“超级低温工厂”实现中国造（科技视点·以科技创新引领产业创新）(2)

　　“再难，也要啃下这块‘硬骨头’。”2009年，中国科学院启动“低温氦透平制冷机样机研制”专项，作为项目承接单位，中国科学院理化所牵头开展大型低温制冷系统核心部件攻关和样机系统集成技术研究。他们研制的国内首台制冷量为“2kW@20K”的氦透平制冷机，经受住了连续运行考验和测试，由此证明我国具备自主研制大型低温制冷装备的能力。

　　从2010年起，该所承担财政部国家重大科研装备研制专项任务，一场向更先进大型低温制冷装备发起的冲刺开始了。

　　探索出一整套行之有效的工程化管理模式

　　从液氢温区到液氦温区再到超流氦温区，温度每下降1摄氏度或功率每增加一个数量级，相关系统都需要重新设计，关键部件也要升级，研发难度随之指数级增加。

　　走进中国科学院理化所低温工程与系统应用中心，科研人员正盯着轴心轨迹试验平台，查看、记录高速转子运行参数。中国科学院理化所研究员彭楠告诉记者，团队正在研究新一代气浮轴承，转子速度有望达到每分钟30万转。

　　制冷温度越低，对透平膨胀机转速的要求就越高。彭楠回忆，为研制高效且稳定的轴承，他和同事夜以继日地在实验室埋头工作，一直持续了一年多。

　　氦气螺杆压缩机是氦气低温系统的动力源，决定着低温系统运行的稳定性。胡忠军介绍，科研人员大胆创新，一遍又一遍摸索，最终开发出具有自主知识产权的氦气螺杆压缩机。为了在规定时间内完成压缩机测试等任务，团队与配套企业合作，加班加点，仅用1个月就完成了原本需要3个月的工作。

　　2010年10月至2014年12月，中国科学院理化所完成了国家财政专项Ⅰ期项目任务，研制出国内首套液氢温区万瓦级大型低温制冷系统，实现“10kW@20K”的既定目标。

　　2015年4月，国家财政专项Ⅱ期“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制”项目启动。5年多日夜奋战，科研人员在原有成果基础上，不仅自主研制出了技术指标为“2500W@4.5K”和“500W@2K”的大型氦制冷机，还实现了包括大型低温制冷系统整机设计体系构建及控制技术、系列化气体轴承氦透平膨胀机技术等在内的技术突破。在大型液氦到超流氦温区制冷技术上，我国自此跨入国际先进行列。

　　通过承担专项任务，中国科学院理化所探索出一整套行之有效的工程化管理模式。

　　攻关涉及领域广、人员多，如何形成合力？“做好重大任务，必须组织好大团队。”中国科学院理化所所长王雪松介绍，他们成立了研究开发、系统集成和工程应用3个课题组，组建低温工程与系统应用中心，形成了首席科学家领衔、科研骨干和技术支撑人员联合攻关的创新团队模式。

　　项目难度大、系统集成复杂，如何确保研制进度？王雪松说，所里采取行政、技术两条线并行推进模式，行政线抓管理、技术线抓节点，统筹把握各类任务实施进度。

　　大型低温制冷装备研制走到今天，是中国科学院理化所几代科研工作者接力传承的结果。刘立强说，从20世纪50年代开始，包括洪朝生院士、周远院士在内的老一辈科学家，为研究所低温研究事业打下了扎实的基础，“没有前人的工作，就不会有今天的成就。”

　　联合研制单位也有不少贡献。以氦气螺杆压缩机研制为例，无锡锡压压缩机有限公司总工程师陆龙胜基于丰富的经验，琢磨出了一套精巧的压力调节装置，解决了因吸气压力过高引起的停机难题；冰轮环境技术股份有限公司暂停生产任务、为科研让路，保障氦气螺杆压缩机顺利测试……

　　“没有强大的制造能力和相关单位协同攻关，科学家再好的想法也实现不了。”刘立强说。

　　形成从技术研发、工程示范到产业应用的完整链条