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陈南梁:被航天人认可的纺织人
文章来源:纺织服装周刊 2018-11-09


改革开放40年|陈南梁:被航天人认可的纺织人

  2018年 

  中国迎来了改革开放40周年 

  中纺联会刊《纺织服装周刊》、《中国纺织》 

  联合启动了 

   改变  崛起 • 提升 ” 

  ——中国纺织服装改革开放40年系列宣传报道 

  推出“领军40人”栏目 

  特邀请在改革开放过程中 

  为中国纺织业做出突出贡献的精英代表人物 

  畅谈回顾40年来的探索实践,并展望美好未来

改革开放40年|陈南梁:被航天人认可的纺织人

东华大学教授陈南梁 

  从助力“天宫一号”、“天宫二号”成功飞天的太阳能帆板“玻璃翅膀”,到研发北斗导航、“鹊桥”中继卫星的“星载天线金属网”,再到致力于服务“天舟”货运飞船,陈南梁领导的科研团队一直坚守着纺织人的“初心”,接下了一个个航天项目,为国家重大战略推进贡献了纺织人的力量。 

  提起陈南梁,业内的人总会联想到航天。作为东华大学的教授,陈南梁与祖国的航天事业结下了不解之缘。从助力“天宫一号”、“天宫二号”成功飞天的太阳能帆板“玻璃翅膀”,到研发北斗导航、“鹊桥”中继卫星的“星载天线金属网”,再到致力于服务“天舟”货运飞船,陈南梁领导的科研团队一直坚守着纺织人的“初心”,接下了一个个航天项目,为国家重大战略推进贡献了纺织人的力量。

  目前,航天器电池基板附着材料领域的研究技术已比较成熟,相关成果在我国航天领域的应用服务也进入了稳定供给期,一次次飞天梦想的实现,不仅刷新着中国人的飞天高度,也在太空中记载了纺织高科技为解决航天难题所做的贡献。如今,航天人遇到一些难题,都会想到东华大学教授陈南梁。

  开启产业用新领域 

  上世纪60年代,陈南梁出生在上海奉贤南桥。南桥古时曾叫“南梁”,父亲给他起名“南梁”,希望孩子长大后能成为祖国的栋梁之才。

  陈南梁从小就天资聪颖,一双大眼睛很讨人喜欢,全家人都宠着他。“小时候,外婆不让我出去玩,我把她的衣服咬了个洞。”如今已经50余岁的陈南梁依然记得当时的情景。倔强好胜的陈南梁,既有儿童顽皮好动的个性,也显露出沉着稳重的气质。家人的呵护,让他在学业上很顺利,上海市恢复重点高中后,作为奉贤中学的第一批毕业生,1980年他参加了高考。当时上海的父母大多不希望孩子到外地读书,这样毕业后能留在大城市工作。在父母的劝导之下,他以优异的成绩报考了华东纺织工学院(现东华大学),朦朦胧胧中进入了针织工程专业学习,从此踏入了针织行业。 

改革开放40年|陈南梁:被航天人认可的纺织人

  上世纪80年代初,我国正处在改革开放起步阶段,在纺织行业,国际各种先进的技术和设备不断涌入国内。正是在这样的国情及行业背景下,陈南梁努力钻研学科知识,从一无所知,到逐渐喜欢。陈南梁说:“那时产业正是需要知识和技术的时代,因此也给了我许多锻炼、摸索、成长的机会。”1984年,他以优异成绩毕业并留校任教,此后又获得该校纺织材料专业硕士、纺织工程专业博士学位,就这样奠定了行业基础。

  陈南梁曾到上海纺织控股投资发展部挂职锻炼半年,那时上海纺织业正在进行体制变革,也在思考着中国纺织业未来的发展之路。陈南梁为此赴美国调研,令他惊奇的是,当时纺织业在美国是仅次于汽车业的第二大支柱产业,其应用最多的领域是汽车用、医疗卫生用等产业用纺织品,“人造血管”、“火星车囊体”、“舱外宇航服”等竟然用的都是纺织材料。

  陈南梁又去了当时作为欧洲人造血管研究基地的一家捷克研究所,回国后他走访医院、企业,却发现当时市场根本没有这个需求。后来,他又去了汽车业发达的德国,学习复合材料加工技术,当时德国纺织业为宝马、奔驰汽车配套,产业用纺织材料加工技术颇为发达。

  几次出国的经历,让陈南梁感触颇深,产业用纺织品一定是未来中国纺织业结构调整的方向。可是90年代的中国,人们对产业用纺织品这个词汇还很陌生,社会上根本不知道产业用纺织品为何物,陈南梁敏锐地看到了纺织业未来的发展方向,他决定从自己熟悉的针织专业和产品着手,研究开发多轴向经编织物。 

