[上海教育新闻网]上海交大研究团队为“风云四号”架起“千里眼”[图]
近日，我国新一代静止轨道气象卫星首发星“风云四号”在西昌卫星发射中心发射升空。上海交通大学王浩伟教授团队经过多年的科研努力，成功解决了“风云四号”卫星的“星敏感器支架”内部核心部件——三角支撑架的材料攻关、整体近净成形和超精度加工难题，为“风云四号”卫星定量遥感观测的高精度和高稳定度提供了核心关键部件。
据介绍，“风云四号”成功突破了代表国际前沿的高精度图像定位与配准、微振动测量与抑制等多项核心关键技术，显著提升我国静止轨道卫星研制和空间观测应用能力，是航天大国向航天强国迈进的又一重要标志。卫星投入使用后，将对我国及周边地区的大气、云层和空间环境进行高时间分辨率、高空间分辨率、高光谱分辨率的观测，更加精确地开展天气监测与预报预警、数值预报、气候监测，为灾害及环境监测、人工影响天气、空间天气研究等提供有力支撑。要实现这些功能，卫星在轨运行时，对星敏感器支撑结构“星敏感器支架”的稳定性有极高的要求。
为破解该难题，王浩伟教授领导的特种材料研究团队经过多年潜心研究，发现使用现有材料制备的星敏支架，其最大绝对变形及热变形稳定性严重超标，远不能满足“风云四号”卫星的精度要求。保证精度的关键在于支架内部核心传热部件——三角支撑架。该部件同时对材料性能、整体近净成形和超精度加工提出了极其苛刻的要求。
该团队针对该核心部件的要求，成功研制了集铝的轻质、钢铁的刚度、陶瓷的膨胀性、石墨的导热性于一体的新型特种铝基复合材料，特别是该部件精密复杂结构的直接铸造成形，满足了构件的高刚度、高传热要求，保证了三角支撑架的微变形抑制和高精度；构件的整体超精度加工，使得构件尺寸和位置精度可控，同时兼顾了厚度均匀性。卫星总体设计单位和特种材料团队紧密配合、相互助力。首次创新性采用特种铝基复合材料三角支撑架、配合结构优化设计后的星敏支架，其绝对热变形只有原构件的十分之一，热变形稳定度提高了十倍，各项指标满足使用要求，达到了国际领先的水准。
据悉，王浩伟教授领衔的特种材料团队今年的多项科研成果已为“墨子号”量子卫星、“天宫二号”空间实验室的成功发射提供了关键部件的支撑。
来源：上海教育新闻网 2016.12.20