哈工大科研:N個“世界第一”

2019-10-09 09:04:12|來源:黑龍江日報|編輯:呂丹丹|責編:趙瀅溪

  10月8日,哈爾濱工業大學進行新聞發佈,向媒體和社會公佈了學校近70年的重大科技成果,尤其對“世界第一”的標誌性科技成果進行了重點發佈。據介紹,新中國成立70年來,哈工大始終堅持“立足航天、服務國防、面向國民經濟主戰場”的辦學特色和宗旨,在世界球罐加工領域首創無模脹形技術、研發成功國際首個星箭一體化飛行器、實現國際首次人機協同在軌維修試驗、啟動世界最大規模人類基因組計劃……這些一個又一個標誌性成果,為新中國建設和改革開放事業做出了重要貢獻。

  球罐加工領域首創無模脹形技術

  在哈工大校園堙A佇立著一個寓意“知識就是力量”的球形雕塑,這個球形雕塑所採用的無模脹形技術就是對100多年來球罐製造技術產生根本性變革、世界球罐加工技術領域首創的一項重要技術,曾獲第36屆布魯塞爾國際博覽會尤堨d發明金獎、國家技術發明獎和國家科技進步獎。這項技術的發明人,就是被譽為“球王”的王仲仁教授。

  以往球罐製造均採用在壓力機上用模具將平板加工成球形殼板,再由球形殼板組裝焊接成球罐的工藝。王仲仁發明的這項“球形容器無模脹形新工藝”從內部加壓使多面殼體變成圓球,既不需用壓力機也不需用模具。採用該技術製造的液化氣球形儲罐、壓力供水罐、球形供水塔等一批設備運行狀況均良好。

  國際首個星箭一體化飛行器

  哈工大“快舟星箭一體化飛行器技術及應用”項目成果在國際上首次提出並實現了星箭一體化設計的理念和方法,利用該成果研製的“快舟一號”衛星于2013年9月25日成功發射。

  該項成果是在國家“863計劃”重點支持下取得的一項原創性成果,針對突發災害應急監測和搶險救災信息支持的迫切需求,解決飛行器快速研製、快速發射、快速應用的核心技術問題,實現了我國固體運載器機動發射衛星首次成功,創造了我國遙感衛星最快成像紀錄。項目總體指標國內領先、國際先進,開闢了我國快速響應空間技術發展的新途徑,取得了重大的經濟和社會效益。

  全球首創反射面結構系統

  2016年9月25日,有著超級“天眼”之稱的500米口徑球面射電望遠鏡(簡稱FAST)在貴州省平塘縣的喀斯特洼坑中落成啟用。從理論上說,“天眼”能接收到137億光年以外的電磁信號,這個距離接近宇宙邊緣。中國的這個“天眼”之所以能看得這麼遠,還這麼準,有一項全球首創的技術發揮著至關重要的作用,它就是由哈工大研究人員主要承擔和完成的FAST項目主動反射面結構系統。

  哈工大空間結構研究中心以沈世釗院士、范峰教授、錢宏亮教授為首的研究團隊,自2003年起全程參與了FAST項目結構系統的預研、可行性研究和初步設計,提出的主動反射面結構方案和多項關鍵技術成功應用於FAST項目,為超級“天眼”的國家立項和落成啟用提供了強有力的技術支撐和保障。由於哈工大在FAST項目中做出的突出貢獻,2010年,中國科學院國家天文臺將1996年6月7日發現的小行星命名為“哈工大星”。

  國際首次人機協同在軌維修試驗

  2016年11月9日下午,天宮二號航天員與空間機械手的人機協同在軌維修科學試驗進行。人機協同在軌維修技術試驗為國際首次,由哈工大與中國航天科技集團公司第五研究院、北京理工大學共同完成。該項試驗主要面向航天設備在軌組裝及拆卸任務,探索人機協同完成在軌維修典型作業,為空間機器人在軌服務積累經驗。

  天宮二號空間機械手由哈工大研製,包含多感知柔性機械臂、五指倣人靈巧手、控制器及其軟體、手眼相機、人機交互設備及其軟體等。研製團隊在三年研製週期內,完成了產品研製、地面操作試驗、空間環境適應性試驗等工作。

  新一代磁聚焦型霍爾電推力器首應用

  2016年1月,由哈工大能源學院于達仁教授團隊、材料學院特種陶瓷研究所和航天五院502所聯合研製的我國新一代磁聚焦型霍爾電推力器HEP-100MF在實踐十七號衛星上採用,該衛星搭載“長征五號”運載火箭在海南文昌衛星發射中心發射成功。2016年11月22日,推力器在地球同步軌道點火成功,標誌著磁聚焦型霍爾電推力器在國際上首次實現空間應用。

