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 5月8日13時49分，中國新一代載人飛船試驗船返回艙在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域成功著陸，試驗取得圓滿成功。哈工大新型防熱材料等研究成果在載人飛船上成功應(yīng)用，建校100周年專屬物品也搭乘載人飛船遨游太空后返回。

我國新一代載人飛船試驗船返回艙5月8日成功著陸

產(chǎn)學(xué)研融合 哈工大和北京衛(wèi)星制造廠有限公司聯(lián)合研發(fā)新型防熱材料 保障載人飛船試驗船成功返航

新一代載人飛船試驗船熱防護(hù)系統(tǒng)首次采用哈工大與北京衛(wèi)星制造廠有限公司聯(lián)合研發(fā)的新型超輕質(zhì)低燒蝕防隔熱一體化復(fù)合材料技術(shù)方案，與傳統(tǒng)AVCOAT材料相比，整體減重30%以上，防熱效率大幅提升，有效載荷明顯提高。熱防護(hù)系統(tǒng)承受住了再入返回過程中最高2000℃以上的高溫?zé)g，保障了返回艙的成功返航，為我國更高效、安全、經(jīng)濟(jì)地開展載人深空探測、近地空間站運(yùn)營打下了堅實基礎(chǔ)。

熱防護(hù)技術(shù)是應(yīng)用于深空探測飛行器、高超聲速飛行器等重大戰(zhàn)略需求的關(guān)鍵技術(shù)之一，輕量化、強(qiáng)韌化、抗燒蝕、耐超高溫是熱防護(hù)系統(tǒng)研究的焦點(diǎn)。新一代載人飛船要求具備第二宇宙速度返回能力，同時承載更大的有效載荷，對返回艙在熱防護(hù)系統(tǒng)輕量化、防隔熱、氣動外形保持和長時間服役能力等方面提出了更為苛刻的要求。

圍繞新一代載人飛船對熱防護(hù)系統(tǒng)的迫切需求，航天學(xué)院復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所杜善義院士提出“輕是基礎(chǔ)，熱是關(guān)鍵”的指導(dǎo)思想以及“理工結(jié)合，服務(wù)航天”的發(fā)展理念。多年來，韓杰才院士、張幸紅教授團(tuán)隊在超高溫?zé)岱雷o(hù)材料領(lǐng)域集智創(chuàng)新，深耕細(xì)作，解決了載人飛船在大熱流、高沖刷和長時間再入環(huán)境下超輕質(zhì)低燒蝕防隔熱一體化復(fù)合材料的多尺度-多級次構(gòu)筑、有機(jī)無機(jī)雜化高效防隔熱微結(jié)構(gòu)精確調(diào)控機(jī)制、燒蝕維形機(jī)理宏微觀預(yù)報等基礎(chǔ)科學(xué)問題。哈工大與北京衛(wèi)星制造廠有限公司大力協(xié)同，聯(lián)合攻關(guān)，突破了纖維織物增強(qiáng)體空間分布優(yōu)化、納米多孔結(jié)構(gòu)控制、原位陶瓷復(fù)合抗氧化燒蝕、近室溫快速低成本仿形制備等關(guān)鍵技術(shù)，形成了超輕質(zhì)低燒蝕防隔熱一體化復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)的完整理論體系和技術(shù)方案。防熱材料的耐溫性能和抗燒蝕性能等關(guān)鍵性能指標(biāo)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，強(qiáng)韌化性能優(yōu)于國際同類材料水平。

