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為“天宮”編織“翅膀”

時(shí)間：2013-12-17 來源：解放日報(bào)

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　　當(dāng)嫦娥三號探月之時(shí)，天宮一號也在太空迎候它的繼任者天宮二號。這些航天大事件，令一位紡織學(xué)家陳南梁特別牽掛。因?yàn)椋鞂m一號、二號以及首批貨運(yùn)飛船開始搭建中國人的空間站，而它們上天的“翅膀”-太陽能電池板材都是陳南梁團(tuán)隊(duì)親手編織的。

　　常人想不到，這些航天器的太陽翼材質(zhì)是玻璃纖維，它們被陳南梁編織成了半剛性的網(wǎng)格材料。最近，他還用鍍金金屬絲編結(jié)出我國首款星載網(wǎng)狀天線，明年也將伴隨高性能通信衛(wèi)星升空。

　　打開“航天紡織品”世界之前，這個(gè)追逐理想的人好幾次都差點(diǎn)放棄。

　　只因怕去“山溝溝”

　　陳南梁是上海人，“60后”。理工成績好，也想做醫(yī)生。可考大學(xué)時(shí)，父母因?yàn)榕滤厴I(yè)分配到外地工作，并沒滿足他的專業(yè)志愿。父母的邏輯很簡單:當(dāng)時(shí)上海本地醫(yī)生滿了，學(xué)醫(yī)肯定被分到外地，說不定去“山溝溝”里;而紡織產(chǎn)業(yè)基本在沿海，學(xué)紡織不太可能去“山溝溝”吧。

　　就這樣，陳南梁考進(jìn)了東華大學(xué)前身-華東紡織工學(xué)院的針織專業(yè)。他坦言，入學(xué)時(shí)根本不知道“針織”是搞什么的。第一學(xué)期，陳南梁有些自我放棄，覺得讀書很沒勁。直到他接觸到物理學(xué)、機(jī)械原理等專業(yè)課名教授，并了解到紡織不是只有服裝、床上用品、窗簾地毯等，還有一個(gè)大類:產(chǎn)業(yè)用紡織品。因?yàn)樵S多產(chǎn)業(yè)的傳統(tǒng)材料，都能利用新型纖維材料、通過紡織方法而得到。比如，人造血管就是醫(yī)用紡織品。發(fā)現(xiàn)專業(yè)與理想的最接近之處后，他開始賣力學(xué)習(xí)，留校助教，搞起科研，不曾回頭。

　　從血管織到風(fēng)葉

　　當(dāng)陳南梁從人造血管干起時(shí)，他沒想到這條路可不好走，也想不到這條路還能與航天器沾上邊。

　　陳南梁是土生土長的東華“本、碩、博”，從沒真正留過學(xué)。唯一兩次作為高級訪問學(xué)者出國，均不超過半年，而且目的性很強(qiáng)。

　第一次就是瞄準(zhǔn)人造血管，去了捷克布爾諾針織研究所，專攻血管經(jīng)編技術(shù)。眾所周知，紡織通常是經(jīng)線、緯線十字交叉，而“經(jīng)編”則是在45度甚至20度等方向上再編一路線，這樣的結(jié)構(gòu)更為“剛?cè)岵?jì)”。陳南梁學(xué)成歸來，卻發(fā)現(xiàn)國內(nèi)紡織機(jī)械基礎(chǔ)薄弱，纖維材料也缺乏，“經(jīng)編”雖有技術(shù)卻無用武之地。

