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追梦太空!这群中南青年为火箭铸“脊梁”

中南大学 2023-01-01

绚丽缤纷的校园里,他们的青春“沉闷”而“单一”。

多数时候,他们将青春与汗水挥洒在机器轰鸣、熔炉闪闪的工程化基地、生产企业里,不厌其烦比对每条数据,精准精细操控每道工艺。

用青春与智慧追逐太空梦,他们制备出世界第一的超大铝合金铸锭、超大铝合金环锻件、超大箱底瓜瓣等,突破了“长征九号”重型运载火箭超大结构件制造技术瓶颈。

他们是中南大学铝合金强流变技术与装备研究团队,团队共50人,35周岁以下青年占比70%。5月3日,这支队伍荣获第26届“中国青年五四奖章集体”称号。



仰望星空,各有梦想


2014年,中南大学铝合金强流变技术与装备研究团队承担了“长征九号”火箭贮箱超大结构件研制攻关任务。那一年,还是一名博士生的李瑞卿加入项目组。

  当时,美国“土星5号”是全球推力最大的火箭,最大直径10.1米,近地轨道运力118吨。“长征九号”与我国现役最大的“长征五号”相比,直径从5米提高到10米,运载能力与美国“土星5号”相当。

  李瑞卿告诉记者,火箭贮箱作为火箭传递推力的核心部件,决定着火箭的运载能力,它由箱底、过渡环、筒段、短壳等结构件组成,必须轻量化、高可靠。

  “当时,我国还没有具备这些超大件制造能力。现在,我们可以自信地告诉世人,这些技术瓶颈已经不复存在了。”如今,李瑞卿早已成长为团队青年骨干科研人员。8年过去,他的梦想从加入团队那刻起就未曾改变——“让中国火箭越飞越高。”

  团队青年骨干何海林始终记得项目启动时,团队学术带头人钟掘院士的一句话:研发“国之重器”,科学报国,既是任务,更是光荣。

  但“国之重器”的光荣与梦想背后,件件都是世界性难题。

  铝合金铸锭是贮箱环锻件的原材料,质量的优劣决定后续构件的性能,但铸锭体积与直径越大,越易产生成分不均、气渣含量高、铸造开裂等问题。

  过渡环是贮箱结构的关键承力构件,被称为火箭的“制造基准”,美国“土星5号”过渡环采用分体拼焊结构。10米直径整体成形的过渡环全世界尚无先例。

  超大箱底瓜瓣精度要求在毫米级,力学性能要求极高,国内尚无大型复杂薄壁曲面构件制造的先例,国外也对此项技术严密封锁。

  何海林深知,只有将这些“硬骨头”一一啃下,才能制作出领先世界的火箭贮箱。

  和团队成员们一样,何海林胸中揣着“科学报国”的梦想。这是他们直面难题时,勇气和力量的源泉。




实现中国梦,青春勇担当


以党团员青年科研人员为骨干,团队组建了相关技术攻关小组。年轻的科研“尖兵”们一头扎入工程化基地、生产企业,每天10余个小时在800余℃熔炉旁的工作、数以百次的实验室研究……

  2015年,团队首次制造出世界最大直径的高均质铝合金铸锭;2017年,首次制备出世界最大直径10米铝合金贮箱整体过渡环,力学性能超过美国宇航标准;2018年,成功研制世界最大直径10米级重型运载火箭贮箱箱底瓜瓣和顶盖,是美国“土星5号”瓜瓣面积的2倍。

  “要执着与坚守,更要勇于创新。”轻合金院副院长易幼平说,为突破这些世界性难题,团队发明了超声波辅助铸造、均质锻造开坯、细晶轧制、蠕变时效成形等系列新技术,实现超大贮箱过渡环高性能制造、超大贮箱瓜瓣与箱底的精确成形,已推广应用于新一代运载火箭贮箱结构件的高性能制造。





新时代的航天青年要把论文写在更远的星辰大海。”易幼平说。

  为航天事业造材,也为团队自身“造材”。近年来,团队青年骨干中涌现出教育部“长江学者”特聘教授1人、国防卓越青年人才1人、中组部青年人才1人、青年长江学者1人、欧盟玛丽居里学者1人、全国博士后创新人才1人、中科院青年托举人才14人,全国优秀共青团员1人、其他省部级青年创新人才2人。团队成员荣获我国机械工程领域博士论文最高奖——“上银优博”金奖、优秀奖和佳作奖各1名,5人次获省级优秀博士论文;2人次获评为湖南省优秀研究生导师。

  采访中,为了便于记者理解,青年科研骨干徐永谦给记者画了一张火箭结构简图。图中,从上至下依序排列的贮箱如同火箭的脊梁。记者油然生出一股敬意:这些为火箭脊梁奉献青春和智慧的年轻人,不正是祖国航天事业的脊梁吗?



文章原标题为《追梦太空——记“中国青年五四奖章集体”中南大学铝合金强流变技术与装备研究团队》




文章来源 | 湖南日报

作者 | 龚柏威

图片 | 中南大学轻合金研究院

编辑 | 苏捷羽

审核 | 唐潇珺

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