天宫二号“天眼”滨海修炼记

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来源: 津滨网 作者: 编辑:张晶晶 2019-03-11 08:38:20

内容提要:近日,自太空传来了新消息:天宫二号三维成像高度计新一轮对地观测周期结束。迄今为止,天宫二号高度计已经获得了大量重点海区和典型陆地区域的观测数据。

  天津北方网讯:近日,自太空传来了新消息:天宫二号三维成像高度计新一轮对地观测周期结束。迄今为止,天宫二号高度计已经获得了大量重点海区和典型陆地区域的观测数据。记者了解到,天宫二号高度计是迄今对地球进行成像观测的电磁波频率最高的雷达,也是国际上第三个星载双天线干涉雷达,可以说是搭载在天宫二号上的两个“天眼”兄弟。

  自首次开机以来,天宫二号高度计设备工作状态良好、性能稳定。而在这可靠运行的背后,负责天宫二号高度计工艺和加工生产的航天五院518所可谓是过五关斩六将,历经重重考验方才成功。

  解决“头发丝”难题

  2016年9月15日22:04,天宫二号三维成像微波高度计随天宫二号空间实验室在酒泉卫星发射基地发射升空,成为国际上第一个突破传统星载高度计只能进行星下点沿飞行方向一维线观测、刈幅只有数公里的局限,单侧幅宽达到了数十公里、海平面高度相对测量精度达到厘米级、绝对测量精度达到分米级的宽刈幅雷达高度计。同时,还可对海面风速和海面有效波和波向进行测量。

  “按照一般工艺流程,产品在加工时可以适时装卸处理,可天宫二号高度计由于尺寸大、精度高,为了防止坐标超差,一旦上了机床便要一气呵成加工完成,一子错则满盘皆输。100多个小时的加工,生产人员始终处于精神紧绷状态。尤其在精加工时,上千个尺寸和角度无一相同的细小缝隙,每输入一个编程数据都特别谨慎,每个数据都至少要核对三次。”回忆起当初生产天宫二号高度计的工作时,工艺负责人薛江红历历在目。

  据了解,天宫二号高度计阵面采用的铝合金材料硬度如易拉罐一般,手轻轻一捏就可能会变形,阵面面积只比一般的家用茶几小一圈,壁厚仅0.8mm。加工时,要在阵面上去除95%的材料,加工出1000多个缝隙来,缝隙坐标尺寸公差不超过头发丝的宽度,难度极大。薛江红回忆道,为了达到性能指标要求,团队特别研制了专用工装将产品“吸”在加工平台上,提高加工精度。在加工、检验、装配等工序转接时,每个区域的温度、湿度等环境都要调到相同范围,哪怕室温有一度偏差,都有可能导致材料变形。而在每次加工前,加工平面都要进行多次检查,哪怕一个小垫片都可能造成产品“毁容”。

  “折腾”出来的天线精度

  航天五院518所相关负责人透露,天宫二号高度计采用波导缝隙阵列天线形式,是我国目前在Ku波段同类天线整体加工焊接尺寸较大的天线。多番调研后,518所根据产品特性确定采用特殊焊接方法。整个焊接过程,大家都坚守在600多度的高温炉旁汗如雨下,却不敢有丝毫懈怠。

  “可是,天线出炉后,又一个棘手的问题出现了。”由于结构层数多,在产品内部附着有少许多余物,对产品精度造成了影响。经过两天两夜不眠不休的分析和尝试,他 们终于研究出用一个临时“出口”的开辟,让多余物在焊接过程中全都跑尽,成型后再将出口封住的方法。在超声波检测中,焊接精度完美达标。

  “‘失之毫厘,谬以千里’,用这个词来形容卫星上的天线装配精度是毫不夸张的。在几百公里高的太空上,角度只要偏差一小点,在地面上可能就是几十公里上百公 里的偏差。”航天五院518所相关负责人表示,518所宇航产品团队为了保证天线的装配精度,多次组织专家分析讨论,边测量边调试,循环迭代,使得产品精 度一点点提高,最终完美地实现了精度要求。

  给高度计穿“羽绒服”

  太空环境一直被人们比喻为“冰火两重天”,太阳直晒时温度高达100多度,而背对太阳时却是零下100多度。因此,怎么样让天宫二号高度计在如此极端环境下还能保持正常运转,就成为了考验设计师们的又一难题。

  为了实现这一课题,设计师们想到了一种叫温控多层的外衣,它就像“羽绒服”一样,在正对阳光时,炽热的热量传递不到天线里面去,而背对阳光时,温暖的热量也 不会跑到外面来。这种“温室”环境,刚好可以让天线在适宜的温度内踏实工作。为此,518所的热控实施团队,就像做“羽绒服”一样,量体、裁衣、缝制、锁 边、缝合。“里三层、外三层”地把天宫二号高度计包裹得严严实实,让它们可以在舒服的环境下工作,确保天宫二号高度计在轨稳定运行。(津云新闻编辑张晶晶)

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