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【创新在大工】我校自研实验模块搭载天舟九号飞船进入中国空间站
2025-07-15     (点击: )

2025年7月15日凌晨5时34分,搭载天舟九号货运飞船的长征七号遥十运载火箭点火发射。天舟九号货运飞船入轨后,于8时52分成功对接于空间站天和核心舱后向端口,发射任务取得圆满成功。我校化工学院马学虎教授、温荣福教授团队依托载人空间站工程科学与应用项目“微重力环境下耐久疏水表面凝液特性与传热强化技术”自主研制的“空间滴状冷凝传热实验模块”顺利进入我国空间站。

空间站梦天舱两相实验系统和空间滴状冷凝传热模块

“空间滴状冷凝传热实验模块”将在梦天舱两相系统,开展微重力(10^-4 g)环境下耐久性热界面材料、滴状冷凝动态特性、强化传热技术等一系列的长周期在轨实验。本次开展的空间微重力环境下蒸汽滴状冷凝实验研究,在国际上为首次。研究成果将有助于揭示空间环境下界面结构调控相变过程的微观机制和物理本质,形成具有应用价值的原始数据库和设计准则,支撑我国空间领域换热装备高效化和紧凑化发展的重大需求。

热控系统是载人航天器的环境控制和生命保障系统的核心模块之一。作为热控系统的重要组成部分,如何实现微重力环境下冷凝液的快速移除和高效传热是重大挑战。项目组提出利用固液界面作用驱动高效的液体定向输运,加速冷凝液移除,实现热控系统的整体效能和空间利用率的提升。经过项目论证、设计方案评审、实验工程件和飞行件研制、系统环境试验、地面镜像匹配实验和地面研制等一系列环节,项目团队高质量完成了空间滴状冷凝传热实验模块的顺利交付。未来将依托空间站“空间滴状冷凝传热实验模块”开展系统的滴状冷凝空间在轨实验,聚焦微重力环境中滴状冷凝液滴的动力学特征及其影响因素的研究,建立微重力冷凝液润湿形态的新判据,构建润湿性梯度和非对称结构表面的凝液定向输运物理模型,提出新型冷凝器的冷热流体传热匹配设计原则;开发“凝液输运传递-流体降温增效”一体化设计的高效冷凝传热技术,结合耐久性功能界面材料研制用于空间站的微型高效紧凑换热器。

项目团队在滴状冷凝传热领域的系统性研究工作

近年来,大连理工大学马学虎教授和温荣福教授团队,聚焦超润湿功能表面材料创制、多相界面微观传递机制、相变传热强化理论和技术、功能表面润湿特性调控等方面的基础研究和技术研发,取得了一系列的重要研究成果,得到了国内外同行的广泛关注和充分肯定。在国内外重要学术期刊发表研究成果,授权国家发明专利多项。滴状冷凝研究照片被杨世铭教授和陶文铨院士编著的国家重点教材《传热学》收编(教材第三版中唯一一个由中国人做的实验结果)。应邀撰写中/英文综述文章(专章)多篇,参与编写国际手册、学科发展、大百科全书等。主持承担国家重点研发计划、863项目、国家科技支撑项目、国家自然科学基金重点项目以及中石油、中石化、中船重工、华为等科研项目。荣获多项教育部技术发明奖和辽宁省自然科学奖等省部级奖励。

研究工作得到载人空间站工程空间科学与应用项目、国家自然科学基金项目重点项目、教育部智能材料化工前沿科学中心项目、兴辽英才青年拔尖人才项目、大连市科技计划项目等基金的长期支持。