動態(tài)與觀點(diǎn)
近年來，以神舟飛船為代表的一系列飛行器成功升空，標(biāo)志著我國航天事業(yè)取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展。正如同醫(yī)生需要通過聽診器來監(jiān)測病人的健康情況，飛行器是如何實(shí)現(xiàn)健康監(jiān)測，保證正常工作狀態(tài)的呢？
持續(xù)創(chuàng)新，確保自主可控
“光纖傳感技術(shù)可對飛行器的狀態(tài)進(jìn)行診斷。”北京信息科技大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院教授祝連慶介紹，光子芯片不僅計(jì)算速度比電子芯片快1萬倍，而且能耗低。同時，光纖傳感信號具有傳輸距離遠(yuǎn)、參量敏感、惡劣環(huán)境下可進(jìn)行非接觸式、非破壞性以及遠(yuǎn)距離測量等特點(diǎn)，使其在大型結(jié)構(gòu)監(jiān)測中具備顯著優(yōu)勢。祝連慶認(rèn)為光纖傳感技術(shù)在航天器結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件檢測方面大有可為，便將光纖傳感技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用作為重點(diǎn)研究方向。
走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，一架搭載著許多光纖傳感器的飛機(jī)模型映入眼簾。祝連慶介紹，這些傳感器便是團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的飛機(jī)載荷譜測試系統(tǒng)，其利用光纖傳感技術(shù)為飛機(jī)進(jìn)行健康監(jiān)測。為了模擬飛機(jī)在空中飛行的狀態(tài)，團(tuán)隊(duì)在地面設(shè)置載荷裝置，最大可承載20噸的重量。為全面監(jiān)測飛機(jī)易受損部位，團(tuán)隊(duì)在飛機(jī)上設(shè)置了上萬個光纖傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對飛機(jī)所有重要部位的安全監(jiān)測?！澳壳拔覀兛梢栽诘孛鎸︼w機(jī)進(jìn)行安全監(jiān)測，未來，我們的研發(fā)目標(biāo)是要把檢測裝置安裝到飛機(jī)上，在空中對飛機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時安全監(jiān)測?！弊＿B慶介紹。
光纖傳感器傳輸回來的信號數(shù)據(jù)則需通過團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“超高速（70K）光纖光柵解調(diào)儀”來進(jìn)行分析解調(diào)。別看這解調(diào)儀的體積不大，但背后的創(chuàng)新之路并不簡單。
祝連慶介紹，10年前，解調(diào)儀還只能從國外購買，34K解調(diào)儀的價(jià)格就高達(dá)80萬元，而速度更快的70K解調(diào)儀還不允許售往中國。祝連慶被國外技術(shù)封鎖激發(fā)了斗志，當(dāng)即決定帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)相關(guān)技術(shù)。然而，祝連慶的研發(fā)之路在初期便遭遇了難題。當(dāng)時的實(shí)驗(yàn)室中并沒有專業(yè)儀器，且研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員的航天技術(shù)背景薄弱，無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
“科研不是一時興起，既然選擇了就要堅(jiān)持?！痹谧＿B慶與學(xué)院多次溝通后，院方對祝連慶的自主創(chuàng)新理念給予支持，幫助組建了一支由機(jī)械、光學(xué)、電子等多個學(xué)科骨干教師組成的科研團(tuán)隊(duì)，建立了可以滿足抗輻照要求的飛秒純石英光纖光柵刻寫生產(chǎn)線，還購置了高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱、真空溫箱等實(shí)驗(yàn)室所需的基礎(chǔ)硬件設(shè)施。有了學(xué)院的鼎力支持，祝連慶便帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)潛心研發(fā)?！皥F(tuán)隊(duì)成員幾乎整天都泡在實(shí)驗(yàn)室里，有的甚至在實(shí)驗(yàn)室架床，累了就休息一會兒，起來后接著干?！弊＿B慶回憶，經(jīng)過不到5年的努力，團(tuán)隊(duì)便研發(fā)出很多不同性能的解調(diào)儀，并提交了相關(guān)專利申請。目前，這些解調(diào)儀已銷往海外，與英國劍橋大學(xué)簽訂了每年200臺的銷售協(xié)議。
多方合作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)用
在科研順利進(jìn)行的同時，祝連慶為推動光纖傳感技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用持續(xù)發(fā)力。很快，祝連慶意識到了新的問題，到哪里去尋找真實(shí)的“太空環(huán)境”？
帶著這些疑問，祝連慶踏上了四處奔走、尋求合作之路。最終，他將目標(biāo)鎖定天儀研究院?！疤靸x研究院的工作重點(diǎn)之一是搜集衛(wèi)星狀態(tài)診斷數(shù)據(jù)，通過大量數(shù)據(jù)的搜集為后續(xù)工作提供輔助，這與我們團(tuán)隊(duì)的研發(fā)方向相契合，雙方順利達(dá)成合作?！痹跓o數(shù)個夜以繼日的實(shí)驗(yàn)后，2018年，搭載著祝連慶團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“光纖傳感荷載測試系統(tǒng)”的“湘江新區(qū)號”衛(wèi)星成功發(fā)射，系統(tǒng)作為衛(wèi)星的“私人醫(yī)生”，為衛(wèi)星的順利工作保駕護(hù)航。祝連慶表示，此次試驗(yàn)只是光纖傳感技術(shù)應(yīng)用于航天事業(yè)的起點(diǎn)，此次試驗(yàn)成果不斷激勵團(tuán)隊(duì)加快研發(fā)步伐。目前團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)能夠應(yīng)用于空間站、衛(wèi)星等重大航天裝備在軌運(yùn)行監(jiān)測的光纖傳感技術(shù)。
深耕科研數(shù)十年，祝連慶始終站在技術(shù)攻關(guān)的第一線。截至目前，祝連慶已提交專利申請100余件，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破高速大容量光纖傳感多項(xiàng)核心技術(shù)，解決了飛行器等重大裝備在極限環(huán)境下的參數(shù)檢測問題，推動大型裝備安全監(jiān)測技術(shù)不斷進(jìn)步。談及未來，祝連慶表示，科研人的使命是為我國自主創(chuàng)新不斷做出貢獻(xiàn)，通過技術(shù)創(chuàng)新為我國航天事業(yè)再添“一把火”。
