作者:百檢網 時間:2021-12-16 來源:互聯網
近日,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭成功將天通一號01星發射升空,這是我國衛星移動通信系統**星,被譽為“中國版的海事衛星”,其成功發射標志著我國進入了衛星移動通信的“手機時代”。該衛星大型天線使用了東華大學科研工作團隊研制生產的金屬網,顯示出飛天高科技中“紡織智造”發揮的不可缺少的力量。
一張小小金屬網怎么助力衛星飛天?這又與紡織有什么聯系呢?答案是:紡織智造。
在東華大學產業用紡織品教育部工程研究中心實驗室里,有一把特別的傘:它既不擋雨也不遮陽,特殊的傘骨上支撐起一層薄薄的黃色金屬網。它在我國北斗導航衛星、移動通訊衛星等多個系列衛星中發揮了至關重要的作用,不僅開創了我國衛星采用自主研發金屬網天線的歷史,還為柔性天線關鍵產品國產化進程發揮了里程碑式的作用,為國產金屬網在軌順利應用奠定了堅實的基礎。其學名叫“星載天線金屬網”,參與研制它的正是曾成功助力“天宮一號”發射的東華大學紡織學院陳南梁教授團隊。
小網織出衛星飛天高科技
北斗衛星導航系統是我國自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統,與美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐盟的伽利略并稱為全球四大衛星導航系統。目前,我國已成功發射23顆北斗導航衛星。這些衛星像一顆顆棋子,精準分布在地球不同軌道,為我國和全球其他國家用戶提供高質量的通訊服務。
金屬網是衛星天線反射電磁波的關鍵部件和星載網狀天線的基礎材料。長期以來,我國星載天線金屬網主要依賴進口。從2008年開始,陳南梁教授團隊與相關研究所攜手,踏上了一條國家航天使命必達的攻關路。
以往星載天線采用的多是鋁合金等傳統金屬材質的材料,又重又硬,不利于衛星天線在太空中靈活收放。有沒有一種材料能夠讓衛星天線既輕便又性能穩定?經過反復試驗,科研團隊發現,鍍金鉬絲材料具有高強度、低熱膨脹系數、不易斷、反射率高等特性,是用于制造空間可展開網狀天線反射體的**之選,但要把它做成金屬網卻不簡單,既要強韌,又要能耐受發射飛行的外力“折騰”,還要柔軟可編,易在太空中收納展開。而要實現“剛柔并濟”,就不得不提紡織經編技術。
紡織經編工藝顯神通
紡織通常是經緯線十字交叉,而經編則是像織毛衣一樣將紗線彎曲成圈相互穿套形成織物。在生產網眼織物時,與其他生產技術相比,經編技術更實用。生產的網眼織物可以有不同的大小和形狀,并且不需要經過任何特殊整理,單靠自身結構,就能使織物形狀穩定、牢固。這對于在太空惡劣環境下“生存”的衛星來說是再好不過的了。
經過長期不懈的科研攻關,陳教授團隊采用*細金屬絲合股及經編技術,實現了把只有頭發絲四分之一細的*細鍍金鉬絲纖維合股加捻的技術突破,還創新設計制造出專用的并線、整經和經編設備及全套生產工藝。據團隊介紹,這一系列的技術和工藝突破,不僅順利實現了衛星天線金屬網“剛柔并濟”,同時還讓這把“大傘”減重90%以上,且便于攜帶和做大尺寸,北斗導航衛星、移動通訊衛星的大功率通訊都得益于此。經過艱苦的摸索與實驗,北斗星載天線金屬網相關難題終于被攻克,移動通訊衛星的“大單”也隨之而來,團隊研發衛星天線金屬網開啟了規模化生產的旅程。
以陳南梁教授團隊為例,2011年,團隊憑借半剛性玻璃纖維網格材料的研制為“天宮一號”上天編織出色的能源動力翅膀。而今,星載天線金屬網又為推動衛星柔性天線關鍵產品的國產化發揮了里程碑的作用。據悉,團隊目前正與國家航天相關部門緊密合作,承擔著“天宮二號”、“天舟”系列貨運飛船的相關科研生產任務。東華大學擁有的**紡織科學與工程學科,也正在國家創新驅動的改革浪潮中悄然實現著轉型升級的“華麗轉身”。
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