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学习强国:【科教名家】哈工大(深圳)张东来教授团队为卫星装上“国产心脏”
发布时间:2021-05-28 15:48:44 4025

2019年12月27日,在长征五号遥三运载火箭的托举下,实践二十号卫星在海南文昌航天发射场顺利升空。鲜为人知的是,实践二十号卫星装着的是一颗“国产心脏”。

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实践二十号卫星。

在业内,卫星电源控制器(Power Conditioning Unit,PCU)被称为卫星“心脏”,它可以为卫星运行提供源源不断的动力。“国产心脏”的研发者之一,就是哈尔滨工业大学(以下简称“哈工大”)(深圳)电力电子传动研究中心张东来教授团队。

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张东来教授。


心中一直涌动“航天情结”

“我以前在哈工大校本部读书,来深圳之后就想把研究方向定为服务航天,这或许与哈工大航天的传承有关。”近日接受记者采访时,张东来教授表示,自己研究的专业与航天并无直接关联,但心中一直涌动着“航天情结”。直到2009年,他和团队接到了任务——研发国产的高压大功率卫星电源控制器(PCU)。

卫星运行,需要有源源不断的动力,而为其提供电能的PCU就是卫星的“心脏”。“一颗价值高昂的卫星一旦失去了‘心跳’,将会产生巨大的损失。卫星在轨后不仅要面对太空辐照、单粒子等复杂的空间环境,还不能维修,因此对PCU的稳定性要求极高。”张东来教授说,此前高压大功率PCU一直属于国外封锁技术,我国长期依赖进口。“完全受制于人,花费高昂不说,还经常被‘卡脖子’。”


26颗在轨卫星装“国产心脏”

几年间,张东来带领团队针对关键技术进行了基础研究和技术攻关,研发了高压大功率卫星电源拓扑结构、控制方法,突破了PCU核心关键技术,首次研制成功我国大功率PCU并经飞行验证。目前,该成果已成功在轨应用于国家重大工程北斗三号、高通量通信卫星实践十三号等多个型号,实现共计26颗卫星在轨应用,运行效果良好,实现产值8亿元。

张东来说,他和团队未来将继续跟PCU“较劲”。“一方面深耕,比如要适应不同卫星的需求,让PCU在更轻的重量下实现更大的功率;另一方面就是要拓展。其实,我国不仅PCU依赖进口,涉及的很多周边设施也都是进口的。我们希望能围绕PCU的这条研发链条,让更多的设备实现国产化。”


“航天梦”在深圳变为现实

“我指导的博士、硕士的研究课题,均与国内的航天场所面临的实际问题直接对接,主要解决国内航天电力电子和控制器领域的核心、关键技术问题,毕业的学生很多去了航天五院、深圳航天科技创新研究院等单位,工作在航天事业一线。”张东来说,他很欣慰看到自己带过的硕士、博士在航天科研一线挑起大梁。

“深圳要打造航空航天名城,有着得天独厚的优势,比如深圳有着突出的产业优势,先进技术、工艺可以迅速转化成产品,生产链条十分齐全。不过航空航天产业投入大、产出慢,深圳需要多一些耐心、多一点投入,在政策扶持、产业用地、人才引进和培养方面持续发力。我相信深圳在航空航天产业可以走出一条独具特色的道路。”张东来说,他的“航天梦”在深圳“升空”,也将在深圳变得更加绚烂。