[新民晚报等]东华大学科研人员“用玻璃来打毛衣” 为天宫一号编织“完美翅膀”(图)

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[新民晚报等]东华大学科研人员“用玻璃来打毛衣” 为天宫一号编织“完美翅膀”(图)

2024-02-22 14:22| 来源: 网络整理| 查看: 265

[文汇报]东华大学科研人员“用玻璃来打毛衣” 为天宫一号编织“完美翅膀”

图为东华大学科研人员为天宫一号编织的“完美翅膀”。 图片作者:金昊      本报讯  (记者姜澎)作为提供飞行动力的关键设备,电源分系统被誉为飞行器的“心脏”。在“天宫一号”的“心脏”上,由东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心主任陈南梁教授领衔的团队,用玻璃编织成“半刚玻纤网格”,为天宫一号编织了提供能源动力的“完美翅膀”。        如何给飞行器的电池帆板“瘦身”,一直是我国努力攻克的技术难题。此次“天宫一号”必须在空间站的低轨环境飞行,该空间原子氧含量非常丰富,这就要求电池帆板不适合像往常那样粘在合金材料上;而且低轨道环境中太空垃圾很多,电池帆板的支撑材料还必须抗冲击。        玻璃在一般人看来是质地坚硬的易碎品,并不适合作为结构用材,但抽成丝以纤维面目出现时,强度会大为增加并且非常弱软,与合金材料比较,既轻又抗氧化和腐蚀。据陈教授介绍,因为飞行器对织物既要求强度高,又要求结构致密、延伸性小,保证其结构和外形在太空中稳定不变形,还要有自修复能力,即一个部位有断点绝不能蔓延,影响其他部位。环顾编织技术领域,唯有经编技术最符合条件,“这就好比用玻璃来打毛衣,最适合的技术偏偏遇到了最头疼的材料,我们要做的就是化解这对‘冤家’之间的矛盾,让不可能变成可能。”        为了完成这一“不可能之任务”,陈南梁教授带领团队成员踏上了一条常人难以想象的攻坚克难之路,完成了从研发到生产的整个过程。还成功开发出适用于特种玻璃纤维的特种整经工艺,并自己动手设计制造出我国首台航天特种玻璃纤维织造用经编机。        为了进一步优化“天宫一号”电池帆板的载体构造,陈教授他们又把玻璃纤维织物做成了网格形状。这一方面是因为网格不同于实心物体,可以有效地帮助电池帆板减轻重量,让飞行器整体更加轻质化,另一方面“天宫一号”的电池帆板还能透过网格进行正反双面发电,发电量可以比以前提高15%。        据陈教授介绍,用于“天宫一号”电池帆板的半刚玻纤材料目前已成功在东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心中试基地实现产业化生产,“也许未来的神舟飞船也可以使用上这一网格材料”。

(来源:文汇报 日期:2011-10-25 作者:姜澎 通讯员:向娟 邱登梅)----------------------------------------------[新民晚报]东华大学进化传统纺织技术 经编玻璃纤维为“天宫一号”织双翼

玻璃纤维具有非常好的阻燃性 本报记者 孙中钦 摄  孙中钦                           在遥远的外太空,中国人自主研发的“天宫一号”正在遨游。东华大学纺织学院教授陈南梁率领的一支科研团队,进化了传统的纺织技术,研制出“半刚性电池基板玻璃纤维网格”,这种网格化成了“天宫一号”的双翼。本月28日是东华大学建校60周年校庆,陈南梁说:“这是我为母校献上的一份贺礼。”    一眼相中玻璃纤维        “半刚性电池基板玻璃纤维网格”,是一种以玻璃纤维为原料、采用经编工艺生产的高密度高品质经编织物,主要用于安装“天宫一号”电池帆板,让电池帆板“附着”在这个网格上。和以往高轨卫星不同,“天宫一号”在空间站低轨环境飞行,该空间原子氧含量极为丰富,这就对电池附着材料的抗氧化性能提出了极高要求。        为此,陈南梁带领团队开始了五年多艰苦的科研攻关。玻璃在一般人看来是质地坚硬的易碎品,并不适合作为结构用材,但是,如果将玻璃抽成丝做成特殊的“玻璃纤维”,则其强度大增,且柔软、质轻,加之又是无机非金属材料,抗氧化和腐蚀能力极强。因此,陈南梁教授和团队成员一眼就相中了玻璃纤维。    好比用玻璃“织毛衣”        接下去,陈教授他们遇到了最大的难题:如何把玻璃纤维织成飞行器电池帆板所需要的附着载体?“这就好比用玻璃来打毛衣,我们要做的就是让不可能变成可能。”陈南梁团队踏上了一条常人难以想象的攻坚之路。        陈南梁与南京玻璃纤维研究院强强联手,最终研制出高强度、低延伸度、高柔软性的特种玻璃纤维。陈教授又趁热打铁,自主研究提出了经编技术成圈理论,并自己动手设计制造出我国首台航天特种玻璃纤维织造用经编机。        为了进一步优化“天宫一号”电池帆板的载体构造,陈南梁又“前无古人”式地把玻璃纤维织物做成了网格形状。既能有效地帮助电池帆板减轻重量,还可以使电池帆板透过网格进行正反双面发电,发电量提高15%。  本报记者  张炯强

(来源:新民晚报 日期:2011-10-25 作者:张炯强 通讯员:向娟 邱登梅)----------------------------------------------[青年报]东华为天宫一号编织轻盈的“玻璃纤维翅膀” 

