十月下旬的連日秋雨終于放晴，合肥科學(xué)島上陽光正好，頭發(fā)花白的韓福生研究員步履矯健，前一天剛參加完省科技創(chuàng)新攻堅計劃項目研討的他，當(dāng)天下午又要去一家外協(xié)單位進行航天產(chǎn)品檢查，第二天還要出差外地，隨后多日的行程皆已排滿，你很難想象這是一名退休多年科研工作者的日程表。見到記者，他笑著說，重陽節(jié)前就這半天得來不易的時間。
韓福生不僅是個忙人，還是個名人。在科學(xué)島上，他是眾人熟知的專家。面對這份知名度，韓福生表示，“如果說我有一點知名度，主要是因為機遇好，參與了國家重大航天項目?！?/span>
他所說的重大航天項目就是嫦娥三號任務(wù)。在月球表面實現(xiàn)軟著陸，是嫦娥三號任務(wù)的主要目標(biāo)之一。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要在嫦娥三號著陸腿里面裝上強韌性和吸能性遠(yuǎn)超傳統(tǒng)材料的緩沖材料。
近日，在中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所航天材料研究實驗室里，年逾七旬的韓福生研究員向記者講述了這項名為“嫦娥鋼”的材料從無到有、從航天走向民用的攻堅故事。
“70%延伸率”的挑戰(zhàn)與機遇
時間回溯至2006年前后，我國探月工程二期研制工作啟動。為了保證嫦娥三號在月面軟著陸，航天器總體設(shè)計單位提出了一種基于高延性、高吸能性材料的著陸緩沖機構(gòu)，利用材料的塑性伸長吸收航天器著陸時的巨大沖擊能，保障航天器“落得穩(wěn)、站得牢”。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，緩沖材料必須具備極高的延性——延伸率必須大于70%。
“當(dāng)時覺得這個指標(biāo)有些意外?！表n福生回憶道，過去我們普遍認(rèn)為，即使是延性非常突出的不銹鋼，它的延伸率一般也不會超過50%，能達(dá)到70%延伸率的金屬材料聞所未聞。為了找到這種性能奇特的高吸能材料，航天器總體設(shè)計單位在國內(nèi)進行了廣泛的調(diào)研和咨詢，但始終無果。如果不能盡快獲得這種高吸能材料，探月工程二期的工程進展甚至最終目標(biāo)的實現(xiàn)都將受到影響。
面對幾乎不可能完成的任務(wù)，韓福生帶領(lǐng)團隊開始了緊張的攻堅研究?！拔覀儾楸榱宋墨I，嘗試了多種方案，包括超塑性材料改性、高延性復(fù)合材料設(shè)計?！彼f，最終，他們利用團隊在晶體缺陷領(lǐng)域的長期積累，找到了一種實現(xiàn)高延性、高吸能性的材料設(shè)計思路和制備方法，研制出滿足航天器著陸機構(gòu)要求的緩沖材料。
“剛起步時，非常艱難。”團隊連最基本的冶煉爐都沒有，第一爐實驗鋼還是請在外單位工作的學(xué)生幫忙冶煉的。直到2007年，團隊開始承擔(dān)首個正式航天研制任務(wù)，經(jīng)歷了方案、初樣、工藝和正樣的全過程研制工作。每一步都充滿了挑戰(zhàn)和考驗。
“航天任務(wù)要求材料性能高度一致，不同批次的產(chǎn)品性能曲線幾乎要像‘復(fù)制粘貼’一樣。”韓福生說，這對材料制備的穩(wěn)定性提出了極高要求。為達(dá)到這一目標(biāo)，他們煉了上百爐鋼，進行了無數(shù)次測試。
“歸零”考驗與極寒堅守
航天任務(wù)的嚴(yán)苛，遠(yuǎn)不止于技術(shù)指標(biāo)。因在一次交付的2000件產(chǎn)品中，有2件性能未達(dá)標(biāo)，團隊曾經(jīng)歷了一次嚴(yán)峻的“質(zhì)量歸零”考驗。
“歸零”是中國航天工程特有的質(zhì)量管理方法，指在航天系統(tǒng)出現(xiàn)質(zhì)量問題時，從初始環(huán)節(jié)至最終環(huán)節(jié)進行全流程系統(tǒng)性排查。“歸零”過程難的不僅是找到問題，還要“重現(xiàn)”問題，找到有效的解決方法。
“嫦娥”從地球飛行38萬公里到達(dá)月球上空，最后著陸的一剎那，就靠這緩沖“腿”來保障航天器的安全，實現(xiàn)軟著陸，可以說是關(guān)鍵的關(guān)鍵，容不得半點差錯。
