وفقًا لتقارير وسائل الإعلام، تم الإعلان عن جوائز شنغهاي للعلوم والتكنولوجيا لعام 2024 في شنغهاي يوم 26. من بينها، فاز مشروع "الجيل الجديد من تكنولوجيا وتطبيقات الطلاء الواقي الخاص لسطح مركبة الإطلاق" الذي أنجزه فريق البروفيسور تشو شينيوان من جامعة شنغهاي جياو تونغ، بالجائزة الخاصة لجائزة التقدم العلمي والتكنولوجي.
لقد حقق هذا المشروع طفرة مهمة في مجال الطلاءات الواقية للفضاء. ولأول مرة في العالم، اقترح الفريق ونفذ طريقًا تقنيًا جديدًا "للحماية المتكاملة لطلاء البوليمر مفرط التفرع"، والذي حل محل عملية ربط صفائح العزل الحراري التقليدية وقدم الدعم الفني الرئيسي لتطوير مركبة الإطلاق من الجيل الجديد في بلدي.
تضع مهمات استكشاف الفضاء متطلبات عالية للغاية على مواد حماية سطح الصاروخ. تعتبر واجهات الأقمار الصناعية وخزانات الوقود ذات درجة الحرارة المنخفضة من المكونات الأساسية في نظام الحماية. إنهم يواجهون الاختبار المزدوج لدرجات الحرارة المرتفعة للغاية ودرجات الحرارة المنخفضة للغاية على التوالي: تحتاج الواجهات إلى تحمل تأثير تدفق الهواء ذو درجة الحرارة العالية الذي يتجاوز 500 درجة مئوية خلال مرحلة مرور الغلاف الجوي، في حين يتعين على الخزانات ذات درجة الحرارة المنخفضة التعامل مع بيئات الأكسجين السائل التي تصل إلى -183 درجة مئوية.
في مواجهة هذا التحدي الخطير المتمثل في "الجليد والنار"، تخلى فريق البروفيسور Zhu Xinyuan عن فكرة الحماية التقليدية "المجمعة" واقترح بشكل مبتكر حل طلاء متكامل. تعمل هذه التقنية على التخلص تمامًا من المخاطر الخفية للطبقات من خلال الرش لمرة واحدة. إنه لا يحسن الموثوقية بشكل كبير فحسب، بل يقصر أيضًا دورة الإنتاج بشكل كبير.
أثناء عملية البحث والتطوير الفعلية، يجب على الفريق حل المشكلات الرئيسية الثلاثة المتمثلة في "الالتصاق القوي، ومقاومة درجات الحرارة القصوى، وسهولة البناء" للطلاء. تعني متطلبات الأداء العالي إضافة كميات كبيرة من مواد الحشو الوظيفية إلى الطلاءات، ولكن عندما تتجاوز مواد الحشو نسبة معينة، يصبح الطلاء لزجًا للغاية ويصعب تطبيقه.
وبعد البحث المستمر، نجح الفريق في دمج البوليمرات مفرطة التفرع مع مواد حشو وظيفية غير عضوية. ومن أجل التعاون في تقدم تطوير صاروخ الجيل الجديد، قدم الفريق أيضًا تقنية الذكاء الاصطناعي لبناء نموذج بيانات من خلال المحاكاة الحسابية والاستنتاج السريع لهيكل البوليمر عالي الامتياز المطلوب، مما أدى إلى تحسين كفاءة البحث والتطوير بشكل كبير.
وفي الوقت الحاضر، تم تطبيق نتائج هذا المشروع بنجاح على نماذج متعددة من مركبات الإطلاق في بلدي، وحققت أكثر من 20 تطبيقًا هندسيًا، مما يظهر قيمة عملية مهمة وآفاقًا واسعة.
