文(wen)章(zhang)來(lai)源(yuan):中國航天科技集團有(you)限公司 發布時間:2023-05-26
馮韶偉現任(ren)中(zhong)國(guo)(guo)航(hang)天科(ke)(ke)(ke)技集團(tuan)(tuan)有(you)限公司(si)第一研究院一部結(jie)構總(zong)體組組長、空(kong)間(jian)站任(ren)務——長征五號(hao)B運載火箭結(jie)構總(zong)體副(fu)(fu)主任(ren)設計師,入選(xuan)第三屆中(zhong)國(guo)(guo)科(ke)(ke)(ke)協青(qing)年人才托舉工程,中(zhong)國(guo)(guo)宇航(hang)學會青(qing)年科(ke)(ke)(ke)學家俱樂部副(fu)(fu)主席,中(zhong)國(guo)(guo)航(hang)天科(ke)(ke)(ke)技集團(tuan)(tuan)有(you)限公司(si)杰出(chu)青(qing)年。工作期間(jian)獲得集團(tuan)(tuan)公司(si)科(ke)(ke)(ke)技獎勵1項(xiang)(xiang),院科(ke)(ke)(ke)技獎勵20余(yu)(yu)項(xiang)(xiang),申請專利20余(yu)(yu)項(xiang)(xiang),編(bian)寫國(guo)(guo)家標準1項(xiang)(xiang),集團(tuan)(tuan)標準4項(xiang)(xiang),參與編(bian)寫專著1本,發(fa)表論(lun)文30余(yu)(yu)篇。攻克多項(xiang)(xiang)型(xing)號(hao)重(zhong)(zhong)大關鍵技術,為(wei)天和核心艙(cang)發(fa)射任(ren)務圓滿(man)成功作出(chu)重(zhong)(zhong)大貢獻。
嚴慎細實,勇于創新,做航天精神的傳承者
中國自主(zhu)可控的(de)空間站建設凝聚著幾代(dai)航天(tian)人(ren)的(de)心血(xue)與希(xi)望,也是(shi)實現(xian)航天(tian)強(qiang)國夢想的(de)重要一環。為(wei)滿(man)足大(da)(da)規模空間站建設需求,新一代(dai)運載(zai)火箭長征五(wu)號B需要研(yan)制長度超(chao)過(guo)20米的(de)整流(liu)罩(zhao),這(zhe)是(shi)世(shi)界上規模最(zui)(zui)大(da)(da)的(de)采用旋轉分(fen)離方(fang)式的(de)整流(liu)罩(zhao)。分(fen)離系統具有構(gou)成(cheng)復(fu)雜、結(jie)構(gou)剛度低(di)和(he)過(guo)頂角速度最(zui)(zui)小(xiao)的(de)特點(dian),因此作(zuo)為(wei)長征五(wu)號B四項(xiang)重大(da)(da)關鍵(jian)技(ji)術(shu)之首,其技(ji)術(shu)瓶頸能否突(tu)破直接影(ying)響系統方(fang)案和(he)研(yan)制進程。
縱觀近(jin)(jin)50年(nian)整(zheng)流(liu)罩分離(li)設計技(ji)術發(fa)展,對于氣動、彈性(xing)整(zheng)流(liu)罩分離(li)分析技(ji)術仍未從根(gen)源(yuan)上(shang)得以突破,設計方(fang)案仍遵循20年(nian)前的(de)準(zhun)則,無(wu)法(fa)適應(ying)空間(jian)站工程發(fa)射任務的(de)研(yan)制要(yao)(yao)求。面對天和核心(xin)(xin)艙發(fa)射任務緊迫的(de)任務需求和前所未有(you)的(de)技(ji)術困(kun)難,馮韶偉堅持“大膽假設、小心(xin)(xin)求證”的(de)科學(xue)態度,首次提(ti)出基(ji)于顯示動力學(xue)的(de)整(zheng)流(liu)罩彈性(xing)分離(li)仿(fang)真方(fang)法(fa),反(fan)復(fu)驗(yan)證仿(fang)真分析的(de)模型和方(fang)法(fa),一次仿(fang)真需要(yao)(yao)耗(hao)時近(jin)(jin)5個小時,他日以繼夜,完成了數(shu)十項(xiang)關鍵參數(shu)的(de)協調和優(you)化,實現了空間(jian)站系(xi)統在超大規模整(zheng)流(liu)罩內有(you)效空間(jian)的(de)高可靠利用,為天和核心(xin)(xin)艙的(de)發(fa)射提(ti)供了重要(yao)(yao)支撐。
