2026年09月10日 Thu

从火箭燃料到安全气囊气体发生剂——

“航天蓝”护航中国车

《光明日报》(2026年09月10日 08版)
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08版:教科新闻

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光明日报 2026年09月10日 Thu
2026年09月10日

从火箭燃料到安全气囊气体发生剂——

“航天蓝”护航中国车

  【成果变形记】

  日前,在西安航洁新材科技有限公司(以下简称“航洁科技”)的生产车间内,一种蓝色粉末正源源不断地“走下”生产线。在千里之外的汽车装配线上,这种蓝色粉末被配成药包装进方向盘、仪表盘等的气囊模块中。之后,它们将随新车一起交付到车主手中,在未来某个千钧一发的时刻,“燃烧自己”、守护生命。

  汽车安全气囊是“车内最后的生命防线”。很多人以为,安全气囊是靠高压气瓶充气,其实不然。真正让瘪平的气囊瞬间鼓起来的,是一种特殊含能材料——气体发生剂,一旦发生碰撞,它要在0.03秒内完成燃烧、产气、充气全过程,这对其安全性、产气效率、燃烧温度、稳定性等提出严苛要求。而上述蓝色粉末,就是航洁科技自主研发生产的新一代气体发生剂中的核心组分——铜盐络合物。

在微观世界里“绣花”

  随着新能源汽车向轻量化、小型化发展,方向盘、仪表盘等部件的“瘦身”需求更加迫切。当前全球使用的主流气体发生剂——硝酸胍产气效率较低,要想达到同等防护效果,气体发生器的体积就要做得更大,无法满足汽车紧凑型设计的发展趋势。同时,全球气体发生剂市场长期由国外企业主导,国内车企每年要花费巨资进口,不仅成本高昂,供应链也存在较大隐患。

  2022年,国内某车企带着自研新一代气体发生剂的需求,找到了航洁科技。作为航天科技集团六院一六五所对外的产业化平台,航洁科技深耕液体火箭推进剂60余年。但是,要从研究火箭燃料转向研制气体发生剂,可能吗?

  “火箭推进剂和气体发生剂本质上都是含能材料,核心都是可控燃烧、瞬态产气和热力压力的精准调控。”航洁科技主任工艺师李军锋介绍,研发团队摒弃传统的“试错法”,借鉴航天材料多场耦合研究思路,用仿真工具从分子层面开展正向推演,通过成千上万次演算和实验,较短时间内突破了原料配比、温控和纯度工艺等技术壁垒。

  “最大挑战是调控颗粒的微观尺度。一开始,样品粒径均匀性始终难以满足装车需求。”航洁科技副总经理韦雄雄打了个比方,“就像掰羊肉泡馍,如果把馍掰得大小不一,下锅一煮,整碗泡馍的口感就毁了。”这些蓝色粉末颗粒若大小不一、形态各异,将直接影响反应速率。而气囊弹出时间差之毫厘,都会严重影响安全防护效果。

  那段日子,研发团队把“家”安在了实验室。他们沿着投料节奏、结晶熟化、粉体精制全链条一点一点排查影响因素,就像在微观世界里“绣花”,最终通过精细化控制颗粒微观尺度,实现粒径可控、粒度分布集中,各项微观指标稳定达到客户规范要求。

航天人要做就做到最好

  从小试玻璃反应装置逐级放大至规模化反应体系,绝不只是投料体量增加那么简单。“放大过程中,投料时序、温场调控、物料输送等各类工况矛盾集中爆发,诸多实验室不曾显现的风险接踵而至。”航洁科技研发技术员张炳说,把实验室里的样品放大到生产线上的产品,团队闯过无数关口。

  “就拿投料来说吧,在实验室里原料可以在反应瓶内均匀溶解并稳定反应,可到了反应釜内,原本应该溶解的原料却抱团成了黏稠的糨糊,直接阻断后续反应的正常进行。”李军锋坦言,实验室理论推演工况跟生产实际偏差极大。于是,研发团队依托多年技术积淀以及精细化工产业生产能力,系统性重塑了整套工艺链路。

  历经4年,经过上千次性能试验和升级迭代,研发团队攻克多项关键工艺难题,建立起一套完整的工业化生产体系。产品关键指标均达到国际先进水平,部分核心指标优于国际标准。

  “我们的产品,产气率增幅很大,在实现同等保护效果的前提下,使用的材料更少、体积更小。”韦雄雄介绍,铜盐络合物的燃烧温度与前代气体发生剂相比降幅可观,避免了高温气体可能对乘员造成的二次伤害,使用起来更加安全。

  “唯有理论设计贴合生产实际,全过程恪守严慎细实标准,凝聚团队合力持续攻坚克难,才能顺利跨越成果转化‘死亡谷’。”一路走来,张炳感触颇深。如今,在航洁科技的车间里,从原材料入厂到成品出厂,每一批产品都要经过上百项检测,全程可追溯。在张炳看来,航天人做产品,要么不做,要做就做到最好。

攻关仍在继续

  “产品纯度高、粒径均匀、释能产气性能稳定,目前已配套多款车型,市场反馈良好!”张炳介绍,历经实验室克级小样、千克级中试、吨级应用三阶段层层验证,这些蓝色粉末全面赢得汽车企业信赖,正逐步实现国产化替代,销量稳步增长。

  铜盐络合物的成功应用,不仅从源头上提升了车辆碰撞安全防护能力,还打破外资的技术与供货垄断,推动国内汽车产业链供应链实现自主安全可控,大幅降低车企安全部件采购成本。

  “技术的突破,还拉动本土精细化工上下游产业链发展。从基础化工原料,到安全气囊组件,一个完整的国内安全气囊产业链正在形成。”李军锋表示。

  航天人们并不满足于现有产品的性能、成本与质量水平,而是着手开展新一代气体发生剂的迭代攻关。李军锋介绍,围绕现有材料体系优化潜力,航洁科技正全力攻坚更低燃温、洁净低残渣、全域高稳定的全新技术体系,同时推动成熟含能核心技术跨界延伸,布局航空航天配套、特种装备保障、工业应急防护等多元领域。

  (本报记者 张晓华)

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