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嫦娥五號“探路小兵”是怎樣煉成的?

2014年10月24日13:50    來源:人民網-科技頻道    手機看新聞

 24日凌晨,嫦娥五號“探路小兵”以曼妙身姿奔向美麗的月球。在未來7天的漫漫征途中,身材嬌小“探路小兵”能否經受住重重考驗呢?航天科技集團五院的能工巧匠們為她塑造了一副健美又結實的身軀。

“小果核”上的巧焊接

從外觀上看,飛行試驗器的返回器很像是神舟飛船返回艙的縮小版。與神舟飛船相比,返回器的橫截面積僅為飛船的1/2,質量僅為飛船的1/10。航天科技集團五院工藝師樊曉霞說:“雖然返回器小,但是它‘麻雀雖小五臟俱全’,法蘭和焊縫的數量一點不比飛船返回艙少。這就像在一塊大木板和一個小果核上雕刻同樣復雜的雕像,很顯然后者的難度要高出好幾個量級。”

在隻能勉強容下操作師傅半個身子的返回器艙體上,要焊接個艙體,這可給師傅們出了個難題。五院529廠焊接工藝師曾如川介紹說,“別看艙體小,上面可是焊縫縱橫交錯。有些焊縫之間的距離非常近,焊接時很容易產生相互的疊加影響,產生較大的焊接變形。”以往飛船返回艙在焊接時採用的是整體式工裝,由於艙體大、焊縫間距遠,焊接時一般不用擔心疊加影響,但這個方法很明顯不適用於“濃縮版”的返回器。

既然整體式工裝行不通,那能不能“化整為零”呢?經過深入學習、反復琢磨,曾如川設計出了一套全新的分體式工裝,每次隻固定一個法蘭,焊接完了再進行下一個。這套工裝結構形式簡單,裝配操作方便,各個法蘭裝配和焊接過程時互不影響和干涉,高質量地解決了“小”艙體帶來的焊接“大”難題。

私人定制巧渡“冰火兩重天”

“探路小兵”的此番登台可謂是通過了師傅們的重重考核。就以熱試驗來說吧,一般情況下即使像東方紅四號這樣的大衛星,每顆衛星一次整星熱試驗即可,而返回器的試驗總數量不下十余次,可謂前所未有之多。不過,這次這個小家伙算是享受了一次“特殊待遇”,航天科技集團五院總環部的師傅們專門為她設計了紅外加熱籠,讓她能更真實地提前感受太空的環境,以保証她能在太空之旅中順利度過“冰火兩重天”的考驗。

原來,飛行試驗器的返回器造型比較獨特,是一個底面直徑和高度都隻有1.25米的錐形體,小小的身軀在熱試驗中的加熱分區就多達32個。返回器熱試驗負責人李振偉說,“這次返回器的紅外加熱籠,分區多,接口也多,而且構型不規則,給我們設計制造帶來了很大的難度。”據了解,熱試驗的難度還遠遠不止這些。加熱籠與艙體之間的安全距離也不好把握,如果紅外籠離艙體太遠,加熱籠帶條加電后以后輻射溫度難以滿足高溫要求,這將導致熱試驗不充分,不能達到預期效果﹔如果紅外籠離艙體太近,艙體部分位置可能超出溫度承受上限,就很容易造成表面損傷。面對挑戰,總環部真空熱環境試驗設計組通過仔細研究返回器的外形尺寸、認真分析熱流和操作安裝要求,採取了三維設計與熱分析仿真相結合的方式,最終確定採用5片紅外加熱籠拼合包裹大底、5片紅外加熱籠拼合覆蓋側壁的方案,順利完成了返回器紅外加熱籠的設計制作,為返回器量身定做出了一件精致的“衣裳”,確保了熱試驗可靠、有效的進行。

(伍軒)

(責編:郭方園(實習生)、趙竹青)


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