苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)：為航天器穿上“冷暖衣”

苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)：為航天器穿上“冷暖衣”

為飛行在300℃溫差、熱控分系統(tǒng)無任何電源供給、重力加速度為地球1/6的月球表面的航天器制作“冷暖衣”，這看似不可能的任務(wù)，苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)是如何完成的？

苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)：在全球首創(chuàng)相變材料熱管，研制出世界上最小尺寸的宇航級微小型熱管，開發(fā)出中國首套可控?zé)峁茌椛淦?、首臺高效低溫?zé)峁軗Q熱器、首臺太陽能熱水器……

飛天一直是中國人長久以來的夢想，從敦煌壁畫上精致玲瓏的天人，到嫦娥成功落月，玉兔信步虹灣，松軟月壤上第一次留下了中國足跡。

日夜奮戰(zhàn)制作冷暖衣

月球表面具有與地面和空間不同的力學(xué)環(huán)境，月球表面的重力加速度為地球上的1/6，探測器在任務(wù)周期內(nèi)將多次度過寒冷而漫長的相當(dāng)于14個(gè)地球日的月夜，熱控分系統(tǒng)得不到任何電源供給，300℃溫差的極端考驗(yàn)……這是“月宮”的基本環(huán)境，任何地球上的電子設(shè)備直接暴露在這種溫度條件下都會(huì)徹底“癱瘓”。

但是眾所周知，2013年12月14日，嫦娥三號探測器在月球表面成功著陸，“玉兔”號月球車駛上月球。這看似不可能的任務(wù)是如何完成的呢？

為嫦娥三號探測器制作適宜“月宮”環(huán)境、輕巧又助于其運(yùn)行的冷暖衣，給苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶來前所未有的挑戰(zhàn)。為了早日拿出成熟產(chǎn)品，苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)馬不停蹄的晝夜作戰(zhàn)。調(diào)研、討論、分析、試驗(yàn)，大家一起吃盒飯，一起半夜回家，8個(gè)月后，苗建印團(tuán)隊(duì)提出了兩相流體回路方案。為了保證產(chǎn)品按期交付，團(tuán)隊(duì)成員來回奔走，協(xié)調(diào)、跟產(chǎn)、驗(yàn)收、交付及處理技術(shù)問題。為了一個(gè)部件的完成，團(tuán)隊(duì)成員甚至半夜親自去工廠監(jiān)督生產(chǎn)流程，直到難題被一個(gè)個(gè)攻克，想法被一個(gè)個(gè)驗(yàn)證，措施被一個(gè)個(gè)落實(shí)。

苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)為嫦娥三號探測器量身打造的冷暖衣，也就是月球重力驅(qū)動(dòng)兩相流體回路溫控系統(tǒng)，超前克服了美國擬在2030年前重點(diǎn)突破的學(xué)科難題，創(chuàng)造了設(shè)備重量僅為美蘇同類產(chǎn)品1/50的成績。

零誤差儲液器

2005年，諾貝爾獎(jiǎng)得主丁肇中廣發(fā)“英雄帖”，他研制的阿爾法磁譜儀擬隨奮進(jìn)號航天飛機(jī)登陸國際空間站，捕獲空間極其微小的粒子，幫助人類認(rèn)識未知的暗物質(zhì)，探索宇宙奧秘。

丁肇中的阿爾法磁譜儀中，最核心的部件是儲液器，儲液器對溫度一致性的要求非常高，既要能完美控溫、抑制氣泡，又要為系統(tǒng)供液——這在當(dāng)時(shí)的熱控界看來，簡直是“瘋狂”的需求。

“磁譜儀項(xiàng)目是我40多年里遇到的最難的實(shí)驗(yàn)，甚至比當(dāng)初為我?guī)碇Z貝爾獎(jiǎng)的實(shí)驗(yàn)還要困難得多。”為了早日完成項(xiàng)目，丁肇中遍尋歐美，卻無一人應(yīng)戰(zhàn)。

正當(dāng)丁肇中一籌莫展之際，苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)毅然挺身而出，接下了這個(gè)被業(yè)界喻為“燙手山芋”的難題。此時(shí)距離奮進(jìn)號發(fā)射時(shí)間僅剩5年多時(shí)間，而一項(xiàng)航天技術(shù)從基礎(chǔ)研究到原理樣機(jī)再到工程樣機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一般為15年。

“要突破儲液器的關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)應(yīng)解決三大難題：材料、控溫和毛細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?！泵缃ㄓ≌f。而空間微重力環(huán)境，二氧化碳的超臨界特性、低表面張力特性又使這一全新構(gòu)想變得異常復(fù)雜，儲液器的研制無疑是世界上從未有人攀登過的高峰。

苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)白天找資料、查文獻(xiàn)，向?qū)＜艺埥?，開會(huì)研討思路，晚上還要與時(shí)差相反的美國方面進(jìn)行電話會(huì)議并及時(shí)收發(fā)電子郵件，常常24小時(shí)連軸轉(zhuǎn)。這種工作狀態(tài)在航天司空見慣，最難的主要是特殊的材料需求和極端苛刻復(fù)雜的工藝。試驗(yàn)中需要用大量的二氧化碳作材料，但當(dāng)時(shí)團(tuán)隊(duì)并不具備這種非常規(guī)的試驗(yàn)材料。經(jīng)過大量的分析驗(yàn)證，苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)選取了酒精作為替代品，幾年下來，酒精用了幾十箱，手被泡掉了一層又一層的皮。