針對天和(he)核心艙任務運載(zai)能(neng)力的(de)(de)(de)(de)需(xu)求,他(ta)在(zai)整(zheng)流罩(zhao)(zhao)設(she)計(ji)方(fang)案中(zhong)精益求精,提出(chu)基于能(neng)量裕度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)整(zheng)流罩(zhao)(zhao)旋(xuan)轉分(fen)(fen)離(li)(li)可(ke)靠性評(ping)判準則,辨識出(chu)原設(she)計(ji)方(fang)案對分(fen)(fen)離(li)(li)能(neng)源的(de)(de)(de)(de)過(guo)度(du)(du)需(xu)求,最大(da)程度(du)(du)上(shang)優(you)化了(le)(le)分(fen)(fen)離(li)(li)系(xi)(xi)統。他(ta)在(zai)兩年內策劃組織并圓滿完成(cheng)了(le)(le)三次(ci)我國最大(da)規模的(de)(de)(de)(de)整(zheng)流罩(zhao)(zhao)地(di)面分(fen)(fen)離(li)(li)試驗(yan),在(zai)試驗(yan)中(zhong)基于三維視覺(jue)測(ce)量系(xi)(xi)統首次(ci)定量獲得了(le)(le)整(zheng)流罩(zhao)(zhao)分(fen)(fen)離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)呼吸變形,充分(fen)(fen)驗(yan)證了(le)(le)仿真方(fang)法和(he)分(fen)(fen)離(li)(li)系(xi)(xi)統設(she)計(ji)的(de)(de)(de)(de)正確(que)性,實(shi)現了(le)(le)整(zheng)流罩(zhao)(zhao)分(fen)(fen)離(li)(li)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)高可(ke)靠性閉環設(she)計(ji),顯著(zhu)提升了(le)(le)專項技術(shu)的(de)(de)(de)(de)技術(shu)成(cheng)熟度(du)(du),為空間站發射任務的(de)(de)(de)(de)實(shi)施和(he)型號研制的(de)(de)(de)(de)順利進展做出(chu)重大(da)貢獻,相關技術(shu)達到國際先進、國內領先。
此外(wai),他還(huan)提出(chu)了一(yi)種整(zheng)流罩分離姿態(tai)(tai)測量方法,首(shou)次在飛(fei)行任務中獲取(qu)了半罩分離的(de)(de)寶貴數據,填補了國內該(gai)領域的(de)(de)空白。在長征五號B發射天和核心(xin)艙的(de)(de)飛(fei)行任務中,整(zheng)流罩以教(jiao)科書般(ban)的(de)(de)姿態(tai)(tai)緩慢綻放,這是對專業發展的(de)(de)肯定,也是對航天精神的(de)(de)傳承。
精益求精,礪而彌堅,做最后一毫米的踐行者
我國空(kong)間站(zhan)各艙(cang)段(duan)(duan)重量達20噸量級,為保(bao)障(zhang)可靠發射,需(xu)要運(yun)載(zai)火(huo)箭配置承(cheng)載(zai)能(neng)力更強、可靠性(xing)更高的新型分離(li)裝置,但這種連接(jie)方式對艙(cang)箭機(ji)械接(jie)口(kou)設(she)計(ji)、艙(cang)箭界面降沖(chong)擊設(she)計(ji)提出(chu)了新的要求,甚至直接(jie)影響空(kong)間站(zhan)艙(cang)段(duan)(duan)在(zai)軌運(yun)行的壽(shou)命(ming)及可靠性(xing),如此(ci)大規(gui)模(mo)的分離(li)裝置設(she)計(ji)和(he)降沖(chong)擊設(she)計(ji),技(ji)術跨度(du)和(he)研制難度(du)前所未有。
