长征五号B运载火箭的氢泵涡轮诞生记
长征五号B运载火箭的氢泵涡轮诞生记
5月5日，我国长征五号B运载火箭首飞成功，其近地轨道运载能力大于22吨，是目前我国近地轨道运载能力最大的火箭。
在长征五号B运载火箭强大的心脏中有一个核心部件——氢泵涡轮，由中国科学院金属研究所（以下简称金属所）科研团队研制而成。
金属所该项目负责人、钛合金研究部主任杨锐带领的这支科研团队攻克了钛合金粉末近净成形技术，并从2016年开始应用于长征五号首次发射，一直沿用至今。
找到应用出口
“氢泵涡轮的作用是将火箭体内的大量液氢燃料高速输送到发动机燃烧室，与液氧混合燃烧产生推力。”杨锐告诉《中国科学报》，“若氢泵涡轮出现问题，火箭会瞬时因失去动力坠落。”
2000至2005年间，在国家有关部门支持下，金属所钛合金研究部从国外引进建设了国内第一台钛合金洁净雾化制粉设备。杨锐说：“原计划用于研制航空发动机部件，但当时这个想法太超前，国内没有需求和经费支持渠道。”
为此，杨锐不得不寻求国际合作经费支持。2006年，金属所与欧洲的研究机构联合申请欧盟第六框架计划下的中欧航空合作项目“钛合金粉末近净成形”，尽管合作项目未获批准，但学术交流持续开展了下来。
2008年2月在美国圣地亚哥召开的高温结构金属间化合物国际会议，杨锐是会议的4名主席之一，却因未及时拿到签证无法参加，直到会议结束后3个月他才拿到签证，刚好赶上5月的第六届国际热等静压学术会议在美国加州长滩召开。
会上，两篇关于钛合金粉末热等静压研究的报告引起了杨锐的注意，这两篇报道都是关于制备火箭氢氧发动机的氢泵涡轮的：一篇来自俄罗斯莫斯科化学加工研究所，研究关于如何提高粉末钛合金性能；另一篇来自日本金属技术公司，是模拟粉末的热等静压成形过程的。
听完这两篇报告，杨锐眼睛一亮，这正是自己两年来苦苦寻找的钛合金粉末的应用出口。
立即辞职回所
2008年8月，长征五号氢氧发动机的氢泵涡轮作为配套项目正式发布。“当时己有两家单位就此展开研究了一段时间，但进展不理想，总体单位为确保氢氧发动机研制进度将这个攻关任务提出来公开招标。”杨锐清楚记得，上报项目申请书的时间截点是2008年10月31日。
“准备项目答辩的时间很紧，只有一个多月，团队面临的短板是没有任何前期工作基础。”杨锐告诉记者，“科研攻关和打仗一样，没有准备、毫无把握地上阵，是兵家大忌。”
为此，杨锐紧急召集团队成员制定对策，立即启动研究，希望在项目答辩前掌握关键数据，支撑研究方案，并指定当年博士刚毕业两年的徐磊作为研究骨干。
科研条件具备之后，人是最关键的因素。2002 年，在粉末设备建设期间，杨锐招收了博士研究生徐磊，作为开展钛合金洁净粉末冶金研究的储备人才。因设备缺乏合乎要求的安装场地，重新建房花了3年多时间，徐磊在金属所攻读博士研究生期间一直没有获得质量合格的粉末。
“整个研究磕磕碰碰，不尽理想，直到博士毕业答辩，设备也没安装好。”徐磊告诉《中国科学报》，2007年，他博士毕业后在南京福特汽车公司找了一份工作。
一年后，当徐磊听说设备终于安装好了，立即辞职回到金属所继续该方向研究工作，可谓初心不改。
氢泵涡轮在零下253度高速旋转工作，承受巨大载荷，粉末冶金制备的钛合金材料性能能否满足应用要求是项目面临的第一个挑战。
