水果保卫战！大工学子，来点“科技与狠活”！

冷链，作为农产品销售的关键环节，对农民收入有至关重要的影响。农业农村部报告显示，我国每年果蔬生鲜平均损耗和浪费率合计22.7%，约4.6亿吨，其中生产流通环节损耗高达3亿吨。

在中国国际大学生创新大赛（2024）全国总决赛上，我校荣获金奖4项、银奖3项，创造我校在该项赛事的历史最佳成绩。其中，力学与航空航天学院的“航宇助农——航天温控技术赋能冰温冷库引领者”项目以延长冷库保鲜时间、助力果农实现反季节销售为落脚点，首创将流体力学和空气动力学用于冷库精准控温，实现冷库保鲜技术革新，获得大赛金奖。

团队在大赛现场留念

2019年，团队负责人夏博涵考入大工，并在本科阶段参与研制辽宁省首颗卫星——大连1号—连理卫星，参与了卫星与货运飞船对接联调以及卫星羽流分布情况的分析计算工作。在这个过程中，他发现，流体力学和空气动力学知识不仅可以用于航天，也可以应用于室内流场智能分析与控制，从而对冷库进行精准控温，辅助冷库设计。

在参加校团委组织的社会实践时，夏博涵与队友们了解到，仓储问题是我国农业发展的一大难题。“在实地调研中，我们看到了农民耕种的不易，也看到了农产品大量腐烂、贱卖的痛心。面对这样的现状，我们希望能用青年学子的力量帮助乡亲们。”夏博涵说。

目前，国内多数冷库能把温度波动控制在±1℃，但实验报告显示，成熟的蜜桃在温度波动±1℃的环境下存储20-40天，腐烂率高达35%；而温度波动在±0.1℃时，腐烂率只有8%。因此，缩小温度波动范围是行业共同努力的方向。部分头部企业引入压差预冷技术，但仍然无法有效解决这一难题。“冷库对水果反季节销售有关键作用，我们期望用所学知识帮助农民致富。”团队成员、力航学院2022级本科生王浩说。

团队借助社会实践和红旅活动等机会，调研了甘肃、辽宁等5省的冷库，发现大部分农村冷库保鲜效果不佳，闲置率高达70%。“以秦安蜜桃为例，存储20天腐烂率已超30％，而反季节销售至少需存储2-3个月，因此我们聚焦于延长冷库保鲜时间。”团队成员、力航学院2022级本科生刘星彤介绍道。

在调研中，团队发现闲置冷库主要存在三大痛点：难以精准控温、消杀机制不成熟、智能化程度低。团队创新性地将力学与航空航天方面知识和技术——流体力学、空气动力学、等离子体推进技术和开源鸿蒙实时操作系统——应用于冷库改造升级，最终推出传统冷库的低成本改造方案：在不动原有冷库的基础上加装新型冰温喷口和等离子体灭菌箱，并结合自研MetaFoam计算平台对冷库进行智能运维。

针对温控问题，团队基于航天技术中的霍尔推力器缓冲腔和流场反演计算技术，研发了新型可伸缩冰温喷口，结合智能算法对喷口工作状态进行精确计算和综合调配，成功将温度波动控制在±0.1℃，并保证冷库内各点温度场均匀，还可定点精准控温。针对消杀问题，团队基于等离子体推进技术开发低温等离子体灭菌箱，实现了针对高抗致腐细菌杀得全、杀得准，辅助增强杀菌效果；引入电磁锁鲜技术，对存储生鲜实现鲜度保持。针对冷库智能化低、能耗高的问题，团队自研自动控制终端，实现存储效果可视化显示，降低运维难度，同时增加了报警机制。“除了拥有航天级别的控制精度，基于成熟的航天技术，冷库改造成本也能控制到很低。”团队成员、力航学院2022级本科生袁珩轩介绍道。

团队在实验室进行研发调试

“为了验证效果，我抓住一切希望，勇敢去敲开无数个农户和街道办的门。在寻找试点应用的旅途上，我很庆幸我有一群战斗力极强的小伙伴们，我们坚信，就算面对我们感觉永远无法战胜的困难的时候，只要分工合作，互相支持，一群人，干一件事，一定能成功。”夏博涵说。

团队首先在甘肃天水市秦安县进行了智慧冷库技术改造试点应用：改造前，蜜桃在8-9月按最高6元/斤的价格售卖，收入38万元；改造后，蜜桃在冷库中存储3个月，在11-12月反季节以15元/斤高价售出，增收至81.5万元。随后，团队将这一模式推广开来，改造冷库超1800立方，2023年已帮助上百个农户和两所企业实现增收。目前，团队已与多家企业达成合作意向，订单金额预计超百万，让“航天级”保鲜技术守护千家万户丰收的笑脸。

