“冰城創(chuàng)造”助長征七號首飛成功

長征七號運(yùn)載火箭的首飛成功，標(biāo)志著我國載人航天工程和新一代運(yùn)載火箭研制取得重大突破。在這一壯舉背后，哈爾濱工業(yè)大學(xué)3項(xiàng)技術(shù)成果發(fā)揮了重要作用。

制造火箭“心臟”

新一代大推力液氧煤油發(fā)動機(jī)是長征七號的動力“心臟”，推力室作為火箭發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵部件，其身部的銅鋼高強(qiáng)度焊接是推力室研制的關(guān)鍵技術(shù)之一。

哈工大先進(jìn)焊接與連接國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張秉剛教授、馮吉才教授團(tuán)隊(duì)協(xié)同航天六院開展了銅鋼高質(zhì)量焊接技術(shù)攻關(guān)研究，張秉剛教授、馮吉才教授課題組提出了復(fù)合界面強(qiáng)化理論，研發(fā)出電子束自熔釬焊技術(shù)，解決了銅鋼薄壁接頭脆性相與組織控制、焊縫成形及接頭變形控制的難題，實(shí)現(xiàn)了新一代液氧煤油大推力發(fā)動機(jī)的高質(zhì)量焊接，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，使我國對該類發(fā)動機(jī)特定結(jié)構(gòu)組件的焊接技術(shù)躋身國際先進(jìn)行列。該項(xiàng)技術(shù)在長征七號上得到穩(wěn)定應(yīng)用，并將助力后續(xù)即將發(fā)射的長征五號大推力火箭。

研制火箭“血管”

作為無毒無污染、高可靠性的新一代運(yùn)載火箭，長征七號最大的亮點(diǎn)之一就是采用了先進(jìn)的液氧煤油發(fā)動機(jī)。如果說發(fā)動機(jī)是火箭的“心臟”，那么增壓輸送系統(tǒng)就是“血管”。五通件是增壓輸送系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)件，工作時承受著零下183℃的低溫、沖擊和振動等苛刻載荷。整體結(jié)構(gòu)五通件形狀復(fù)雜，壁厚均勻性要求極嚴(yán)，現(xiàn)有技術(shù)無法制造出來，成為型號研制的瓶頸難題。

哈工大材料學(xué)院流體高壓成形技術(shù)研究所苑世劍教授、徐永超教授等科研人員大膽提出了制造整體結(jié)構(gòu)五通件的全新技術(shù)：利用流體介質(zhì)以柔克剛、如影隨形的特點(diǎn)，把簡單的平板坯料成形為整體結(jié)構(gòu)五通件。研究團(tuán)隊(duì)解決了起皺、破裂、橘皮等缺陷，成功研制出整體結(jié)構(gòu)五通件，并通過長征七號火箭從初樣到正樣的各種測試考核，被確定為正式產(chǎn)品，確保了型號研制進(jìn)度。

火箭總體單位航天一院認(rèn)為，哈工大的流體高壓成形技術(shù)，在國際上首次研制出整體結(jié)構(gòu)五通件，大幅提高了低溫燃料增壓輸送系統(tǒng)的可靠性，為我國運(yùn)載火箭升級換代起到了不可替代的作用。

給返回艙“測溫”

長征七號火箭首發(fā)中搭載了多用途飛船縮比返回艙，這種返回艙采用了“上面小、下面大”的倒錐形，本次實(shí)驗(yàn)飛行將驗(yàn)證倒錐形所帶來的氣動外形的變化，對航天飛行產(chǎn)生的影響。獲取返回艙在軌自由飛行氣動數(shù)據(jù)在我國尚屬首次。

航天學(xué)院復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所（特種環(huán)境復(fù)合材料技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）孟松鶴教授團(tuán)隊(duì)針對多用途飛船縮比返回艙的氣動參數(shù)測量任務(wù)，研制了3種專用飛行測試傳感器，分別測試返回艙再入過程中氣動熱環(huán)境的熱流密度、壓力以及防熱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度響應(yīng)。從2014年1月開始，哈工大作為氣動參數(shù)測量傳感器的總體單位，完成了近40套飛行測試傳感器的設(shè)計、生產(chǎn)、試驗(yàn)與地面風(fēng)洞考核，于2015年12月底提交總體部，并參與了相關(guān)地面測試。多用途飛船縮比返回艙完成飛行實(shí)驗(yàn)返回后，哈工大將負(fù)責(zé)氣動參數(shù)測量數(shù)據(jù)的分析與解算，為新一代載人飛船的外形設(shè)計、防熱設(shè)計方案評價提供依據(jù)。

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。