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)