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张学习及其团队:为嫦娥五号“挖土”助一“臂”之力

来源:网络整理 编辑:创新多媒体 时间:2021-01-06

  新华社哈尔滨1月5日电 题:张学习及其团队:为嫦娥五号“挖土”助一“臂”之力

  新华社记者杨思琪

  “嫦娥五号机械臂长3.7米,结构重量3100克,臂厚1.4毫米,相当于十几张纸的厚度,可以说是太空里的‘白瘦美’。”哈尔滨工业大学实验室里,46岁的张学习身穿蓝色工装,手持银白色机械臂模型,一边模仿机械臂运动,一边介绍它的神奇之处。

  张学习是哈尔滨工业大学材料科学与工程学院教授,他所在的轻质耐热金属基复合材料团队从事金属基复合材料研发30余年。在嫦娥五号“挖土”之旅中,团队攻克了铝基复合材料在空天领域应用的多项关键性技术,参与研制出机械臂。

  时间回到2020年12月2日深夜。嫦娥五号“舒展”机械臂,历经近15小时,连续采样12次,圆满完成月球表层和次表层月壤的采样任务。当机械臂采满样品容器、精确转移到封装容器后,张学习和团队成员长舒一口气。

  “飞上天的每1克,都要精打细算。”张学习说,在航空航天领域,轻量化是永恒的主题,每减轻1克重量,将节省巨大成本。同时,机械臂要实现大面积、多区域、多次数、长时间连续采样和关键动作,因此必须在轻的基础上增加强度、刚度和尺寸稳定性。

  月球属于真空环境,随着太阳照射变化,其表面温度最高达100摄氏度,最低在零下50摄氏度以下,机械臂要承受巨大温差。

  按照严苛的环境要求,张学习与团队研制出晶须增强铝基复合材料,解决了轻质高刚度高强度航天结构件研制的核心技术。同时,团队还开发出一套检测技术和检测装置,实现了机械臂刚度的精确检测,获得两项国家发明专利授权,为解决同类产品的分析测试提供了技术支撑。

  副教授钱明芳回忆说,实验阶段,一点点微弱的振动都可能导致测试数据波动,影响测试结果。实验场所白天有其他课题组工作,他们的实验基本上都在晚上进行,一连就是好几个通宵。

  张学习说,在项目研发前期,由于一些技术缺陷,团队在一年半的时间内都找不到恰当的解决办法,只得不断与设计单位沟通,不停地试错、完善、调整……

  “十年磨一剑。”张学习介绍,从2010年项目论证,到2013年项目启动,再到2017年完成技术攻关、2020年成功登月……十年来,团队一步一个脚印,见证着嫦娥五号的腾飞之路。

  张学习坦言,每一次探索都可能失败,面对失败,不能停滞不前,不能消极沮丧,要把研制过程遇到的困难和挫折,当作推动复合材料及其应用技术创新发展的动力,这也是团队制胜的法宝。

  “未来一系列国家重大任务对新材料研发提出了更高要求,只有不断创新,才能满足需要。”哈工大材料科学与工程学院院长、团队负责人耿林说,未来团队将发挥多学科技术优势,不断加强条件建设和技术创新,接续向着浩瀚宇宙迈进。

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