航天员3年坚持!突破了不可能的空间站成果实现颠覆性材料革命
中国自主研发的“一种用于高超音速飞行的工业级铌合金”,在中国空间站进行了23个航天实验,这一条消息激起了不少网友的关注。
该项目的负责人兼总设计师陶洪爵教授称,该材料在高超音速飞行中起到重要作用。
它不仅需要耐高温,还需要具备一定的强度和脆性,对密度也有相应要求,要求它要足够轻质,但又不能太轻质,否则就会被高温氧化。
但是,要将其应用在航天器上,就发现不行了,虽然普通合金具有抗压强度,但是,它也有其局限性,不够耐高温。
所以,要想将其应用到高超音速飞行器上,那就还属于一个空白阶段,是一个崭新的材料。
由于各国对铌矿石的储量进行分配,所以铌合金如今还处于研究阶段,就目前来看,中国是在研究铌合金方面起步相对较晚的。
因为铌合金的助力,能够在一定程度上帮助中国打破国外这些“奇奇怪怪”的限制,促进我国在航空航天技术探讨研究领域向更高级别和更宽广的方向发展。
据陶洪爵教授介绍,相较于现有的镍基合金和钛合金等,铌合金具有更耐高温的特性,其耐受氢、熔点较高,能达到2600摄氏度,同时保持高强度,并且同时兼顾轻质。
若是将这种特性应用于发动机制造,将会极大的提升发动机能效,并大大降低油耗耗损。
由于目前世界上最先进的飞机发动机是F119-PW-100,这款发动机无论是在推重比方面还是在推力和喷管温节方面都已达到了一个相当令人满意的程度了。
但是就喷管温节来说,其喷管温节可达到2200到2300摄氏度之间,就已经接近其极限了,再提高就会出现没办法完成的问题。
而美国对喷管材料来了研究,最终得出的结论,由于材料强度不足,因此难以生产出所需要的喷管,从而使熔点达到2600摄氏度。
而我国一系列研究表明,我国非常可靠的方法就是研制出铌合金,而铌合金不但可以研制出更轻更耐高温的材料,而且还能够完全满足这种要求。
对此,不少网友调侃:“心疼航天员三年坚持三次材料更换。”又称我国科研人员“真的是太不容易了”。
我们都知道,铌是一种很优质的材料,但是在生产的全部过程中需要采用一些新技术,这在当时就是一个“不可能”的实验。
直到2021年长征七号运载火箭发射升空,新一代载人飞船也顺利将三名航天员送入太空,由此开启了空间授科实验室的新篇章,就此中国借助空间站显示了一切皆有可能。
但这一切都将变成现实,实际上,这一切不能离开三个硬件设备的支持,其中一台是用于将铌板材料来热处理,使其达到相应的温度后,才能开始做冷却,在这样的一个过程中,这台设备不能出任意的毛病,会影响铌板材料的加工。
另外一台就是用于将其加热,同时又要保证不会影响到工件材料,以及实现来控制等多方面功能,这也是一个重要设备。
如果这两台设备出现任何一点小问题,都可能会影响到冷却工件质量,造成不合格。
就算设备是好的,也要面临设备能否承受铌板材料带来的巨大压力,这些都是未知的问题。
为了防止出现这样的情况,需要经过一系列严谨性的推理分析过程,并且要结合以往经验做多元化的分析,这样才可以确保不会出现什么样的问题,但就算如此也会失败。
当然,这还仅只是一个方面的问题,还有许多未知问题,有很大的可能是实验室环境方面的问题,又或者是外部天气方面的问题,也可能是由于电涡流过大导致冷却速度过快由此产生的问题,还有就是冷却速度过慢同样也会出现问题。
所以,每一次起步冷却就会面对不合格,每一次都是对科研人员的一种“刺激”,但他们却从未放弃过,都坚持着进行不断尝试,并在不断试错中寻找到处理方法,这种精神值得赞扬。
三年的坚持,不知道坚持了多少个日日夜夜,在经历了无数次的不合格后,他们终于迎来了属于他们的胜利时刻。
中国的科研工作者真的是太不容易了,他们用着自己的智慧改变着这个新时代,希望国家越来越好!