“‘歸零’是航天系統(tǒng)最嚴(yán)格的程序之一，要求定位準(zhǔn)確、機理清楚、故障復(fù)現(xiàn)、措施有效、舉一反三。”韓福生回憶，那段時間壓力巨大，自己帶著青年科研人員和學(xué)生連續(xù)奮戰(zhàn)數(shù)月，全部推倒重來，最終完成了所有“歸零”工作，得到了總體設(shè)計單位、諸多管理和技術(shù)專家的認(rèn)可。
產(chǎn)品的生產(chǎn)過程質(zhì)量管理同樣充滿艱辛。按照研制任務(wù)要求，材料加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)如冶煉、鍛造、加工和探傷必須全程跟產(chǎn)。由于這些工作大多在東北地區(qū)完成，韓福生帶領(lǐng)團隊常年往返于合肥、沈陽、北京三地?！岸煸谏蜿柕腻懺鞆S，車間是開放式的，跟外面一樣冷，吃飯時桌上都能結(jié)一層冰。”韓福生說，學(xué)生們冷得受不了，就擠在鍛造的爐子旁取暖。無論嚴(yán)寒酷暑，整個團隊都堅守一線，上下一心、攻堅克難，保證了航天產(chǎn)品的高性能、高質(zhì)量和高可靠。
2013年12月14日21時11分，嫦娥三號在月面實現(xiàn)軟著陸，探月工程二期任務(wù)取得圓滿成功，使中國成為世界上第三個掌握這一技術(shù)的國家。
嫦娥三號成功著陸月球，標(biāo)志著由“嫦娥鋼”鍛造的“嫦娥腿”經(jīng)受住了工程考驗?！澳且豢涛艺跈C場候機準(zhǔn)備出差，心情比較平靜。因為我知道，有了前面嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致和扎實的工作，我們對最終的結(jié)果是很有信心的，”韓福生坦言。
此后，“嫦娥鋼”又相繼應(yīng)用于嫦娥四號以及天問一號火星探測任務(wù)。如今，團隊又開始了緊張的新的航天任務(wù)的研制工作。
目標(biāo)牽引與薪火相傳
“退休之前和退休之后，我的狀態(tài)幾乎沒什么區(qū)別?！表n福生告訴記者，常年的科研攻堅早就讓他習(xí)慣了忙碌的生活節(jié)奏。退休之后，他有了更多的時間去考慮研究方向怎么與國家重大需求結(jié)合，怎么與應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)的鏈接等問題。
近年來，在他和團隊的努力下，“嫦娥鋼”這一重要的航天科技成果已經(jīng)走上了民用領(lǐng)域的廣闊舞臺。在成達(dá)萬、北沿江、包銀、雄商等多條高鐵線路橋梁減隔震系統(tǒng)獲得應(yīng)用，還為我國第一條磁懸浮試驗線、重要建筑減震結(jié)構(gòu)、特種車輛防護等提供了核心材料，“嫦娥鋼”正以其優(yōu)異的性能發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
“來自航天，用于航天，最終服務(wù)國計民生，這是航天科技成果實現(xiàn)其價值的發(fā)展方向?！表n福生說。
雖然已退休多年，韓福生的日程依然排得滿滿當(dāng)當(dāng)。除了航天任務(wù)，他還積極投身與企業(yè)的合作，幫助企業(yè)解決技術(shù)難題，共同爭取各類科研項目，彰顯了一個老科技工作者的“科技情懷”和奮斗不止的精髓。
“是什么驅(qū)動著您不斷前進？”
面對這個問題，韓福生的回答是“目標(biāo)牽引”。一個又一個問題、一個又一個指標(biāo)擺在眼前，就是他科研上一個又一個的目標(biāo)?！拔冶仨毾氡M辦法去解決它，找出原因、解決問題、達(dá)成目標(biāo)，就是我在科研上不斷前進的動力?！?/span>
回顧幾十年科研路，韓福生深感“目標(biāo)牽引”和“嚴(yán)謹(jǐn)踏實”的重要性。他對年輕科研工作者寄予厚望，希望他們能夯實基礎(chǔ)、拓寬知識面、沉下心來真正熱愛科研?！澳贻p人有時候急于求成，基礎(chǔ)不夠扎實、知識面也不夠?qū)?，需要多學(xué)習(xí)、多鍛煉，要像葛庭燧院士等老一輩科學(xué)家那樣，能坐得住冷板凳，更純粹地追求科學(xué)問題。”
“我習(xí)慣了這種忙碌，解決問題讓我有成就感?！痹诓稍L最后，韓福生笑著說，他幾乎除了睡覺都在想科研，但偶爾也看看新聞，打兩把“摜蛋”放松，“只要身體允許，我會一直干下去。”
這位古稀之年的科學(xué)家，腳步依然飛快。結(jié)束采訪后，他立即準(zhǔn)備趕往一場科學(xué)研討會，下一個目標(biāo)，正牽引著他繼續(xù)前行。
責(zé)任編輯：賀鵬云
