40年研究，打造一顆“強心臟”
原標題：浙江理工大學教授朱祖超帶領團隊突破流體輸送及控制關鍵技術（引題）
40年研究，打造一顆“強心臟”（主題）
浙江日報記者 詹麗華 通訊員 馬丁
人物名片
朱祖超 二級教授、博導，國家級領軍人才。因其在特種流體機械領域取得突出成就，被授予浙江省特級專家稱號，現爲浙江理工大學流體工程學科帶頭人、全省複雜流動與流體工程裝備重點實驗室主任。
作爲一名長期研究流體輸送及控制技術的專家，浙江理工大學能源與動力工程系教授朱祖超的辦公室乾淨整潔，既沒有滿牆的專業書，也沒有堆積如山的資料。
“現在主要靠它。”朱祖超笑着指了指辦公桌上的電腦，又指了指自己的腦袋，“最有用的東西都裝在這裡。”辦公室裡最有存在感的，是一張超過兩米的長會議桌，這是他與特種流體機械創新團隊開展頭腦風暴的地方。
今年，朱祖超教授團隊主持完成的“複雜多變工況離心泵關鍵技術及工程應用”項目獲2023年度國家科技進步獎二等獎。
“流體的魅力在於，它總能讓你意外。”研究了近40年流體，朱祖超依然對具有探索創新性質的項目充滿好奇，在他看來，從家用吹風機到航天飛行器，到處都有他們的用武之地，“上天入海都需要一顆‘強心臟’，越瞭解流體，我們打造的‘心臟’就越堅強。”
上天追星
讓火箭發動機更穩定有力
去年7月12日，朱雀二號遙二液氧甲烷運載火箭在酒泉衛星發射中心成功發射升空。朱祖超及其領銜的特種流體機械創新團隊，正是助力攻克朱雀二號火箭發動機渦輪泵關鍵技術的專家團隊。
作爲運載工具，火箭是太空活動的前提和基礎，從某種意義上說火箭發動機的能力有多大，太空探索的舞臺就有多大。
“運載火箭的關鍵在於發動機，發動機的關鍵在於渦輪泵。渦輪泵是火箭發動機的心臟，也是整個火箭唯一的高速旋轉部件。”朱祖超解釋說，朱雀二號火箭定位中型液氧甲烷運載火箭，不僅結構複雜而且要適應極端多工況運行環境，還要控制成本，開發難度巨大。
在不到半年的時間裡，朱雀二號兩次成功發射，標誌着它成爲全球首款連續發射成功的液氧甲烷運載火箭，其技術狀態成熟度和穩定性得到了進一步驗證，可靠性達到商業化發射交付要求。
在浙江理工大學PIV實驗室裡，朱祖超正在指導學生分析實驗數據，一些突破靈感就是在這個房間裡迸發。
“這個大罐主要是用來往流體里加示蹤粒子，每個粒子相當於一個數據追蹤器，來追蹤流體的運動規律。”朱祖超指着實驗室裡一個兩米多高的不鏽鋼罐驕傲地說，這裡的設備和研究條件已達世界先進水平，通過實驗數據分析，他們建立了相關模型，“通過模擬內部流動特性，來分析它對離心泵整體性能有怎樣的影響，同時我們還能預測它會怎麼發展。”
低軌星座建設是國家戰略科技的重要組成部分，對於促進經濟發展具有重要意義，這需要低成本高效率的商業運載火箭作爲支撐。朱祖超團隊與航天公司緊密合作，經過多年聯合攻關，突破了渦輪泵多相流動、流體動力設計等多項關鍵核心技術，該研究成果獲得了2022年度浙江省技術發明一等獎和2023年度機械工業技術發明一等獎，填補了國內液氧甲烷液體火箭多項技術空白。
入海探寶
把礦藏安全帶回地面
