我校3项技术成果助力“长征七号”首飞

      哈工大报讯（记宣/文）6月25日晚，“长征七号”火箭在海南文昌成功首飞，标志着我国载人航天工程和新一代运载火箭研制取得重大突破。在这一壮举背后，我校3项技术成果发挥重要作用。

      先进焊接与连接国家重点实验室张秉刚教授、冯吉才教授团队负责完成的铜钢电子束焊接技术研究成果应用于“长征七号”新型大推力液氧煤油发动机制造。新一代大推力液氧煤油发动机是“长征七号”的动力“心脏”，推力室作为火箭发动机的关键部件，其身部的铜钢高强度焊接是推力室研制的关键技术之一。我校协同航天六院开展了铜钢高质量焊接技术攻关研究，张秉刚教授、冯吉才教授课题组提出了复合界面强化理论，研发出电子束自熔钎焊技术，解决了铜钢薄壁接头脆性相与组织控制、焊缝成形及接头变形控制的难题，实现了新一代液氧煤油大推力发动机的高质量焊接，技术指标达到了国际先进水平，使我国对该类发动机特定结构组件的焊接技术跻身国际先进行列。该技术前期已经在“长征六号”上得到了首次验证，这次在“长征七号”上得到稳定应用，并将助力后续即将发射的“长征五号”大推力火箭。

      作为无毒无污染、高可靠性的新一代运载火箭，“长征七号”最大的亮点之一就是采用了先进的液氧煤油发动机。如果说发动机是火箭的“心脏”，那么增压输送系统就是“血管”。五通件是增压输送系统的关键构件，工作时承受着零下183℃的低温、冲击和振动等苛刻载荷，只有采用整体结构，才能满足“长征七号”的高可靠性要求。整体结构五通件的形状十分复杂，壁厚均匀性要求极严，现有技术无法制造出来，成了型号研制的瓶颈难题。材料学院流体高压成形技术研究所苑世剑教授、徐永超教授等科研人员接到任务后，利用多年潜心研究的流体高压成形理论和技术，大胆地提出了制造整体结构五通件的全新技术：利用流体介质以柔克刚、如影随形的特点，把简单的平板坯料成形为整体结构五通件。研究团队解决了起皱、破裂、橘皮等缺陷，通过计算机仿真和大量实验，攻克了一系列技术难题，成功地研制出了整体结构五通件，并通过“长征七号”火箭从初样到正样的各种测试考核，被确定为正式产品，确保了型号研制进度。火箭总体单位航天一院认为，哈工大采用具有自主知识产权的流体高压成形技术，在国际上首次研制出整体结构五通件，大幅提高了低温燃料增压输送系统的可靠性，为我国运载火箭升级换代起到了不可替代的作用。

      “长征七号”火箭首发中搭载了多用途飞船缩比返回舱，是我国正在研制的新一代载人飞船的首次实验飞行。缩比返回舱采用了“上面小、下面大”的倒锥形，本次实验飞行将验证倒锥形所带来的气动外形的变化，对航天飞行产生的影响。获取返回舱在轨自由飞行气动数据在我国尚属首次。航天学院复合材料与结构研究所（特种环境复合材料技术重点实验室）孟松鹤教授团队针对多用途飞船缩比返回舱的气动参数测量任务，研制了3种专用飞行测试传感器，分别测试返回舱再入过程中气动热环境的热流密度、压力以及防热结构内部的温度响应。从2014年1月开始，我校作为气动参数测量传感器的总体单位，完成了近40套飞行测试传感器的设计、生产、试验与地面风洞考核，于2015年12月底提交总体部，并参与了相关地面测试。多用途飞船缩比返回舱完成飞行实验返回后，我校将负责气动参数测量数据的分析与解算，为新一代载人飞船的外形设计、防热设计方案评价提供依据。