火箭芯级和上面级发动机低温重载涡轮泵用陶瓷轴承的预研和工程样机技术攻关任务,这是国内首次在液氢涡轮泵上采用高速重载低温自润滑陶瓷轴承。团队攻克了陶瓷轴承超低温匹配性设计技术等核心技术和工艺,大幅度提高了火箭发动机轴承的关键指标,建立了相应的技术规范,为新一代大推力氢氧火箭发动机提供了核心技术支撑,为长征五号火箭发动机的预研、方案改进、长程试车和技术定型做出了重要贡献,也为我国更大推力的火箭发动机研制提供了先进技术基础。

除了提供技术支撑,青年教师朱磊设计团队还为长征五号设计l ogo扮靓妆容。据介绍,长五系列火箭l ogo方案的概念创意源自于中国传统文化中的太极图案,整体展现出一个动感的“5”的形象——象征着“长五”火箭寻求包括性能、可靠性、经济性和安全环保等多重因素的综合优化。在全箭涂装的整体色彩处理上,红色的长五l ogo与国旗相互呼应,在整箭大面积白色基调的基础上建立了以红色为主导的视觉印象,强化了中国元素的主导地位。

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