哈工大3项技术成果助力长征七号首飞

　　25日晚，长征七号火箭在海南文昌航天发射场成功首飞，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。记者26日从哈尔滨工业大学得知，在这一壮举背后，该校3项技术成果发挥了重要作用。

　　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。哈工大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。哈工大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，哈工大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，哈工大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。(作者：衣春翔)