面(mian)對(dui)(dui)(dui)型號的(de)重(zhong)大關鍵(jian)技術,馮韶(shao)偉主動思(si)考,積極(ji)驗(yan)證(zheng),提出基于(yu)顆粒阻尼(ni)的(de)非(fei)直接(jie)接(jie)觸(chu)式星箭接(jie)口設計(ji)(ji)方(fang)案,從(cong)沖(chong)擊(ji)(ji)波的(de)傳遞規律、傳感(gan)器(qi)的(de)采集(ji)特點、偏差狀態下分離安全(quan)性等方(fang)面(mian)開(kai)展(zhan)專題研究,組織并完成多次全(quan)尺(chi)寸(cun)沖(chong)擊(ji)(ji)解鎖試(shi)驗(yan)、地(di)面(mian)對(dui)(dui)(dui)接(jie)和(he)分離試(shi)驗(yan)對(dui)(dui)(dui)設計(ji)(ji)方(fang)法(fa)進行全(quan)方(fang)面(mian)驗(yan)證(zheng),以適應空間(jian)站各艙(cang)段(duan)環(huan)境條件為目標,突破(po)大直徑線性分離裝(zhuang)置(zhi)對(dui)(dui)(dui)有(you)效(xiao)載荷的(de)降(jiang)沖(chong)擊(ji)(ji)設計(ji)(ji)難(nan)題,實(shi)現沖(chong)擊(ji)(ji)量級降(jiang)低(di)70%。
空間(jian)(jian)站核心艙(cang)發射(she)任務(wu)提出了大噸位(wei)艙(cang)箭的近場安(an)(an)全分離(li)需求,馮韶偉(wei)牽(qian)頭設計(ji)(ji)(ji)了高可靠、無污染的分離(li)系統(tong)方案,實現(xian)世界上在役火箭最大規模星(xing)箭分離(li)系統(tong)的安(an)(an)全分離(li)。同時,針對全新艙(cang)箭接口設計(ji)(ji)(ji)方案,對空間(jian)(jian)站發射(she)任務(wu)全剖面(mian)的使用環境進行全面(mian)分析,充(chong)分辨識風險,解決(jue)了小行程下(xia)衛(wei)星(xing)壓(ya)點開關(guan)狀態控制、線性解鎖裝置熱防護適應性設計(ji)(ji)(ji)、分離(li)彈簧自閉環設計(ji)(ji)(ji)等難題。
作為結構(gou)系(xi)統和星箭(jian)(jian)聯(lian)合操(cao)(cao)(cao)作指揮,馮韶偉(wei)全程參與(yu)天和核(he)心(xin)(xin)艙靶場(chang)(chang)發(fa)射(she)任(ren)務,建(jian)立(li)全箭(jian)(jian)2600余(yu)項操(cao)(cao)(cao)作項目(mu)和1400余(yu)項關(guan)(guan)鍵(jian)操(cao)(cao)(cao)作的(de)(de)閉環(huan)質量控制措(cuo)施,提出關(guan)(guan)鍵(jian)動作事件(jian)鏈的(de)(de)檢查確認方法并推廣實(shi)(shi)施。深入開展天和核(he)心(xin)(xin)艙與(yu)運載火箭(jian)(jian)聯(lian)合操(cao)(cao)(cao)作精(jing)(jing)細化操(cao)(cao)(cao)作,落實(shi)(shi)工作項目(mu)、工作流(liu)(liu)程和操(cao)(cao)(cao)作人員的(de)(de)閉環(huan)保(bao)障措(cuo)施,現(xian)場(chang)(chang)精(jing)(jing)準指揮、精(jing)(jing)細操(cao)(cao)(cao)作、精(jing)(jing)確判讀,實(shi)(shi)現(xian)艙箭(jian)(jian)對接基(ji)(ji)準和水平度的(de)(de)高精(jing)(jing)度控制,大幅提升(sheng)對接效率,規避偏(pian)置對箭(jian)(jian)體結構(gou),尤其是(shi)分離火工品附加彎矩的(de)(de)不利影響,高質量完(wan)成20噸級天和核(he)心(xin)(xin)艙與(yu)火箭(jian)(jian)的(de)(de)對接、大直徑柔性整流(liu)(liu)罩總(zong)裝等(deng)關(guan)(guan)鍵(jian)項目(mu),打(da)通了發(fa)射(she)空間站任(ren)務準備工作的(de)(de)最后(hou)一(yi)毫米,為空間站的(de)(de)全面建(jian)設奠定重要基(ji)(ji)礎。