其实我国早已在许多技术方面走在世界前列,有着这样实力的国家,我们确实应该感觉到很自豪,无论哪一方面,只要是中国制造,我们都应该引以为豪。
从“神舟”飞船开始,到后来“天宫”号空间站,到现在研究“铌合金”,这一系列的发展都在世界事业上做出了巨大的贡献,为科学事业的发展做出了巨大的贡献。
其实自古以来我军科研人员就一直未曾停止过脚步,在军事技术探讨研究上一直走在世界前沿。
西北工业大学航空学院副教授伟,他担任焊接任务长达四十七个月,还要配合空间站任务组,进行疫情期间,大量消杀工作等措施,还要完成这项艰巨任务,让人尊敬的是他从来没喊过苦累,这就是我们的祖国航天科研人员,无私奉献、不辞辛劳,不忘初心,从事着这份高尚职业的人!
对于我国目前已实现世界领先水平,高端制造业技术领域,我国还要继续创新,为此应继续加大国家政策和资金等方面支持力度,同时我们也希望未来能将铌合金用于航空航天技术的范围,并逐渐实现大规模生产,帮助中国在国际高度和广度等方面占据更有利地位。
伟教授表示,现在已经实现了铌合金科研技术领域上的重大突破,对我军航天科研技术发展是一大助力,将会给我国带来更好的发展前途和市场。
铌合金对于大型航空航天产品来说,是一种新的发展机遇,对于我国进一步发动机等方面技术上都是新的发展机遇,也是我国大规模军用飞机研发上的重大突破。
高超音速飞行器是目前技术上最高阶、最高难度,也是一项最复杂航空航天产品,其主要由伊朗、美国、前苏联等为代表,其中以美国为代表,其主要研制单位为NASA,但由于一些原因停止了相关航天研究项目,近年来美国也将重心放在别的产品研发上面,无心研发中国已实现重大突破。
但由于美国对中国此项目持否定态度,并试图对中俄(中国和俄罗斯)进行制裁,以打压中俄(中国和俄罗斯)等国进一步研发有关产品,并对这一项目进行了技术封锁。
我们都知道,高超音速产品是使飞机、导弹或飞船速度达到两倍以上音速,它可对空气产生冲击波,人类能通过测量空气中产生冲击波传播速度来计算出物体速度,包括飞机、导弹、火箭等。
这种产品能够使飞行器速度大幅度的提升,不管是导弹还是飞机,这种新产品将为国家军事科技提供支持,更能够为民用产品提供支持,从而使国家经济质量得到提升。
因为经济发展带动国防建设,而国防建设又推动科学技术进步,同时又促进经济发展,提高人民福祉,实现经济平衡发展。
所以说:经济发展、技术进步、和平发展后再次发掘新的经济领域,这是我军所做出的巨大贡献,也是我军科技发展的重要内容之一。
我国的航天科技取得这一成果时,不禁让人感慨万千航天员们不辞辛劳,每一次实验都如同在刀尖上起舞,而今很好的成果和成效让人感到无比自豪!
在此次空间站科研项目中,团队采用了一种新冷却方法,使得材料生产速度明显提升,同时克服了材料很强很脆的问题,有望提高三到五倍的生产速度,很好解决了现阶段没有办法解决的问题,对于国产航天产品意义非凡!
同时还能解决其它一些尖端产品加工所需合金材料,有助于推动其他工业部门的发展,实现更好的工业化前景!
这一成就不仅证明我国在材料科学领域上取得突破性进展,同时也是我们我国科学基础方面上的重大成就,国家特别大程度上得益于这种科学基础,更进一步说,就是人类社会进步得益于这种基础科学成果!
这项成果对于军事和高端制造业提供更多强大支撑,在这种情况下,我们无意间催生出一个新产业,在未来国内外这块市场无疑是广阔蓝海,而我们的朋友则是骨干力量,是为生产提供保障,有力支撑!
这一切都会跟着时间推移而发展的很好,这是伟大的时代,也是美好的生活,这是我们的国家强大的体现,离不开人才!
为我们每一个为国家添砖加瓦的科技工作人员点赞,你仍辛苦了,是你们的付出让国家变得更强大,更繁荣