航天科技助力“超级高铁”在高真空环境下运行 “上海造”高速分子泵亮相工博会
( 2018年9月23日 10 : 09 )

来源:解放日报


“上海造”高速分子泵亮相工博会
“上海造”智能化高速分子泵。

  相信大家对于“超级高铁”早已不再陌生。早在2013年,美国SpaceX创始人埃隆·马斯克就曾提出“超级高铁”概念,并付诸试验。而在今年7月,中国第一条超级高铁项目在贵州铜仁启动研究。简单来说,与普通高铁在正常的大气压下运行不同的是,超级高铁以磁悬浮技术为驱动,在真空环境下运行,具有超高速、高安全、低能耗、噪声小、污染小等特点。世界上第一个商业超级高铁将于2020年在阿联酋的阿布扎比运行,速度可达1200公里/小时。

  对于超级高铁来说,实现真空环境运行是关键所在。正在上海举行的工博会上,上海航天卫星装备所展出了其军民融合团队自主研制的高真空环境获得装备——智能化高速分子泵,有望成为实现超级高铁真空运行的“利器”。

  卫星装备所是我国两大卫星研制基地之一,我国航天领域知名的“空间环境模拟试验基地”,在多年的太空真空环境模拟试验中积累了丰厚经验,风云卫星、天宫、神舟飞船等航天器都曾在这里完成试验飞向太空。近年来,卫星装备所依托核心的真空设计技术、智能化测控技术,致力于军转民技术应用、民品技术开发,先后研发了以分子泵为代表的各类高端真空应用装备。

  “在真空技术领域,分子泵作为关键核心部件,其性能的好坏是基础性和先导性的条件,对航天器的发展也有着重要的意义。”卫星装备所副所长齐晓军告诉记者,长期以来,他们通过真空获得技术能够精确模拟出卫星所处的超高真空环境。

  “我们这支造卫星出身的队伍能不能自己搞?”卫星装备所所长姜健的想法把年轻人的斗志激发起来。设计师黄涛过去在做试验时就对它产生了兴趣。分子泵看似不大,但内里“五脏俱全”,十分复杂。国内最大的分子泵企业通过与高校合作,花了近10年的时间才研发出第一台分子泵。“光是其中叶片的设计就覆盖到了稀薄气体动力学、转子动力学、材料学等多个学科,要同时满足抽气性能、转子强度和旋转稳定性等多项要求。”齐晓军说,由于每一台泵的配平质量加载位置都不一样,这也使很多想进入分子泵行业的厂家止步。

  瞄准“高速”和“智能化自主管控”这两大特点,卫星装备所团队终于摸准了窍门。“我们利用高速旋转的动叶轮和静止的静叶片,将气体分子从稀薄的高真空区域逐级‘驱赶’至稠密的低真空区域,最后由前级泵排至大气,实现了具备抽真空功能的高速回转。继而将智能化控制技术与分子泵结合在一起,成功做到让分子泵兼具智能化故障自诊断、故障自动保护、远程监控、手机监控、短信报警和数据云端存储等功能。”齐晓军说。


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