揮灑青春,潛心鑄箭,做筑夢九天的開拓者
作為(wei)一部領航青年先(xian)鋒和(he)專業(ye)組長(chang),馮韶(shao)偉(wei)主動探索未來專業(ye)發展方向(xiang),持(chi)續攻(gong)關(guan)型(xing)號(hao)(hao)和(he)專業(ye)中(zhong)(zhong)的設計(ji)(ji)難題,發掘傳統設計(ji)(ji)中(zhong)(zhong)的薄弱環節,并積極推進型(xing)號(hao)(hao)間橫向(xiang)一致建設。工作以來,他創(chuang)新提出了(le)(le)多項結構及分(fen)離系統設計(ji)(ji)方法,有(you)力支撐(cheng)了(le)(le)型(xing)號(hao)(hao)任務的順利(li)推進和(he)可靠性提升。
馮韶偉(wei)主動承擔型(xing)號和專業中的(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)難題(ti),并著(zhu)力(li)探索質(zhi)量(liang)提升工程。他創新(xin)提出(chu)了(le)復合材(cai)料薄壁結構(gou)環境(jing)適應性敏感度分(fen)析(xi)模型(xing),通過多目標優(you)化(hua)設(she)(she)計(ji)(ji)實(shi)現重(zhong)量(liang)減輕(qing)16%;創新(xin)新(xin)型(xing)阻燃柔性防(fang)(fang)(fang)熱結構(gou),在重(zhong)量(liang)減輕(qing)50%的(de)(de)基礎上(shang),有效規(gui)避了(le)傳統防(fang)(fang)(fang)熱結構(gou)點火燒蝕(shi)等不足;提出(chu)低溫火箭(jian)變膨脹(zhang)系數+基于變形協調(diao)的(de)(de)低溫三心底(di)貯箱變形量(liang)理(li)論設(she)(she)計(ji)(ji)方(fang)(fang)法(fa)與驗證(zheng)方(fang)(fang)法(fa),有效解決低溫液體火箭(jian)管(guan)路補(bu)償量(liang)設(she)(she)計(ji)(ji)的(de)(de)難題(ti);主動發(fa)現傳統設(she)(she)計(ji)(ji)中雙螺(luo)母防(fang)(fang)(fang)松(song)的(de)(de)薄弱環節,在機(ji)理(li)分(fen)析(xi)基礎上(shang),開展(zhan)地面試驗驗證(zheng),及時發(fa)現了(le)設(she)(she)計(ji)(ji)缺陷(xian),提出(chu)合理(li)的(de)(de)力(li)矩(ju)分(fen)配方(fang)(fang)式,有效規(gui)避了(le)飛行風(feng)險。這些設(she)(she)計(ji)(ji)方(fang)(fang)法(fa)和結果均(jun)在天(tian)和核(he)心艙發(fa)射(she)任(ren)務(wu)中得以應用,保障了(le)發(fa)射(she)任(ren)務(wu)的(de)(de)高可靠(kao)實(shi)施。
作(zuo)為中國宇(yu)航學(xue)會(hui)青(qing)年(nian)科(ke)學(xue)家(jia)俱樂(le)部副主席,馮(feng)韶偉積極投身科(ke)學(xue)精(jing)神傳(chuan)(chuan)播工(gong)作(zuo),多次參(can)(can)加中國航天大(da)會(hui)、數博會(hui)、青(qing)年(nian)科(ke)學(xue)家(jia)論壇(tan)等活動(dong),通過主流媒體(ti)平臺(tai)宣(xuan)傳(chuan)(chuan)平凡工(gong)作(zuo)崗位上的科(ke)學(xue)之(zhi)路,參(can)(can)與全國科(ke)普日(ri)青(qing)少(shao)年(nian)科(ke)普活動(dong)和《開講啦》《探月(yue)吧,少(shao)年(nian)》等節目錄制,向全社會(hui)傳(chuan)(chuan)遞航天科(ke)技正能量(liang)。
【責任編輯:溫存】