  于達仁教授團隊針對傳統霍爾推力器噴流發散角大,束流對壁面的轟擊降低推力器的壽命、比沖和效率等問題,先後突破了多項關鍵技術,居國際領先水平,大幅降低了推力器燃料消耗和羽流對航天器的影響,為我國新一代長壽命航天平臺提供了具有自主知識產權的新一代霍爾電推力技術,可廣泛應用於空間站、深空探測、高低軌地球衛星軌道控制等領域。

  世界最大規模人類基因組計劃啟動

  2017年12月,我國啟動“中國十萬人基因組計劃”,這是我國在人類基因組研究領域實施的首個重大國家計劃,也是目前世界最大規模的人類基因組計劃。哈工大是該項目的牽頭單位,該項目的首席科學家是哈工大王亞東教授,該項目將繪製中國人精細基因組圖譜,研究疾病健康和基因遺傳的關係。

  王亞東說,項目主要目標是研究中國人從健康到疾病是怎麼轉化的,為中國的醫學研究或者是臨床診斷、治療疾病提供參考。按照計劃,整個項目將在四年內完成全部的測序與分析任務,這也將是當前世界上推進速度最快的基因組工程。

  國際首次高軌衛星對地高速激光通信試驗

  2018年1月23日,我國新一代高軌技術試驗衛星實踐十三號搭載的激光通信終端,成功進行了國際首次高軌衛星對地高速激光雙向通信試驗。此次試驗由哈工大馬晶、譚立英教授所帶領的衛星激光通信團隊負責。團隊取得了多項技術突破,攻克了多項國際難題,標誌著我國在空間高速信息傳輸這一航天技術尖端領域走在了世界前列,為後續天地一體化信息網絡國家重大科技工程的實施奠定了堅實基礎。

  據了解,哈工大項目團隊研製了5代適應不同軌道衛星的終端產品,實現了衛星激光通信終端從無到有、從大到小、從重到輕、從低軌到高軌的重大跨越,構建了高軌、低軌和地面的激光通信試驗試用體系,為超大容量高分辨率對地觀測數據中繼和傳輸提供了技術支撐。

  超大運載火箭燃料箱箱底試製成功

  2018年11月,哈工大苑世劍教授團隊提出的新一代流體高壓成形技術攻克了超大超薄曲面整體結構成形中起皺和開裂缺陷並存的國際性難題,在國際上首次直接成形出運載火箭直徑3m級燃料貯箱薄壁整體箱底。

  燃料貯箱箱底被譽為火箭上的“王冠”。因為燃料貯箱是運載火箭的主體結構,由筒體、叉型環和箱底組成,但箱底受力複雜,是影響全箭可靠性的關鍵構件。苑世劍教授團隊提出的“雙向可控加壓流體高壓成形新技術”解決了深腔曲面件起皺與破裂並存的難題,突破現有技術的成形極限。為實現該技術在工業上的應用,哈工大流體高壓成形技術研究所聯合航天等部門,自主研製出超大型板材流體高壓成形機。該板材流體高壓成形機是目前世界上最大的薄板液壓成形機,成形力和高壓液體體積分別是此前國外同類最大設備的1.5倍和10倍。

  全球首個將微小型航天器送入月球軌道的高校

  2018年5月21日,“龍江二號”繞月小衛星隨嫦娥四號任務“鵲橋”號中繼星搭載發射,2018年5月25日22時順利進入環月軌道,成為全球首個獨立完成地月轉移、近月制動、環月飛行的微衛星。哈工大成為世界首個將微小型航天器送入月球軌道的高校。

  “龍江二號”整星重量僅47公斤,設計壽命1年,實際在軌運行437天,圓滿完成了既定任務目標,該項目的成功實施,探索了一種低成本深空探測的新模式。2019年2月,中方團隊與荷蘭、德國合作夥伴拍攝的“最美地月合影”引起全球廣泛關注。

  首次解析T細胞受體-共受體複合物結構

  2019年8月,哈工大生命學院黃志偉教授團隊在《自然》(Natur e)上在線發表題為《人T細胞受體-共受體複合物組裝的結構基礎》的研究文章。該研究首次解析了人T細胞受體-共受體(TCR-CD3)複合物(包含全部8個亞基)的高分辨率冷凍電鏡結構,通過對結構分析,回答了免疫領域關於T細胞受體結構的基礎科學問題,對解析T細胞活化的分子機制具有重要的科學意義,同時也為開發基於T細胞受體的免疫療法提供關鍵結構基礎。

  文章審稿人對該項研究給予高度評價:“該研究工作代表了細胞適應性免疫的分子機理研究的一個重要里程碑。通過闡明第一個在膜上組裝的T細胞受體和其CD3共受體的結構,極大地增加了我們對T細胞識別抗原反應的激活機制的理解。”(劉培香 商艷凱 記者 衣春翔)

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