文章來(lai)源(yuan):中(zhong)國航(hang)天科技集團有限公司 發布時間(jian):2023-05-26
馮韶偉現任中國航天科(ke)技(ji)集(ji)(ji)團(tuan)有限(xian)公(gong)司第一(yi)(yi)研究院一(yi)(yi)部結構總(zong)體組(zu)組(zu)長、空間站任務——長征五號(hao)B運載火箭(jian)結構總(zong)體副(fu)主任設計(ji)師(shi),入選第三屆中國科(ke)協青(qing)年人才(cai)托舉工(gong)程,中國宇航學會青(qing)年科(ke)學家俱樂部副(fu)主席,中國航天科(ke)技(ji)集(ji)(ji)團(tuan)有限(xian)公(gong)司杰出(chu)青(qing)年。工(gong)作(zuo)期間獲得集(ji)(ji)團(tuan)公(gong)司科(ke)技(ji)獎勵1項(xiang),院科(ke)技(ji)獎勵20余(yu)項(xiang),申請專利20余(yu)項(xiang),編寫國家標(biao)準1項(xiang),集(ji)(ji)團(tuan)標(biao)準4項(xiang),參與編寫專著1本,發表論文(wen)30余(yu)篇。攻(gong)克多項(xiang)型(xing)號(hao)重大(da)關鍵(jian)技(ji)術,為天和核心艙發射任務圓滿(man)成功作(zuo)出(chu)重大(da)貢(gong)獻。
嚴慎細實,勇于創新,做航天精神的傳承者
中國自主可控(kong)的(de)(de)(de)空(kong)(kong)間(jian)站建設凝聚(ju)著幾(ji)代(dai)航天(tian)(tian)人的(de)(de)(de)心血與希望,也(ye)是(shi)實現航天(tian)(tian)強(qiang)國夢想的(de)(de)(de)重要一(yi)環。為滿足大(da)規模空(kong)(kong)間(jian)站建設需求(qiu),新(xin)一(yi)代(dai)運載火箭長(chang)征五號(hao)B需要研制長(chang)度(du)(du)超過(guo)20米的(de)(de)(de)整流罩(zhao),這是(shi)世界上規模最大(da)的(de)(de)(de)采用旋(xuan)轉分(fen)離方式的(de)(de)(de)整流罩(zhao)。分(fen)離系統具有構成(cheng)復雜、結構剛(gang)度(du)(du)低和過(guo)頂角速度(du)(du)最小(xiao)的(de)(de)(de)特點,因此作為長(chang)征五號(hao)B四項重大(da)關鍵技(ji)術之首,其技(ji)術瓶頸能否突破直接影響(xiang)系統方案(an)和研制進(jin)程。
縱觀近50年整(zheng)流罩分(fen)(fen)離(li)(li)設(she)計技術發展(zhan),對于(yu)氣動、彈(dan)性整(zheng)流罩分(fen)(fen)離(li)(li)分(fen)(fen)析技術仍未從根(gen)源上得以突(tu)破,設(she)計方案仍遵循(xun)20年前的(de)準則,無法適(shi)應空間(jian)(jian)站工(gong)程發射(she)(she)任務的(de)研制要(yao)求(qiu)。面對天和(he)核(he)心艙發射(she)(she)任務緊迫的(de)任務需(xu)求(qiu)和(he)前所未有的(de)技術困難,馮(feng)韶偉堅持“大膽假設(she)、小(xiao)(xiao)心求(qiu)證(zheng)”的(de)科(ke)學(xue)態度,首次提(ti)出基于(yu)顯示動力學(xue)的(de)整(zheng)流罩彈(dan)性分(fen)(fen)離(li)(li)仿(fang)(fang)真方法,反(fan)復(fu)驗證(zheng)仿(fang)(fang)真分(fen)(fen)析的(de)模型和(he)方法,一次仿(fang)(fang)真需(xu)要(yao)耗時(shi)(shi)近5個小(xiao)(xiao)時(shi)(shi),他(ta)日(ri)以繼(ji)夜,完成了數十項關鍵參(can)數的(de)協調(diao)和(he)優化,實現(xian)了空間(jian)(jian)站系統(tong)在超大規模整(zheng)流罩內有效空間(jian)(jian)的(de)高可靠利用,為天和(he)核(he)心艙的(de)發射(she)(she)提(ti)供(gong)了重要(yao)支撐。