  本报讯 记者 刘昕璐 11月1日在上海拉开帷幕的工博会上,东华大学将带来由该校研发的天宫一号电池网格及高性能纤维项目,这相当于为天宫一号编织“完美翅膀”。“今天的成果就意味着明天我国电池帆板材料的变革”,校方相信,工博会上必将吸引众多观展者的目光,而近期课题组正在进行星载天线金属网的研发,研究成果已经进入产业化阶段,相信不远的将来30米大直径经编金属网天线将打破国外技术垄断和封锁,应用于我国航空、航天、卫星领域。 

  玻璃纤维网格让翅膀瘦身 

  据了解,作为提供飞行动力的关键设备,电源分系统被誉为航天飞行器的“心脏”。在天宫一号的“心脏”上,由东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心主任陈南梁领衔团队开发研制的“半刚性电池基板玻璃纤维网格”功不可没,这为天宫一号编织了提供能源动力的“完美翅膀”。 

  “把玻璃织成线,让不可能变成可能。”陈南梁教授喜滋滋地说道。他率领科研团队研制的半刚玻纤网格,是一种以玻璃纤维为原料、采用经编工艺生产的高密度高品质经编织物,主要用于安装天宫一号电池帆板,让电池帆板“附着”在这个网格上在太空遨游。实际上,玻璃在一般人看来是质地坚硬的易碎品,并不适合作为结构用材,但如其抽成丝以纤维面目示人后,则其强度大为增加且柔软、质轻,加之又是无机非金属材料,抗氧化和腐蚀能力极强。因此,陈南梁教授和团队成员一眼就相中了玻璃纤维,用它来做天宫一号电池帆板的附着物用材真是再合适不过了。 

  制造出我国首台“玻璃纺织机” 

  选准材料还只是万里长征的第一步。接下去,陈教授他们遇到了参与天宫一号研究以来最大也最难的难题,那就是:如何把玻璃纤维织成飞行器电池帆板所需要的附着载体?“这就好比用玻璃来打毛衣,最适合的技术偏偏遇到了最头疼的材料,我们要做的就是化解这对‘冤家’之间的矛盾,让不可能变成可能。” 

  最终,陈教授团队就与南京玻璃纤维研究院强强联手,最终研制出高强度、低延伸度、高柔软性的特种玻璃纤维,从源头上把关,保证了航天织物的高品质。有了特种玻璃纤维,生产工艺和织造设备也要随之更新换代,于是,趁热打铁,一鼓作气地自主研究提出了经编技术成圈理论,成功开发出适用于特种玻璃纤维的特种整经工艺,并自己动手设计制造出我国首台航天特种玻璃纤维织造用经编机。 

  为了进一步优化天宫一号电池帆板的载体构造,陈教授团队又“前无古人”地把玻璃纤维织物做成了网格形状。陈教授告诉记者,之所以这样做,一方面是因为网格不同于实心物体,可以有效地帮助电池帆板减轻重量,让飞行器整体更加轻质化,另一方面天宫一号的电池帆板还能透过网格进行正反双面发电,发电量可以比以前提高15%。

(来源:青年报 日期:2011-10-25 作者:刘昕璐 通讯员:向娟 邱登梅)----------------------------------------------[劳动报]电池帆板上海外衣让“天宫一号”轻盈起飞

  对东华大学纺织学院陈南梁教授来说,最近的高兴事就是“天宫一号”飞天。作为项目参与者之一,陈教授负责航天器太阳能电池帆板玻璃纤维网格织物的技术研发,这一成果不仅让电池帆板在发射飞行的巨大震动中可以稳稳“抓牢”网格,还帮助电池帆板成功“瘦身”,让“天宫一号”飞得更轻盈……记者昨天获悉,除了给“天宫一号”穿上特制外衣外,在航天技术领域,东华大学的科研人员正在不断攻坚克难,逐一突破。

  细细数来,为国家一号战略武器作出重要贡献的“航天级高纯粘胶基碳纤维”,为神舟五号、神舟六号载人航天飞行作出重要贡献的“舱外航天服外层防护材料、舱外航天服暖体假人系统、仪表特种玻璃、宇航员排泄物收集装置”等全部出自东华。事实上,这条科研之路并不平坦。记者了解到,“碳纤维、高强高模聚乙烯纤维、间位芳纶”被公认为世界三大高性能纤维,被广泛运用于“国防军工、航空航天”等高科技领域。但长期以来,少数发达国家对其实行技术封锁和市场垄断。为了实现中国高性能纤维的从“无”到“有”和“产业化”,东华的师生持续攻坚克难。国家科技进步奖获得者,材料学院碳纤维课题组负责人潘鼎教授告诉记者,“我们曾临危受命,要研发出弹头防热层的关键材料,确保新型战略武器的升空。当时时间紧张,而且项目从材料、工艺到制造等全是空白。为了践行承诺,我们团队不分昼夜,做了无数次实验……”

  “能为国家发展做点力所能及的事,就是我们做科研的动力和出发点”。看到师生们多年潜心钻研的科研成果应用于国家重大航天项目,东华大学校长徐明稚心里除了高兴,还有自豪:“协同创新,或许对很多基础性大学很难,但涉及知识创新的提高,对我们工科类院校来说,还是有很多事情可以做的。”

(来源:劳动报 2011-10-18 作者:张贤贞 通讯员:邱登梅 向娟)---------------------------------------------新闻晚报、新闻晨报、东方早报、上海商报等同步报道

 

 



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