最終，苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)提出的方案得到美國宇航局流體力學(xué)專家尤金·恩格教授的充分肯定：“看來，我們選對了儲液器的研究隊(duì)伍！”后來，AMS-02軌跡探測器熱控系統(tǒng)（TTCS系統(tǒng)）在國外聯(lián)調(diào)的結(jié)果證明，他們給出的等效數(shù)據(jù)幾乎零誤差。

三年的嘔心瀝血，試驗(yàn)圓滿成功。丁肇中先生對溫度控制精度非常滿意，贊嘆到“沒有TTCS就沒有AMS-02，而沒有儲液器就沒有TTCS！”

研制世界最小微型熱管

2006年，為保證我國高分辨率對地觀測衛(wèi)星成像技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)著手研制開發(fā)一套世界上最小尺寸的宇航級熱管。要研制出直徑僅有3毫米的熱管，并在其內(nèi)部“大做文章”，談何容易？有很長一段時(shí)間，苗建印一下班就趕去近百里外的工廠，親自緊盯模具和試樣管生產(chǎn)，甚至自掏腰包與工廠的師傅們同吃同住，最終生產(chǎn)出合格的管材。

工廠機(jī)加工出的管材僅是半成品，要變成真正的熱管，還需要充氨。一般熱管充氨量是10克左右，而這個(gè)小熱管的充氨量理論上僅有0.3克，精度控制為0.01克，且只能一次充裝成功，這讓不少設(shè)計(jì)人員頭疼不已。苗建印鼓勵(lì)并帶領(lǐng)隊(duì)員一次次研究技術(shù)難點(diǎn)，一遍遍改進(jìn)工藝，一點(diǎn)點(diǎn)提高精度控制，最終研制出世界上最小的微型熱管，并在國際熱管會(huì)議上大放異彩，成為了日后相機(jī)熱控設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)配置。

憑著這樣一份執(zhí)著和細(xì)致，半個(gè)世紀(jì)以來，苗建印團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)能提高了10倍，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)效率提升60%以上，交付產(chǎn)品100%合格、在軌無一失效，創(chuàng)下了業(yè)界奇跡。他們在全球首創(chuàng)相變材料熱管，研制出世界上最小尺寸的宇航級微小型熱管，開發(fā)出中國首套可控?zé)峁茌椛淦?、首臺高效低溫?zé)峁軗Q熱器、首臺太陽能熱水器…一項(xiàng)項(xiàng)填補(bǔ)空白的創(chuàng)新成果，如一顆顆閃亮的鉆石，是創(chuàng)新成就中國夢最生動(dòng)有力的注腳。

堅(jiān)守創(chuàng)新一線16年

1999年，苗建印進(jìn)入中國航天科技集團(tuán)五院，從此一頭扎進(jìn)了航天熱控技術(shù)的研發(fā)里，堅(jiān)守創(chuàng)新一線16年。

2006年，苗建印任創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)組長，將所有圖紙進(jìn)行電子化，并打造了全流程國產(chǎn)化的生產(chǎn)線，形成了完整的產(chǎn)品體系以及4條生產(chǎn)線、7類試驗(yàn)設(shè)備，覆蓋了我國所有航天器的需求。苗建印要求所有團(tuán)隊(duì)成員都做到既有“奇思妙想”的沖動(dòng)，也要有實(shí)現(xiàn)設(shè)想的動(dòng)手能力。

早在求學(xué)時(shí)期，苗建印就是班里唯一不考托福、不考GRE的人，他說：“我就在國內(nèi)干，在這里才能實(shí)現(xiàn)夢想”；幾年前，曾有外部公司以百萬年薪聘請，他不為所動(dòng)，他說：“我就在航天干，這里才有我的舞臺”。

身為首席研究員，苗建印“辦公室”卻僅是一個(gè)三、五平米的普通工位，苗建印說：“與同事們在一起工作探討，我才感覺離航天事業(yè)更近”。45歲的苗建印，總是一副自信從容的風(fēng)度。同事們夸他口才好，句句經(jīng)典?？伤麉s紅著臉回道：“其實(shí)，創(chuàng)新需要一顆安靜的心。”

苗建印創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)目前成員25名、平均年齡32歲。團(tuán)隊(duì)成立半個(gè)世紀(jì)以來，孕育了一大批航天熱控專業(yè)核心人才：有在預(yù)研“幕后”崗位上干了一輩子的“老班長”侯增祺；有始終堅(jiān)守研發(fā)一線的清華高材生李亭寒，李亭寒退休返聘后仍親力親為做熱管充裝等基礎(chǔ)性工作；有老熱控人文耀普，固執(zhí)地讓出室主任職位、讓出研究員職稱，一門心思潛心課題研究……

創(chuàng)新，永遠(yuǎn)在路上。展望未來，苗建印描述著心中的理想：“努力成為國內(nèi)外業(yè)界的‘響亮名片’、軍民融合勇拓市場的‘急先鋒’、航天熱控核心人才的‘金色搖籃’，努力為‘航天夢、強(qiáng)軍夢、中國夢’作出新貢獻(xiàn)?！保▉碓矗壕C合中工網(wǎng)、《中國航天報(bào)》、新華網(wǎng) 責(zé)任編輯/和恩馨）