針對天和(he)(he)核心艙任(ren)務(wu)運載(zai)能力的(de)需求,他在整(zheng)(zheng)流罩(zhao)設計(ji)方(fang)案中精益求精,提出基于(yu)能量(liang)裕度的(de)整(zheng)(zheng)流罩(zhao)旋(xuan)轉分(fen)(fen)離(li)(li)可靠(kao)(kao)性(xing)評判準(zhun)則,辨(bian)識出原設計(ji)方(fang)案對分(fen)(fen)離(li)(li)能源(yuan)的(de)過(guo)度需求,最(zui)大(da)程度上(shang)優化了(le)(le)分(fen)(fen)離(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)。他在兩年內(nei)策劃組(zu)織并圓(yuan)滿完成了(le)(le)三次我國(guo)最(zui)大(da)規模的(de)整(zheng)(zheng)流罩(zhao)地面分(fen)(fen)離(li)(li)試驗(yan),在試驗(yan)中基于(yu)三維(wei)視覺(jue)測量(liang)系(xi)統(tong)(tong)(tong)首(shou)次定量(liang)獲得了(le)(le)整(zheng)(zheng)流罩(zhao)分(fen)(fen)離(li)(li)的(de)呼吸變形(xing),充(chong)分(fen)(fen)驗(yan)證(zheng)了(le)(le)仿真方(fang)法和(he)(he)分(fen)(fen)離(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)設計(ji)的(de)正(zheng)確性(xing),實現了(le)(le)整(zheng)(zheng)流罩(zhao)分(fen)(fen)離(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)高可靠(kao)(kao)性(xing)閉環設計(ji),顯(xian)著提升了(le)(le)專項技術的(de)技術成熟度,為空間站發射(she)任(ren)務(wu)的(de)實施和(he)(he)型(xing)號研(yan)制的(de)順利(li)進展做(zuo)出重大(da)貢獻(xian),相關技術達到國(guo)際先進、國(guo)內(nei)領先。
此外,他(ta)還提出了(le)一種整(zheng)(zheng)流(liu)罩(zhao)分離(li)姿態測量方法(fa),首次在(zai)飛(fei)(fei)行任(ren)(ren)務(wu)中獲取了(le)半罩(zhao)分離(li)的(de)寶貴數據,填補了(le)國(guo)內該領域的(de)空(kong)白(bai)。在(zai)長征五號B發(fa)射天(tian)(tian)和核心(xin)艙的(de)飛(fei)(fei)行任(ren)(ren)務(wu)中,整(zheng)(zheng)流(liu)罩(zhao)以教科書般的(de)姿態緩慢綻(zhan)放,這是對(dui)專業(ye)發(fa)展的(de)肯定,也是對(dui)航(hang)天(tian)(tian)精(jing)神的(de)傳承。
精益求精,礪而彌堅,做最后一毫米的踐行者
我國空間站各(ge)艙(cang)(cang)(cang)(cang)段重量達20噸量級,為保(bao)障可靠發射,需要運載火箭配置承載能力更強、可靠性更高的新(xin)型分離(li)(li)裝(zhuang)置,但這(zhe)種連接(jie)(jie)方式對(dui)艙(cang)(cang)(cang)(cang)箭機械接(jie)(jie)口設計、艙(cang)(cang)(cang)(cang)箭界面降沖擊設計提出了新(xin)的要求,甚至直(zhi)接(jie)(jie)影響空間站艙(cang)(cang)(cang)(cang)段在軌運行的壽命及可靠性,如此大規模的分離(li)(li)裝(zhuang)置設計和降沖擊設計,技術(shu)跨度(du)和研(yan)制難(nan)度(du)前所(suo)未有。
