摘下技术“皇冠” 给火箭装上“大底盘”

本文转自：哈尔滨日报

摘下技术“皇冠” 给火箭装上“大底盘”

哈工大联合打造国内首条3米级燃料贮箱整体箱底批量生产线■马晓雪 本报记者 王越

用一张薄板直接成形出直径3米级火箭燃料贮箱整体箱底，哈工大材料学院苑世剑教授团队从根本上攻克了大尺寸薄壁曲面构件整体成形中起皱和开裂并存的国际性难题，使我国火箭结构制造关键技术实现跨越式发展。

10月13日，由哈尔滨工业大学和中国航天科技集团有限公司八院149厂等联合打造的国内首条运载火箭3米级箱底批量生产线实现了第100件充液拉深整体箱底下线，相比国外第一代技术，此次双方自主研制的流体高压成形第二代技术在高质量、高可靠、低成本方面优势显著。

破解国际难题

摘下火箭技术“皇冠”

运载火箭运载能力有多大，航天的舞台就有多大。燃料贮箱是火箭的主体结构，占火箭结构干重的80%。贮箱的箱底承受内压、轴压、振动和冲击等复杂载荷联合作用，是关系火箭整体可靠性的核心关键构件。

2012年以来，哈工大材料学院苑世剑教授带领流体高压成形技术研究所团队，另辟蹊径提出板材成形失稳起皱流体均布加载应力场调控理论，发明可控加压板坯流体成形工艺，用“以柔克刚”“如影随形”的方式让无形的液体听得懂“指令”，从根本上解决了薄壁结构整体成形发生起皱的国际难题。2018年，苑世剑带领团队研制出大型板材流体高压成形装备，攻克了10余项工艺核心关键技术，首次采用超薄板材直接成形出直径3米级火箭整体箱底并成功批产，摘下火箭上的这一技术“皇冠”，大幅提升箭体结构承载能力和可靠性，使我国火箭结构制造关键技术实现跨越式发展。

解决“卡脖子”难题

练就“啃硬骨头”作风

上世纪90年代，优势明显的流体高压成形技术在国外开始应用，但在国内这一技术的研发还是道阻且长的“冷板凳”。哈工大苑世剑团队毅然选择这一“冷板凳”，一坐就是30年。

多年来，苑世剑带领团队引领流体成形技术从简单形状到三维复杂构型、从常温成形到高温成形的跨越发展，研究出壳坯、管坯、板坯和难变形合金薄壳四类整体构件流体成形技术及装备，取得理论突破、技术创新、装备研制一体化的系统成果，推动我国金属薄壁构件整体成形技术进入国际领先行列，形成中国独有的流体压力成形技术体系。

刘钢教授是最早加入苑世剑教授团队的成员，他见证了团队如何把“冷板凳”坐热，怎样实现弯道超车。“苑老师确定科研方向有个不变的标准，就是必须有理论突破和应用价值，要能解决真问题，这练就了团队‘专啃硬骨头’的作风。”运载火箭“长七”的高可靠性，对整体结构五通件要求极高。苑世剑带领团队迎难而上，大胆提出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，把简单的一张平板坯料成形为整体结构五通件，成功助力“长七”火箭一飞冲天。“我们团队核心成员只有十多位，但每一位都能负责一个子方向，都有所成就和作为。”苑世剑说道。多年来，该团队科研成果获得国家科技进步奖二等奖2次、国家技术发明奖二等奖2次。

“硬朗”的底色

传承哈工大精神

实验取得成功后，苑世剑带领团队将工艺技术物化到装备上，以“交钥匙工程”的形式，确保企业能够拿到直接发挥效用的设备。

2008年底，苑世剑教授带领的团队首次实现了汽车关键件的批量生产，内高压零件比传统零件减重显著，材料利用率明显提高，广泛应用于一汽、上汽等30多个自主品牌车型，为我国汽车工业化走自主创新道路作出了重要贡献。

“交钥匙”的成果转化方式，让苑世剑结交了一大批生产一线的朋友。“好多人问我怎么总能把握住技术发展的方向，这就是诀窍。只有在生产一线才能掌握一手信息，及时发现瓶颈和需求。”也正是因为和生产一线的紧密结合，他对产学研结合培养“实用型人才”格外重视。在车间现场指导学生实验，一直是刘伟教授的习惯。“这不仅仅是我一个人的习惯，也是我们团队的一项准则。苑老师要求，学生进入车间进行实验的初期，指导老师要亲自到场指导实验细节。王小松教授从1999年开始跟随苑世剑学习、工作。他说：“苑老师要求我们做科研要抓住两头，一头是基础理论和规律，绝不能含糊。另一头就要抓应用，现在很多企业的研发能力还十分有限，高校尤其是工科院校责无旁贷，这是国家需要。”

数十年如一日的持之以恒，让苑世剑教授这支规模不大的团队凸显出“硬朗”的底色。对此，苑世剑总结：“只要国家有需要、产业有需求，我们的硬仗就还要继续打，硬骨头就还要继续啃，这是高校科研工作者的使命，也是一代代哈工大人的传承。”