5月17日,記者從武漢紡織大學獲悉,該校徐衛林教授帶領團隊研制的“火星探測器耐高溫彈性密封裝置”,為探測器姿態調整提供了重要保障,助力“天問一號”成功登陸火星。
該裝置由中國航天科技集團第五研究院委托武漢紡織大學研制。2019年初,徐衛林團隊接到緊急任務,緊急攻關14個月,圓滿完成任務。
徐衛林介紹,探測器在火星表面軟著陸所用的9分鐘被稱為“魔鬼9分鐘”,風險很大、技術難度很高。當探測器拋掉大底和背罩,露出著陸平臺和火星車時,大推力發動機開始工作,探測器觀察地面,尋找最安全的具體著陸地點,此時,巡視器上12臺姿控發動機配合主發動機起到減速和姿態調整作用。
“‘火星探測器耐高溫彈性密封裝置’就裝配在姿控發動機噴口尾管和導流錐管連接處,阻隔、密封姿控發動機噴口產生的1500℃高溫,保障姿控發動機噴口尾管和導流錐管的彈性連接。”徐衛林說。
這意味著該裝置既需耐超高溫,又要具備良好的彈性。而在此之前,它還要被長期壓縮——12臺姿控發動機在著陸過程中,按照智能化程序設置,根據姿態調整需要,間歇式獨立工作累計時長約2-3分鐘,“火星探測器耐高溫彈性密封裝置”材料要能耐受發動機此時1500℃高溫火焰沖刷。同時,該裝置在姿控發動機間歇式工作期間,需要在高溫環境下,彈開壓縮不斷循環交替時始終保持密封。
研制期間,材料選用成為團隊的首要技術難題。當時,市面上不存在經1年長期壓縮后,既耐1500℃高溫火焰短時沖刷,又能保證100%回彈性的材料。
團隊查閱大量文獻,嘗試多種方案和實驗后發現,有機材料均無法滿足此功能,只能選用無機材料,但無機材料在高溫條件下無法保證100%的回彈性。
此時,團隊創新性提出將隔熱與彈性功能分離的設計方案,使用特種無機纖維材料與金屬材料復合編織,保證裝置穩定性,同時采用波形彈簧有效解決100%穩定回彈難題,最終達到所要求的技術指標。
“我們非常珍惜每一次難得的機會,只要是我們接手的任務,必須全力以赴!” 團隊負責人徐衛林說,異形三維紡織制品的成型是世界性技術難題,團隊在材料編織過程中同樣遇到了瓶頸,無機纖維材料和金屬材料難以混編,且無經驗可循,于是團隊“量體裁衣”,自制模具,配合手工編織,一舉攻克。
據悉,此次并非武漢紡織大學首次參與國家重大航天項目。去年,嫦娥五號成功登陸月球,在月面所展示的中國國旗,也由該校研發。

