面對(dui)型號的(de)重大關(guan)鍵技術,馮(feng)韶偉主動思(si)考,積(ji)極驗(yan)證(zheng)(zheng),提出(chu)基于(yu)顆粒(li)阻尼的(de)非直接(jie)接(jie)觸式星箭接(jie)口設(she)計(ji)(ji)方(fang)(fang)案,從沖(chong)(chong)擊(ji)波的(de)傳遞規(gui)律、傳感器的(de)采集特點、偏差狀態下分(fen)離(li)安全性等方(fang)(fang)面開展(zhan)專題研(yan)究,組(zu)織并(bing)完成多次全尺寸沖(chong)(chong)擊(ji)解鎖試(shi)驗(yan)、地(di)面對(dui)接(jie)和分(fen)離(li)試(shi)驗(yan)對(dui)設(she)計(ji)(ji)方(fang)(fang)法進行全方(fang)(fang)面驗(yan)證(zheng)(zheng),以(yi)適應空(kong)間站各艙(cang)段(duan)環(huan)境條件為目標,突破大直徑(jing)線性分(fen)離(li)裝置對(dui)有效載荷的(de)降沖(chong)(chong)擊(ji)設(she)計(ji)(ji)難題,實現沖(chong)(chong)擊(ji)量級降低70%。
空間站(zhan)核(he)心(xin)艙(cang)發射任(ren)務(wu)提出了大噸位艙(cang)箭的(de)(de)近場安(an)全(quan)分離(li)需求,馮韶偉牽頭設計(ji)了高可靠、無污染的(de)(de)分離(li)系統方案,實現世界上在役火箭最大規模星箭分離(li)系統的(de)(de)安(an)全(quan)分離(li)。同(tong)時,針對(dui)(dui)全(quan)新艙(cang)箭接口設計(ji)方案,對(dui)(dui)空間站(zhan)發射任(ren)務(wu)全(quan)剖面的(de)(de)使用環境進行全(quan)面分析,充分辨識風險(xian),解(jie)決了小行程下衛星壓點開關狀態控制、線性(xing)解(jie)鎖裝置熱防護(hu)適應性(xing)設計(ji)、分離(li)彈簧(huang)自閉環設計(ji)等難題。
作為(wei)結(jie)構系統和(he)(he)星箭(jian)(jian)聯合操(cao)(cao)作指揮,馮韶偉(wei)全程(cheng)參與天(tian)(tian)和(he)(he)核心(xin)艙靶(ba)場(chang)發(fa)射任(ren)務,建(jian)立全箭(jian)(jian)2600余(yu)項(xiang)操(cao)(cao)作項(xiang)目和(he)(he)1400余(yu)項(xiang)關(guan)鍵操(cao)(cao)作的閉環(huan)質量控(kong)制措施,提出關(guan)鍵動作事件鏈的檢查(cha)確認方法(fa)并(bing)推(tui)廣(guang)實施。深入開(kai)展天(tian)(tian)和(he)(he)核心(xin)艙與運載火箭(jian)(jian)聯合操(cao)(cao)作精(jing)細(xi)化操(cao)(cao)作,落實工(gong)作項(xiang)目、工(gong)作流程(cheng)和(he)(he)操(cao)(cao)作人員(yuan)的閉環(huan)保障措施,現(xian)場(chang)精(jing)準指揮、精(jing)細(xi)操(cao)(cao)作、精(jing)確判讀,實現(xian)艙箭(jian)(jian)對(dui)(dui)接(jie)(jie)基準和(he)(he)水(shui)平度(du)的高精(jing)度(du)控(kong)制,大(da)(da)幅提升對(dui)(dui)接(jie)(jie)效率,規避偏置(zhi)對(dui)(dui)箭(jian)(jian)體(ti)結(jie)構,尤其是(shi)分離火工(gong)品(pin)附加(jia)彎矩的不利影響,高質量完成20噸級天(tian)(tian)和(he)(he)核心(xin)艙與火箭(jian)(jian)的對(dui)(dui)接(jie)(jie)、大(da)(da)直徑柔性整流罩總裝等關(guan)鍵項(xiang)目,打通了發(fa)射空(kong)間(jian)站(zhan)任(ren)務準備工(gong)作的最后一毫米,為(wei)空(kong)間(jian)站(zhan)的全面(mian)建(jian)設奠定(ding)重要基礎。
