袁宇:推力室低成本生产与规模化,助推中国商业航天起飞| 35岁以下科技创新35人榜单人物专栏

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袁宇:推力室低成本生产与规模化,助推中国商业航天起飞| 35岁以下科技创新35人榜单人物专栏
麻省理工科技评论 2019-04-16

2019-04-16

“动力先行”被视为航天领域的金科玉律,可如今,运载火箭,特别是火箭发动机的成本居高不下,一直制约着人类开展大规模空间活动。如何打造出可靠、廉价、高性价比的火箭发动机?这考验着身为液体动力高级工程师的袁宇。
35岁以下科技创新35人
“动力先行”被视为航天领域的金科玉律,可如今,运载火箭,特别是火箭发动机的成本居高不下,一直制约着人类开展大规模空间活动。如何打造出可靠、廉价、高性价比的火箭发动机?这考验着身为液体动力高级工程师的袁宇。

2019年1月21日,《麻省理工科技评论》公布了2018年“35岁以下创新35人”(Innovators Under 35 China)中国区榜单。从榜单中,我们看到更多中国创新科研力量的崛起,也看到跨学科、跨领域、并且对落地应用有更强烈企图心与使命感的科研创新,这其中涵盖人工智能研究与应用、NLP、脑科学、新材料、新能源、生命科学、生物科技、自动驾驶等多个不同领域。我们将陆续发出对35位获奖者的独家专访,介绍他们的科技创新成果与经验,以及他们对科技趋势的理解与判断。

关于Innovators Under 35 China榜单

自 1999 年起,《麻省理工科技评论》每年都会推出“35岁以下创新35人”(Innovators Under 35 China)榜单,旨在于全球范围内评选出被认为最有才华、最具创新精神,以及最有可能改变世界的 35 位年轻技术创新者或企业家,共分为发明家、创业家、远见者、人文关怀者及先锋者五类。2017年,该榜单正式推出中国区评选,遴选中国籍的青年科技创新者。新一届榜单正在征集提名与报名,截止时间2019年5月31日。

2019年,一部《流浪地球》点燃了大众对于太空的热情,回到现实,地球虽远没有身处危机之中,巨大的“行星发动机”也尚显遥远,但不可否认的是,人类走出大气层、探索宇宙依旧需要澎湃的动力。

“动力先行”被视为航天领域的金科玉律,可如今,运载火箭,特别是火箭发动机的成本居高不下,一直制约着人类开展大规模空间活动。如何打造出可靠、廉价、高性价比的火箭发动机?这考验着身为液体动力高级工程师的袁宇。

正如人类众多工业门类一样,起到关键作用的核心部件往往决定着一个完整产品系统的最终定位和面貌。推力室作为液体发动机的核心部件,其造价占发动机造价的 1/3 至一半,如能有效降低其成本,实现液体发动机生产的大规模生产,则可以真正实现商业航天的低成本。

来看看袁宇是怎么解决这个问题的,他和他的团队应用针栓喷注器等新技术,综合使用我国在材料,制造领域的新工艺,新成果,如高强高导铜合金,快速电铸镍,热等静压,机器人激光焊接等,大幅度缩短推力室的生产制造周期,提高推力室生产的智能化,自动化水平,从而实现推力室生产的规模化和低成本。

最终体现在产品上,效果是惊人的,蓝箭航天已经完成研制的 10 吨级液氧甲烷发动机推力室,从设计至生产完毕,仅用时约100 天,而传统工艺需要用时一年左右。正在研制的百吨级液氧甲烷推力室,其重量比传统工艺轻 1/4,生产周期缩短一年以上,制造成本仅有 1/3,并且可以重复使用 20 次以上,为未来实现火箭重复使用奠定了基础。

从进入北航的第一天起,袁宇就开始了和火箭发动机打起了交道。毕业后,袁宇的工作履历上拓下了长征三号上面级氢氧发动机研制、长征五号芯二级氢氧发动机研制、嫦娥工程、高分工程和北斗导航工程等国家级重大项目的参与印记。

转战民营商业航天之后,袁宇又为自己的工作加入了更具市场化的部分,先后研发了蓝箭航天自主的液氧甲烷发动机的燃气发生器、推力室,创造了液体发动机推力室产品的研发,生产速度记录,并先后进行了试车考核。目前,正在全力以赴研制蓝箭航天“天鹊”百吨级液氧甲烷发动机,助推中国商业航天起飞。

在袁宇的愿景中,这些创新工作将使人类有望真正地降低进入太空的成本,在此基础上,近地轨道无线网络星座、大型轨道空间站、个人太空旅游等梦想也将成为不远的现实。


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