　　此路不通，但陳南梁沒有完全放棄。經(jīng)編技術(shù)畢竟還能織造其它產(chǎn)品，陳南梁經(jīng)常去看有外國企業(yè)參加的展會(huì)，把各種經(jīng)編產(chǎn)品研究透徹，其中包括用玻璃纖維經(jīng)編而成的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，又大又輕又強(qiáng)，可抗扭力破壞。為了把風(fēng)葉編織技術(shù)學(xué)到手，他又到德國凱撒斯勞滕大學(xué)定向交流。那里擁有歐洲最好的試驗(yàn)設(shè)施，包括2000噸級壓機(jī)。陳南梁意識(shí)到，國內(nèi)經(jīng)編要產(chǎn)業(yè)化，不能不先引進(jìn)紡機(jī)設(shè)備，消化吸收再創(chuàng)新。經(jīng)歐盟批準(zhǔn)，通過產(chǎn)學(xué)研合作，首臺(tái)經(jīng)編機(jī)落戶常州。此舉讓國內(nèi)風(fēng)機(jī)尺寸大長，功率從0.6兆瓦擴(kuò)容到1.5兆瓦，如今正向2兆瓦進(jìn)發(fā)。而數(shù)年之后，這類經(jīng)編機(jī)也已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)。

　　身邊人倒在車間

　　“大風(fēng)車”隨風(fēng)飛轉(zhuǎn)、堅(jiān)韌耐久，陳南梁終于創(chuàng)造出一件完全不同于布料的增強(qiáng)型紡織品，這也讓航天人找上門來。

　　一入“門”才知道，空間站系統(tǒng)屬于低軌道航天器，與地球雖近，但空間環(huán)境不好，不僅太空垃圾多，還充斥著“原子氧”，使鋁合金等金屬材料極易氧化報(bào)廢。而航天器大量配備的太陽能電池帆板，正是鋁合金制成的。用不會(huì)被氧化的玻璃纖維，經(jīng)編“能源之翼”，能否替代兼具輕量和強(qiáng)度的鋁合金帆板?高品質(zhì)玻璃纖維如棉紗般柔順，直徑必須達(dá)到5微米，約常規(guī)產(chǎn)品四分之一粗細(xì)。這一級別的產(chǎn)品國外雖有，但絕不出口。

　　航天任務(wù)如山，3月之內(nèi)要交出小樣。那3個(gè)月正是全年最熱的3個(gè)月，陳南梁等五六個(gè)人整天泡在常州工廠里。出于多年來經(jīng)編風(fēng)機(jī)葉片積攢下的合作關(guān)系，工廠的車間就為陳南梁開過夜，直到凌晨兩三點(diǎn)。

　　那是一段最痛苦又最亢奮的日子，陳南梁根本不想睡覺，也一點(diǎn)覺不到累。俗話說“給多少料、織多少布”，可紡機(jī)剛一開動(dòng)，往往最初的幾十米是廢布。而這種航天用的玻璃纖維是如此稀缺，幾乎把陳南梁團(tuán)隊(duì)逼上絕路。經(jīng)歷了為期3個(gè)月的種種失敗，甚至身邊的博士生倒在沒有空調(diào)的車間直冒冷汗。可陳南梁硬是撐到了最后的成功-獲得合格樣品的那一天，他沒有睡著，第二天才發(fā)現(xiàn)自己早已體力透支。

　　“天宮”終于有了新“翅膀”，這種經(jīng)編網(wǎng)格剛中帶柔，形成中空結(jié)構(gòu)，不僅散熱性能好，而且可以雙面發(fā)電。陳南梁自豪地說，天宮一號解決了光電供能和長期留軌問題，相比2年設(shè)計(jì)壽命，可大大延遲“退休”。

　　在這次“太空紡織革命”中，陳南梁及其合作者自主設(shè)計(jì)和制造了特種經(jīng)編機(jī)，3年攻關(guān)期間取得七八項(xiàng)發(fā)明專利。基于這套研發(fā)系統(tǒng)，陳南梁剛剛向航天系統(tǒng)交付金屬細(xì)絲經(jīng)編而成的衛(wèi)星天線，其直徑可達(dá)32米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于衛(wèi)星本身。比起鋁合金制成的鍋蓋形小天線，它輕巧結(jié)實(shí)，信號反射面積和效率大增。

　　“如今才發(fā)現(xiàn)，這個(gè)航天產(chǎn)品的經(jīng)編世界似乎是無限的，還可以做出很多東西來。”從自己手中“編造”出全新事物，年屆半百的陳南梁比以往任何時(shí)候更接近大學(xué)時(shí)的夢想。