中国成功研制可使卫星寿命到几十年的先进技术!

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导读:前不久,一项新技术--"卫星新型姿控储能两用飞轮技术",获得国家技术发明一等奖。   这一技术的出现,将有望解决长期以来困扰我国航天事业的一大难题--卫星的飞行姿态不够稳定和使用寿命短。有了这一技术,卫星不仅能准确地调整、保持稳定的飞行姿态,获取覆盖面更广、清晰度更高的影像资料,而且可使其寿命从目前的几年延长到十几年乃至几十年。   这一打破国外技术垄断、填补国内空白的技术发明是如何在短短十年内获得的?   发明者,北京航空航天大学先进惯性仪表与导航技术创新团队的小伙子们笑着告诉记者:"

前不久,一项新技术--"卫星新型姿控储能两用飞轮技术",获得国家技术发明一等奖。


这一技术的出现,将有望解决长期以来困扰我国航天事业的一大难题--卫星的飞行姿态不够稳定和使用寿命短。有了这一技术,卫星不仅能准确地调整、保持稳定的飞行姿态,获取覆盖面更广、清晰度更高的影像资料,而且可使其寿命从目前的几年延长到十几年乃至几十年。


这一打破国外技术垄断、填补国内空白的技术发明是如何在短短十年内获得的?


发明者,北京航空航天大学先进惯性仪表与导航技术创新团队的小伙子们笑着告诉记者:"这个一等奖可以说是被‘逼'出来的。"


"要拿出中国人自己研制的磁悬浮飞轮和控制力矩陀螺。"


我国在上世纪末就掌握了基于机械轴承的飞轮技术,但由于机械轴承飞轮有接触摩擦、精度较低,成为制约我国遥感卫星提高精度和寿命的关键技术之一。


而采用磁悬浮支承技术的磁悬浮飞轮,不仅能够实现卫星的高精度姿态稳定飞行,还因为转速极高而实现动能-电能转换,从而部分替代星上电源,大大延长卫星的使用寿命。


虽然国际社会在航天事业上一向倡导"合作",但是当时任北航宇航学院副院长的房建成教授提出与国外科研机构进行技术合作时,一涉及到基于磁悬浮轴承的控制力矩陀螺,对方就婉言谢绝。


房建成暗下决心:"要拿出中国人自己研制的磁悬浮飞轮和控制力矩陀螺。"


1998年,他向上级提出了研制磁悬浮飞轮和控制力矩陀螺的大胆设想。在国防科工委和学校的大力支持下,2001年,36岁的房建成带领他的科研团队扬帆启程。


"要在短时间内拿出国外研究了几十年的东西,不急、不赶怎么行!"


这是一支年轻的科研团队:除了郦吉臣、常庆之、俞文伯等几位年长的教授,其余成员全是二三十岁的小伙子。他们还有一个显著的特征,那就是瘦。除了孙津济、田希晖还算"达标"外,刘刚、魏彤、王志强、樊亚洪......全都精瘦精瘦的,瘦得皮包骨头,让人心疼。


当记者问到这个话题时,北航仪器光电学院党委书记孙玉珍笑了:"这都怪房建成老师的急脾气。"


一说到这里,这些腼腆的小伙子都打开了话匣子--


"房老师的脾气真叫急啊,他给你布置的任务,你必须在规定的时间完成,晚一天都不行!"


"怎么个急法?你看过电视连续剧《亮剑》就知道了--房老师就像李云龙,不管前面多危险,叫你上你就得上!"


"国内的卫星等着用,我们要在短时间内拿出国外研究了几十年的东西,不急、不赶怎么行?!"说到自己的急脾气,房建成教授对记者说,"我常跟学生们讲,我们这个团队就是个炼钢炉,而且是炼特种钢的!"


2002年的一天,由于当时陀螺失稳的技术还没有解决,每分钟2万转的磁悬浮陀螺突然失稳,掉到地上,摩擦高温把保护装置都烧焦了,整个实验室弥漫着一股焦味。


实验室里一片沉寂。


学生们回忆说:"房老师脸色煞白,一句话都没说。他的表情告诉我们:不管前面多危险、多困难,接着干!"


那段时间,他们在实验室走路都要轻手轻脚,生怕陀螺再次失稳。他们一遍遍地试验、测试,把获得的100多组参数一组一组地试,每组实验都要花三四个小时。老师和学生们不分白天黑夜,一起讨论,一起测试,终于找到了问题所在。


2003年非典期间,项目研发进入攻坚阶段,房建成教授和团队成员们连续20多天通宵熬夜,每天凌晨5点才离开实验室。教学楼的门锁了,他们就从大铁门上翻出去......


"这个团队最大的特点就是团结,每个人身上都有一股子闯劲儿。"


"抱回大奖来不是目的,我们要尽快把自主研制的飞轮和陀螺用到新发射的卫星上去。"房建成教授还是改不了风风火火的急脾气,在科技创新的征程上,他和他的团队像飞轮和陀螺一样,天天高速运转。


"在我们的时间表里,没有周末,没有节假日。我们只想着早日做出成果!"这些因为常年熬夜而身体精瘦、眼睛发红的小伙子们的肺腑之言,令人动容。


令人感动的,还有那些榜上无名、退而不休的老教授们。郦吉臣、常庆之等都已经六七十岁了,还和年轻人一样,天天耗在实验室里。寒冷的冬天,老教授和工人师傅抱着刚加工出来的陀螺,顶着寒风、骑着三轮车,赶到工厂校准......


"我们搞了一辈子飞轮、陀螺,积累了一些经验。现在这些年轻人在做新领域的研制,困难很多,非常不容易,我们有责任为年轻人多做一些辅助性的工作,帮助他们成长,为国家需要多做点事情。"老教授们坦诚地说。


"在老先生们的言传身教下,该学科形成了精诚团结、奉献拼搏的团队精神。"孙玉珍告诉记者,"这个团队最大的特点就是团结,每个人身上都有一股子闯劲儿。"




链 接


先进惯性仪表与导航技术创新团队属于北航精密仪器及机械国家重点学科,是北航最早的5个国家重点学科之一,其前身为我国第一个航空陀螺与惯性导航专业(即北航第五研究室),是经钱学森先生提议、由林士谔先生在1956年创立的。


如今,这支团队已经壮大为拥有7名教授、10名副教授、6名讲师和工程师、40名博士生、71名硕士生的科研队伍。在他们的共同努力下,先后成功研制出磁悬浮姿控储能两用飞轮、高精度磁悬浮反作用飞轮、单框架磁悬浮控制力矩陀螺,并在国际上首次研制出双框架磁悬浮控制力矩陀螺原理样机,解决了各类卫星姿态稳定、姿态机动、大型航天器姿态控制和储存能量、延长寿命的共性核心技术瓶颈问题,令国外同行惊叹。



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