改革开放40年|陈南梁:被航天人认可的纺织人

  多轴向经编技术在国际上从80年代开始出现,可以加工出立体织物替代传统增强材料,广泛应用于风电、军事领域。1995年,陈南梁和他领导的团队与德国利巴公司合作成立研发中心,对方无偿提供原材料,东华大学负责理论研究。经过三年的研究,双轴向、多轴向经编技术应用在国内取得了重大突破。1998年,东华大学与海宁经编企业合作,率先大批量引进和研发双轴向经编机及其产品。之后又与常州宏发复合材料有限公司合作引进并开发多轴向经编机及产品,使我国成为世界上少数能生产多轴向经编织物的国家。2003年开始,由我国自己生产的多轴向经编增强材料广泛应用于风电叶片领域,目前,世界近70%的风电叶片增强材料都由我国生产,是纺织业高利润的领域之一。“多轴向经编增强材料每年在风电叶片领域就有数十亿的市场规模,这对纺织业很有意义。而且,我国完全掌握了生产玻纤和碳纤多轴向经编机的先进技术并出口发达国家。”就这样,陈南梁和他的团队开启了产业用纺织品应用新领域。

  纺织与航天器对接 

  风电叶片的成功让陈南梁增强了拓展产业用纺织品应用领域的信心,他潜心研究玻璃纤维编织技术,并在国内外相继发表了多篇论文。机会总是青睐那些有准备的人,2004年,我国航天人开始了太空飞船的研制,作为提供飞行动力的关键设备,电源系统被誉为航天飞行器的“心脏”, 其中半刚性电池帆板我国还无法生产。“从俄罗斯进口这么一块板要人民币1亿元,这个时候,航天人找到了我。”陈南梁所说的“找”,其实是航天专家通过各种渠道及上网搜索,发现有这么个人在研究玻璃纤维及纺织产品。

  以往的航天器大多使用较重的金属材质的全刚性电池帆板,而且不耐原子氧。因此,让电池帆板“瘦身减重”,使“天宫一号”飞得更轻盈且长寿,这就是对低轨道卫星电池帆板的要求,用玻璃纤维做“天宫一号”电池板的附着物是最好的选择。 

改革开放40年|陈南梁:被航天人认可的纺织人

  当拿到样品的时候,陈南梁感觉很难。当时,一般国产玻璃纤维细度在20μm左右,完全不能经编织造,况且织物密度非常高。陈南梁看到航天人渴求和期盼的目光,下决心攻克难关。他找到合作厂家,硬是靠蚂蚁啃骨头的毅力研制出超细、高强度、低延伸度、高柔软性的特种玻璃纤维及其专用浸润剂,并设计制造出专用整经和经编装备,2006年拿出了产品。历经5年的高可靠性测试,2011年,“天宫一号”终于在太空展开了双翼——新型太阳能电池帆板。“当在电视中看到‘天宫一号’发射成功,自己参与研制的新型太阳能帆板顺利展开时,特别是解说员说到‘这次的太阳能帆板是用类似于渔网的新型材料制作的’时,以前付出的万般辛苦都化成了激动和自豪!”陈南梁激动地说。

  今年4月2日8时15分左右,“天宫一号”飞行器圆满完成飞行使命,坠入大气层。在6年多超设计寿命时间内,由陈南梁领衔团队开发研制的“半刚性电池基板玻璃纤维网格”功不可没,为“天宫一号”编织了提供能源动力的“美丽翅膀”。陈南梁深有感触地说:“这是我们团队服务国家重大战略发展的起点,有着里程碑式的意义。”

  “航天人有个特点,只要你做成功一次,人家就认为你什么都行。”陈南梁诙谐地说道。事实上,“天宫一号”的成功让航天人认可了陈南梁和他的团队。“天宫二号”、航天飞船、北斗卫星的项目相继而来。

  2008年,陈南梁团队又主持承担了国家重大需求的大型星载可展开天线金属网材料项目的研究。走进东华大学“产业用纺织品教育部工程研究中心”实验室,有一把特别的伞,伞骨上铺了一层薄薄的黄色金属网,既不挡雨也不遮阳,但就是这“星载天线金属网”在我国北斗导航、“鹊桥”号中继卫星、移动通讯卫星等多个系列卫星中发挥了至关重要作用,不仅开创了中国卫星采用自主研发金属网天线的历史,还为柔性天线关键产品的国产化进程、在轨顺利应用奠定了里程碑式的基础。 