在中國空間技術(shù)研究院載人航天總體部和空間飛行器總體設(shè)計部的任務(wù)牽引和指導(dǎo)下，哈工大與北京衛(wèi)星制造廠有限公司產(chǎn)學(xué)研深度融合、通力協(xié)作，哈工大研究團(tuán)隊張幸紅教授和洪長青教授等多次往返航天院所和試驗考核驗證單位，經(jīng)歷百余次防熱復(fù)合材料的優(yōu)化設(shè)計、篩選、研討論證、試驗考核驗證直至方案最終確定，歷經(jīng)12年，參與和見證了新型熱防護(hù)材料體系從無到有、性能由弱變強(qiáng)的研發(fā)過程。雙方合作研發(fā)成果及時得到工程化應(yīng)用，成功實現(xiàn)了超大尺寸三維異形編織物整體成型防熱大底等防熱結(jié)構(gòu)制造，建立了相關(guān)熱防護(hù)材料工藝規(guī)范、評價體系和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)研究獲得載人航天預(yù)研、國防科工局基礎(chǔ)科研、北京衛(wèi)星制造廠有限公司委托協(xié)作以及國家自然科學(xué)基金等項目的資助。

新一代載人飛船是面向我國近地空間站運(yùn)營、載人月球探測等任務(wù)需求而論證的新型天地往返運(yùn)輸飛行器，是落實習(xí)近平總書記“發(fā)展航天事業(yè)，建設(shè)航天強(qiáng)國”重要指示的最新成就。新型低密度高性能熱防護(hù)系統(tǒng)的成功研發(fā)，樹立了航天企業(yè)、高等院校和科研院所之間產(chǎn)學(xué)研合作與應(yīng)用的典范，有效解決了新一代載人飛船再入大氣層時的熱防護(hù)關(guān)鍵難題，顯著增強(qiáng)了我國進(jìn)入、控制和利用空間的能力，在未來的空間資源開發(fā)和利用中將發(fā)揮重要作用。

新一代載人飛船試驗船氣動參數(shù)測量技術(shù)成功應(yīng)用

哈工大作為新一代載人飛船試驗船氣動參數(shù)測量的總體單位，針對總體需求研制并提供了4種共50余臺套專用飛行測試設(shè)備，用于測量返回艙大底和側(cè)壁表面特征點(diǎn)的壓力和溫度。據(jù)公開報道，試驗船飛行試驗任務(wù)圓滿成功，“獲取了返回艙高速再入過程中的氣動力和熱特性參數(shù)”，通過測量數(shù)據(jù)的分析與計算，將為新一代載人飛船的研制優(yōu)化提供重要參考。

航天學(xué)院孟松鶴教授團(tuán)隊長期從事熱防護(hù)結(jié)構(gòu)性能表征與評價研究，提出了高超聲速飛行器氣動環(huán)境參數(shù)與結(jié)構(gòu)關(guān)鍵響應(yīng)信息飛行測試新技術(shù)，解決了小型化、輕量化與熱匹配等難題，研制了多種飛行測試設(shè)備，在高熱流、長時間外壁熱流密度測試、熱流與壓力復(fù)合測試、典型燒蝕熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的氣動環(huán)境與材料耦合響應(yīng)信息獲取等方面開展了開創(chuàng)性工作，獲得了載人航天工程科研生產(chǎn)單位資格。2012年以來為多個型號任務(wù)提供了測試方案和設(shè)備，已圓滿完成了10次飛行測試任務(wù)，還將為我國首次火星探測任務(wù)——“天問-1號”提供相關(guān)技術(shù)支持。

建校百年專屬物品搭載新一代載人飛船遨游太空

多年來哈工大始終與中國航天事業(yè)發(fā)展同頻共振。值此建校百年之際，為加強(qiáng)哈工大與中國航天之間的密切關(guān)系，突出學(xué)校服務(wù)航天的辦學(xué)特色，建校100周年專屬物品搭載新一代載人飛船試驗船遨游太空。搭載物品包括取自哈爾濱、威海和深圳一校三區(qū)的土壤；采用航天鋁基復(fù)合材料，經(jīng)過學(xué)校專門工藝雕刻制成的學(xué)校校徽、校名和百年校慶標(biāo)識圖案的印章膜片；題為《致未來——寫給2050年的學(xué)弟學(xué)妹》——當(dāng)代哈工大學(xué)子寫給未來學(xué)弟學(xué)妹的一封信。這些搭載物品將在學(xué)校相關(guān)活動中應(yīng)用，并將收藏于學(xué)校航天館。