团队进行冷库试点应用

在“航宇助农”的共同目标下，团队汇聚了来自力航、生物工程、机械等多个学院和专业的成员，多学科交叉助力项目落地：马骁是从事生物相关研究的博士生，针对灭活细菌的生物机制进行研究；机械工程专业的张广予和顾子骏，在冷库组件制造时起到了关键作用；飞行器设计与工程专业的袁珩轩，对控制系统架构提出了关键思路……对本科成员们而言，在项目中最大的成长是拓宽了眼界和思维，学会了多学科交叉融合。

从连理卫星到乡村冷库，“航宇助农”项目从“天”而降，稳稳“落地”，绝对不止“灵光一现”这么简单。

团队的科研之路离不开良师指引。在力学与航空航天学院党委书记夏广庆教授的指导下，夏博涵首先开始在实验室进行冷库改造的仿真计算与模拟实验，并逐步组建起一支学生创新创业团队。成员们一致认为，作为指导教师，夏老师将科学研究的“精神内核”传递给了他们。“夏老师非常重视对我们的科创引领。”团队成员、力航学院2022级本科生于耀翔回忆道，在《连理卫星与家国情怀》的讲座中，夏老师提到了“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神，深深鼓舞了他们，引领他们走上了科研报国之路。

团队前期集中于技术研发，对项目的商业逻辑及实施方案缺少经验，比赛评价两极分化。“作为学生，技术研发无疑很重要，但如果从创业者的角度出发，为了项目的可持续发展，就必须要有一套完整的商业模式。幸运的是，在创新创业学院老师的指导下，我们不断加深这方面知识，完善试点应用，从学生成长为创业者。”团队成员、中白学院2023级本科生王与同介绍道。在师生共同努力下，团队实现了从技术创新到商业落地的蜕变，并最终在全国大赛夺金。

团队集体打磨创业思路

“我们坚信能让卫星上天，也能让冷库落地！”基于技术和生产的需求，团队将进一步完善技术，降低成本，带来更好的产品与服务，并针对冷链物流进行研究，以期带来产业全链条的转型升级。“目前我们已经成立了公司，同时聚焦科技创新和商业化进程的推进，希望为国内农业仓储和科技兴农不断贡献力量，将更多的前沿技术落地应用！”团队成员、力航学院2023级本科生胡涵介绍道。

团队合影

2024年9月，习近平总书记考察甘肃省天水市，对当地果业发展给予肯定，他强调，乡村振兴要靠产业，各地要各展其长，走适合自己的振兴道路。这让一直与天水市秦安县密切合作的“航宇助农”团队备受鼓舞。团队开发的智能温控系统，包括流场计算分析与反演、精准控温与控制和智能操作系统等，成功将航天先进技术应用于秦安县的冰点恒温气调库项目。该项目专为秦安蜜桃提供高效保鲜方案，利用纯物理冰温临界保鲜技术，将蜜桃保鲜期有效延长30至60天，为其提升市场竞争力、延长销售周期和反季节销售提供了有力支持。

2024国创赛期间，习近平总书记给参赛学生代表回信，予以亲切勉励并提出殷切希望。作为“青年红色筑梦之旅”赛道金奖得主，“航宇助农”团队从中收获了强大的奋斗动力。以科技创新之力带动产业转型升级，是他们几年来不懈努力的方向，也与2024年最火的概念“新质生产力”不谋而合。谈及这一系列的“巧合”，团队成员一致认为：“我们进入大工求学，不光是为了学好知识，更不是为了高人一等，而是为了让周围的世界因我们的创新而更美好。做些对社会有贡献的事情，是我们最大的心愿，同时也符合国家的需求。是我们赶上了好时代。”

团队在实验室合影

“我们做这个项目的初衷不是为了参赛，所以比赛获奖也不是我们的终点。”团队与企业合作，在大连金石滩进行了冷库试点改造应用，实现了樱桃长期存储及反季节销售，农户人均收入增长了1.5倍，应用成效显著，将继续合作推广应用范围。“未来，我们将继续推广这一技术到各个冷链仓储领域，不仅要在全国范围内推广智慧冷库，还计划进军国际市场，输出中国的航天级冷链科技，为全球农产品保鲜提供‘中国方案’。”

“每当我仰望星空时，会有我们的卫星闪耀其中，当我俯瞰大地时，会有乡亲们喜悦的面庞。”这是团队在大赛时发表的感言。他们用科研实践诠释了航天精神，也将接续奋斗，让航天级守护惠及千万家。