改革开放40年|陈南梁:被航天人认可的纺织人

  以前的星载天线直径大多只有1米多,由于采用钢性材料,不可能做得很大,而卫星与地面的通信愈发频繁,小天线远远不能适应现实的需要。“人家美国的天线直径做得很大,用传统材料是不可能的。”反复试验中,陈南梁团队发现镀金钼丝能够让卫星天线既轻便又性能稳定。该材料具有高强度、低热膨胀系数、不易断、反射率高等特性,是用于制造空间可展开网状天线反射体的绝佳“物选”。但要把它做成金属网却不简单,既要强韧,受得住发射飞行外力“折腾”,还要柔软可编,易在太空中收纳展开。既然要“刚柔并济”,就要用到陈南梁最擅长的经编技术。

  纺织通常是经纬线十字交叉,而经编则是像织毛衣一样将纱线弯曲成圈相互穿套形成织物。在生产网眼织物时,与其他生产技术相比,经编技术更实用。生产的网眼织物可以有不同的大小和形状,并且不需要经过任何特殊整理,单靠自身结构就能使织物形状稳定、牢固。这对于在太空恶劣环境下“生存”的卫星来说是再好不过的了。 

改革开放40年|陈南梁:被航天人认可的纺织人

  经过长期不懈的科研攻关,陈南梁团队采用极细金属丝合股及经编技术,实现了把只有头发丝四分之一细的极细镀金钼丝纤维合股加捻的技术突破,还创新设计制造出专用的并线、整经和经编设备及全套生产工艺。据介绍,这一系列的技术和工艺突破,不仅顺利实现了卫星天线金属网“刚柔并济”,同时还让这把“大伞”的重量较前减少了90%以上,更便于携带和做大尺寸,北斗导航卫星、移动通讯卫星、“鹊桥”号中继卫星的大功率通讯都得益于此。经过陈南梁团队的不懈努力,一张织出来的小小金属网就能大大地助力中国航天事业的发展。

  赢得航天人信任最重要 

  当人们津津乐道航天器遨游太空的时候,一般人很难想象背后科技工作者的付出。多年来,陈南梁从没有停止过奔波的脚步,他出现在实验室,出现在课堂,也出现在工厂车间。很多时候,创新都是摸着石头过河,用他们自己的话说,“失败是再正常不过的事了”。有一次,国家航天有关部门第二天就要来验收样品了,而前一天,由于钼丝太细,肉眼很难察觉,挡车工在操作时一不小心把丝线弄断了。这可急坏了陈南梁,于是他的团队全体上阵,通宵赶工,终于,样品在验收开始前一个小时,摆在了验收代表面前。那一时刻让陈南梁深感自豪,前面的辛苦终于没有白费,“我兴奋得整个晚上都睡不着觉。”陈南梁回忆说。 

改革开放40年|陈南梁:被航天人认可的纺织人

  自那以后,北斗星载天线金属网相关难题被攻克了,移动通讯卫星的“大单”也随之而来,研发卫星天线金属网开启了规模化生产的进程。目前课题组已建成了国内唯一一个年产值达2亿多元人民币的金属网生产车间。

  在谈及多年与航天人打交道的体会时,陈南梁认为,“一个人的发展30%是靠专业知识的积累,70%要靠人际关系。”他解释道,人际关系不是投机取巧,而是要学会建立互相信任的关系。这就要求教师教书育人时,要教学生如何做人,如何与人合作。与航天人合作最大的体会就是除了过硬的专业知识和广阔的阅历,还要建立起诚信关系。做出了承诺就要百分之百地去努力实现,让航天人信任你至关重要。在近期的一次航天技术交流会上,一位曾经的合作伙伴、现在是登月项目的负责人向在座各位介绍说“陈教授是我们信赖的合作伙伴”,这句话让陈南梁感到无比自豪。 

改革开放40年|陈南梁:被航天人认可的纺织人

  陈南梁的背后是一个个能打硬仗的团队,有教师、博士生、硕士生,还有企业外聘技术人员。“项目都由项目组完成,我只是负责对外联络。”陈南梁谦逊地说。近期,陈南梁科研团队正在紧锣密鼓地进行“低PIM金属网天线”、“充气式球型天线”、“对流层、平流层”飞艇囊体材料、“零膨胀系数膜结构材料”等航天项目的研发工作。

  除了航天,在陈南梁眼里,生物医学领域也是座大金矿,他率领着科研人员正在生物医用纺织品领域进行着深入的研究,“可降解缝合线”、“人体内补片材料”、“人体神经再生导管”、“人工韧带”、“人造血管”等已经有所突破,一些项目成果有望进入临床应用。 

改革开放40年|陈南梁:被航天人认可的纺织人

  在行业科研的道路上,陈南梁耕耘了30多年,收获颇丰,今年10月,他又获得了“2018中国纺织学术大奖”。这些成就让他声名鹊起,也让他更加忙碌。陈南梁深有体会地说:“我们必须虚心进取,要做的事太多了,我们的原材料和国际先进水平相比还有差距。但只要我们看准技术前景,持续深入地做下去,终究会有突破。”

 
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