揮灑青春,潛心鑄箭,做筑夢九天的開拓者
作(zuo)為一(yi)部領航青年先鋒和(he)(he)專(zhuan)業組長(chang),馮韶偉(wei)主動探索未來專(zhuan)業發展方向,持(chi)續攻關型(xing)號(hao)和(he)(he)專(zhuan)業中的設計難題,發掘傳統設計中的薄(bo)弱(ruo)環(huan)節(jie),并積極推(tui)進型(xing)號(hao)間橫(heng)向一(yi)致建(jian)設。工作(zuo)以來,他創新提出(chu)了多項結(jie)構及分離系統設計方法(fa),有力支(zhi)撐了型(xing)號(hao)任務的順(shun)利推(tui)進和(he)(he)可靠(kao)性提升。
馮(feng)韶(shao)偉主(zhu)動承擔型號和(he)專(zhuan)業中(zhong)的(de)(de)設(she)計難題(ti),并著力探索(suo)質(zhi)量(liang)提(ti)(ti)升(sheng)工(gong)程。他創(chuang)新(xin)提(ti)(ti)出了復(fu)合材料薄(bo)壁結(jie)構(gou)環(huan)境適(shi)應性(xing)敏(min)感度分(fen)析(xi)(xi)模型,通過(guo)多目標(biao)優化設(she)計實(shi)現(xian)重量(liang)減(jian)輕(qing)16%;創(chuang)新(xin)新(xin)型阻燃(ran)柔性(xing)防(fang)熱結(jie)構(gou),在(zai)重量(liang)減(jian)輕(qing)50%的(de)(de)基(ji)礎(chu)上,有效規避(bi)了傳統防(fang)熱結(jie)構(gou)點(dian)火(huo)燒蝕等不足;提(ti)(ti)出低(di)溫(wen)火(huo)箭變(bian)膨脹(zhang)系數+基(ji)于(yu)變(bian)形協調(diao)的(de)(de)低(di)溫(wen)三心底貯(zhu)箱變(bian)形量(liang)理(li)(li)論設(she)計方法(fa)(fa)與(yu)驗證(zheng)方法(fa)(fa),有效解決(jue)低(di)溫(wen)液(ye)體火(huo)箭管路補償量(liang)設(she)計的(de)(de)難題(ti);主(zhu)動發現(xian)傳統設(she)計中(zhong)雙螺母防(fang)松的(de)(de)薄(bo)弱環(huan)節,在(zai)機理(li)(li)分(fen)析(xi)(xi)基(ji)礎(chu)上,開展地面試驗驗證(zheng),及時發現(xian)了設(she)計缺陷,提(ti)(ti)出合理(li)(li)的(de)(de)力矩分(fen)配(pei)方式,有效規避(bi)了飛行風(feng)險(xian)。這些設(she)計方法(fa)(fa)和(he)結(jie)果(guo)均在(zai)天和(he)核心艙(cang)發射(she)任務中(zhong)得以應用,保障了發射(she)任務的(de)(de)高可靠實(shi)施。
作為中國宇航學(xue)會(hui)(hui)青年(nian)科學(xue)家俱(ju)樂部(bu)副主席,馮韶(shao)偉積極投身(shen)科學(xue)精神傳(chuan)播工作,多次參(can)加中國航天大會(hui)(hui)、數博會(hui)(hui)、青年(nian)科學(xue)家論(lun)壇等活(huo)動(dong),通過主流媒體平臺宣(xuan)傳(chuan)平凡工作崗位上的科學(xue)之路,參(can)與全(quan)國科普日青少年(nian)科普活(huo)動(dong)和《開講啦》《探月吧,少年(nian)》等節目錄制,向全(quan)社(she)會(hui)(hui)傳(chuan)遞航天科技正能量。
【責任編輯:溫存】
