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嫦娥五号“探路小兵”是怎样炼成的?

2014年10月24日13:50    来源:人民网-科技频道    手机看新闻

 24日凌晨,嫦娥五号“探路小兵”以曼妙身姿奔向美丽的月球。在未来7天的漫漫征途中,身材娇小“探路小兵”能否经受住重重考验呢?航天科技集团五院的能工巧匠们为她塑造了一副健美又结实的身躯。

“小果核”上的巧焊接

从外观上看,飞行试验器的返回器很像是神舟飞船返回舱的缩小版。与神舟飞船相比,返回器的横截面积仅为飞船的1/2,质量仅为飞船的1/10。航天科技集团五院工艺师樊晓霞说:“虽然返回器小,但是它‘麻雀虽小五脏俱全’,法兰和焊缝的数量一点不比飞船返回舱少。这就像在一块大木板和一个小果核上雕刻同样复杂的雕像,很显然后者的难度要高出好几个量级。”

在只能勉强容下操作师傅半个身子的返回器舱体上,要焊接个舱体,这可给师傅们出了个难题。五院529厂焊接工艺师曾如川介绍说,“别看舱体小,上面可是焊缝纵横交错。有些焊缝之间的距离非常近,焊接时很容易产生相互的叠加影响,产生较大的焊接变形。”以往飞船返回舱在焊接时采用的是整体式工装,由于舱体大、焊缝间距远,焊接时一般不用担心叠加影响,但这个方法很明显不适用于“浓缩版”的返回器。

既然整体式工装行不通,那能不能“化整为零”呢?经过深入学习、反复琢磨,曾如川设计出了一套全新的分体式工装,每次只固定一个法兰,焊接完了再进行下一个。这套工装结构形式简单,装配操作方便,各个法兰装配和焊接过程时互不影响和干涉,高质量地解决了“小”舱体带来的焊接“大”难题。

私人定制巧渡“冰火两重天”

“探路小兵”的此番登台可谓是通过了师傅们的重重考核。就以热试验来说吧,一般情况下即使像东方红四号这样的大卫星,每颗卫星一次整星热试验即可,而返回器的试验总数量不下十余次,可谓前所未有之多。不过,这次这个小家伙算是享受了一次“特殊待遇”,航天科技集团五院总环部的师傅们专门为她设计了红外加热笼,让她能更真实地提前感受太空的环境,以保证她能在太空之旅中顺利度过“冰火两重天”的考验。

原来,飞行试验器的返回器造型比较独特,是一个底面直径和高度都只有1.25米的锥形体,小小的身躯在热试验中的加热分区就多达32个。返回器热试验负责人李振伟说,“这次返回器的红外加热笼,分区多,接口也多,而且构型不规则,给我们设计制造带来了很大的难度。”据了解,热试验的难度还远远不止这些。加热笼与舱体之间的安全距离也不好把握,如果红外笼离舱体太远,加热笼带条加电后以后辐射温度难以满足高温要求,这将导致热试验不充分,不能达到预期效果;如果红外笼离舱体太近,舱体部分位置可能超出温度承受上限,就很容易造成表面损伤。面对挑战,总环部真空热环境试验设计组通过仔细研究返回器的外形尺寸、认真分析热流和操作安装要求,采取了三维设计与热分析仿真相结合的方式,最终确定采用5片红外加热笼拼合包裹大底、5片红外加热笼拼合覆盖侧壁的方案,顺利完成了返回器红外加热笼的设计制作,为返回器量身定做出了一件精致的“衣裳”,确保了热试验可靠、有效的进行。

(伍轩)

(责编:郭方园(实习生)、赵竹青)


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