因爲需要比較大的試驗空間，朱祖超團隊的實驗室分散在浙江理工大學的校園各處。朱祖超喜歡在各個實驗室之間穿行，那是團隊一個又一個研究項目攢下的“家當”，也是他們攻克一個又一個科研難題的底氣。
朱祖超團隊目前擁有專職教師40名，全部具有博士學位，除圍繞航空航天、特種船舶等尖端領域的核心技術的自主可控和國產化開展應用基礎研究及技術開發應用外，深海採礦也是他們的研究領域之一。
朱祖超從一個塑料桶裡拿出兩個土豆大小的黑色圓球，圓球互相碰撞，發出如石頭撞擊般的沉悶聲響：“這是多金屬結核，是科考船從6000米深海帶回來的。”
如何在深海海底採集、運輸多金屬結核，是朱祖超團隊目前正在重點攻克的技術難題。海洋多金屬結核主要蘊藏於各大洋5000米至6000米的深海中，其中的金屬儲量遠高於陸地，它們相當於陸地銅礦儲量的50倍、錳礦儲量的200倍、鈷礦儲量的3000倍。然而深海作業不僅要承受深層海水的壓力和腐蝕，還要抵禦複雜的洋流，對技術和裝備的要求極高，開採並非易事。
朱祖超身後是一個近兩人高的巨大特製玻璃缸，以及一套縮小版的深海採礦水力採集裝置，缸底散落着同樣的多金屬結核。“我們模擬深海作業環境，通過‘水射流’噴射讓附着在海底沉積物裡的多金屬結核漂浮起來，吸進集礦艙裡。”他興奮地說，雖然最終開採方案還未確定，但水力採集方案已經實驗證明可行，下一步要解決的是如何完成深海運輸。
“我們這一輩人，無非追求兩點，一是推動所在科研方向的進步和成果轉化；二是在工作中找到自身價值和快樂。”朱祖超說，他的快樂與價值，合二爲一。
攻關難題
試錯實驗做了100多次
研究了近40年流體，朱祖超獲獎無數，專業論文、著作足以列出長長的書單，但在朱祖超的微信朋友圈裡，幾乎看不到與這些榮譽相關的內容。
他更願意分享：跟同行們相聚討論交流一個學術問題，聊開心了，發張照片；去調研中國最大規模的煉化一體化生產現場，太震撼了，發個九宮格；《國際流體工程》期刊正式獲批，發一條朋友圈……他記錄的生活日常，完美符合大衆對“工科男”的認知。他的研究上天入海，而生活上，用他自己的話說，“出差就是我的旅行”。
朱祖超的愛好不多，但都堅持挺久。2003年初到浙江理工大學任教，他喜歡上了跑步，一跑就是20多年，連出差都要帶上跑鞋。朱雀二號已數次在酒泉發射，朱祖超的遺憾之一是沒有吹過戈壁灘的風沙，沒有在酒泉跑上一圈。那片記錄着中國航天一步步向前的土地，見證了無數像朱祖超這樣的科學家和航天人的汗水與歡呼。
“有機會得去一次。”朱祖超說，他們團隊正配合航天公司研究下一代可重複使用液氧甲烷運載火箭的發動機渦輪泵技術，那又是一個具有探索創新性質的項目，“一旦實現可重複使用，成本將更加可控。”
搞科研有時候就像一場“冒險”，一旦踏上了偉大的旅程，抵達終點的往往是積極樂觀而又堅定的人。朱祖超說，他從不害怕失敗，因爲做過太多次試錯實驗。曾經爲攻克一項關鍵技術，團隊開展了100多次的試錯實驗，不少成員一度把行軍牀搬進了實驗室，24小時不間斷地輪流開展實驗和計算分析。
“主動對接國家重大戰略需求，服務地區、行業發展，我會帶領團隊繼續爲之努力。”朱祖超說，讓他感到欣慰的是女兒也熱愛流體工程，正在攻讀博士學位，“科研事業，始終後繼有人”。
來源：浙江日報