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逐梦九天探星辰——航天学院这个团队,从未停止对梦想的追逐!
发布时间:2021-07-23 13:51:53 作者: 来源:航天学院

西工大新闻网7月23日 在西北工业大学有这样一群仰望星空、脚踏实地的航天人,他们将梦想汇聚于航天领域,团结一心、攻坚克难,用青春和汗水做出了大量开创性工作,这便是西工大航天学院固液探空火箭研制团队。

火箭发动机是各类导弹武器和航天器的主要动力装置,其中以固体燃料和液体氧化剂作为推进剂的固液混合发动机具有结构简单、安全可靠性高、成本低廉、易于实现推力调节和多次启动等显著优点,在运载火箭助推器、火箭上面级、亚轨道飞行器和姿轨控发动机等领域均具有较好的发展与应用前景。

不惧挫折迎难上,辛勤耕耘硕果丰

依托燃烧、热结构与内流场重点实验室的优势研究方向,航天学院青年教师刘林林老师于2015年开始筹建固液探空火箭研究团队,截至目前先后有30余名本科生、硕士生和博士生参与了相关研究工作。团队瞄准固液混合发动机发展与应用中的“卡脖子”问题,甘愿坐冷板凳,在高性能固体燃料配方研制、燃面退移速率提升、发动机高效燃烧组织等方面均做了大量深入细致的理论研究工作,相关研究被国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目、装备预先研究计划项目、装备预研领域基金等20余项科研项目资助。研究成果出版了我国第一部固液混合发动机领域专著《固液混合发动机技术基础》,发表了高水平学术论文10余篇,申请了国家发明专利31项。

风雨难阻凌云志,千锤百炼始成钢

固体燃料燃面退移速率低是长期制约固液混合发动机发展与应用的关键技术瓶颈,为解决这一问题,刘林林老师带领多名研究生耗时两年,尝试了600多种燃料配方和50多种工艺,最终成功制备出综合性能水平国际领先的高性能含石蜡燃料,该项成果得到了固液混合发动机领域专家们的高度认可,为解决燃面退移速率低的难题奠定了重要基础。

在已研制出高性能固体燃料的基础上,团队在兴趣的指引下披荆斩棘,在发动机设计方面继续攻关。通过喷注器结构优化、复杂燃料药型适配及推力室结构设计,有效提升了发动机的燃烧效率,为发动机走向实际应用奠定了重要基础。为了检验发动机的实用化水平,团队突破专业障碍,先后完成了固液混合发动机能量精细化管理、火箭部件模块化设计、测发控一体化等技术难题,最终完成了具有独立自主知识产权的固液混合探空火箭设计,并在2020年11月和2021年1月成功进行了两次飞行演示验证。

兢兢业业育桃李,助力学子飞天梦

与此同时,团队也在利用固液混合发动机及探空火箭平台进行科研育人实践的有益探索,努力创新学习方式,积极促进科教融合。目前已为多名本科生和研究生毕业论文的顺利开展提供了重要实验手段,并为《工程热力学实验》、《航天发动机综合实验》和《固液混合推进技术》等课程建设提供了先进的实物教具,同时也直接促成了多项大学生创新创业项目的立项,从而对学生实践能力的提升形成了有力支撑。此外,该平台也成为未来基础研究向实际应用转化的重要切入点,进而为“产学研一体化+创业孵化”的人才培养模式奠定重要基础。

为帮助更多的航天爱好者圆梦蓝天,刘林林老师组织了多项公益活动,用实际行动为他们提供更多接受教育与培训的机会。2021年7月,团队迎来了两位“特殊的客人”,他们是嘉庆外国语学校高一学生陈俊羽和广州市第一中学高三学生王瀚霖。两名学生凭借着对探空火箭浓厚兴趣,勤于动手实践,主持开展了多项探空火箭研发项目,是名副其实的“小发明家”,并且是西北工业大学的“死忠粉”,均以未来能进入西北工业大学深造为奋斗目标。通过数天的交流活动,两位高中生学习了很多推进剂及发动机方面的基础理论知识,针对他们遇到的实际问题刘林林老师也进行了详细解答,并协助他们开展了发动机试车实验,两位同学展现出对航天知识浓厚的学习兴趣,现场气氛热烈。

扬帆起航正当时,勠力同心谱新篇

探空火箭设计是一项较为复杂的系统工程。固液探空火箭研制团队虽历经五年多的艰难技术攻关,取得了探空火箭两次发射成功的胜利,但该探空火箭仍然存在较大的优化空间,目前团队成员正在努力发现问题,积极进行技术迭代,争取早日使其得到工程应用。据刘林林老师介绍,经整体优化后的射高2 km固液探空火箭将于今年三季度发射,射高为8km的有控固液探空火箭制造流程也基本完成,计划年内进行首次发射。此外,射高10km和30km的固液探空火箭也在紧张有序地筹备中。未来,团队将研制不同推力的固液混合发动机,完成发动机的型谱化,以适配于更多型号探空火箭,为太空科学探索和商业航天注入新的活力。

(审稿:韩冬)

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