1月20日0時25分,西昌衛星發射中心。
我國用長征三號乙運載火箭,成功將天通一號03星發射升空。衛星順利進入預定軌道,任務獲得圓滿成功,中國航天發射迎來2021年開門紅。
“天通一號03星使用了我們制造的4只二浮陀螺儀和194只微波開關。二浮陀螺儀是衛星的‘眼睛’,可以讓衛星保持穩定可控的飛行姿態;微波開關主要控制衛星微波信號通道轉換。公司為此提前兩年進行準備,專門建設了微波開關加工生產線。”3月4日,航天九院陜西航天時代導航設備有限公司(以下簡稱時代導航)主管該型號的副總工程師白俊麗說。
天通一號03星的成功發射,標志著我國首個衛星移動通信系統建設取得重要進展。其在軌交付后,將與天通一號01星、02星組網運行,為我國及周邊、中東、非洲等相關地區,以及太平洋、印度洋大部分海域用戶,提供全天候、全天時、穩定可靠的話音、短消息和數據等移動通信服務。
劍指太空,問鼎九天。除了天通一號03星,位于寶雞的時代導航發揮其精密、超精密加工與裝配優勢,與中國空間技術研究院西安分院合作,還為嫦娥五號、天問一號、北斗三號等提供了陀螺儀、微波開關等產品,貢獻了陜西科技力量。
在微波開關領域實現國產替代
“微波開關是航天器有效載荷中的核心產品,主要功能是通過脈沖指令信號驅動,實現射頻微波通道的切換,從而實現射頻信號及指令信息的切換傳輸。沒有它,宇宙的信號就無法傳回地球。”白俊麗說。
天通一號03星使用了中國空間技術研究院西安分院設計、時代導航制造的192只小功率開關和2只大功率開關,在微波開關領域實現了國產替代。由于結構小、零件數量多、射頻部件精細度高,這批開關裝調時必須在“百級間”中使用40至60倍放大鏡調整檢查,并使用200倍超景深顯微鏡進行射頻內部多媒體采集。
“所謂‘百級間’,就是1立方米空間中直徑3—5微米的塵埃數不能大于100個,因為哪怕是有一點多余物帶上天,在真空環境下產生微放電,對衛星性能都會產生損傷。”時代導航宇航事業部主任工藝師葛重才說,“微波開關的另外一個加工難點在于不能開展流水線作業,關鍵環節必須靠操作者的精湛技藝手動完成。”
長時間在顯微鏡下修配射頻腔內平面度,對操作者的眼睛、體力要求很高,甚至會對眼睛造成一定程度損傷,但是不仔細檢查,有可能導致產品出現導通不良或者放電情況,最終造成開關失效。
為確保產品質量,技術人員堅持在顯微鏡下對產品進行調整檢查,每天不少于6小時。正是憑借著近乎苛刻的自我要求和精益求精的質量追求,時代導航宇航事業部圓滿完成了天通一號03星的微波開關產品裝配任務。
“衛星上的其他載荷都有備份,就是開關沒有備份。為確保開關的安全可靠,提高整星載荷系統的壽命,我們年輕人吃點苦沒什么。”“90后”、時代導航宇航事業部開關裝配組組長張創說。
微波開關裝配完成后,還要進行全流程的產品性能驗證和篩查,才能交付使用。“去年我們幾乎全年無休,不間斷開展測試是常態,大家在真空罐旁邊一站就是4個小時,雙腿僵硬麻木依然堅守崗位。”時代導航宇航事業部試驗組組長趙紅偉說。
“一只開關有兩個數據包,一個數據包有90多頁,僅天通一號03星項目我們就整理了近4萬頁的數據資料,包括備用產品在內,保質保量完成了200余只開關的測試、試驗及數據判讀任務。”趙紅偉說。
攀精密集成技術高峰
除了微波開關,天通一號03星還使用了時代導航制造的4只二浮陀螺儀。“我們自主研發、具有獨立知識產權的二浮陀螺儀,主要用于航天器控制系統,作為姿態角敏感器,為系統提供穩定的控制信號。”時代導航精密加工事業部專業主任工藝師陳發勝說。
二浮陀螺儀是一種將高速旋轉的半球陀螺電機的浮子懸浮在高密度液體中的裝置,就像衛星的眼睛一樣, 控制衛星的方位和空中姿態。“我們要做的就是按照要求,把陀螺儀的零件加工好,供裝配使用。”陳發勝說。
聽著像來料加工一樣簡單,但陳發勝的工作屬于精密與超精密加工,加工精度都是微米級或者亞微米級的,需要用特制工具手工完成。
以陀螺儀中一個零件的弧面為例,其圓弧半徑的尺寸誤差要求是不超過0.01毫米,陳發勝和他的同事用手工打造,每個零件要經過粗加工、半精密加工、精密加工3次打磨,剛開始要2—3天才能加工一套產品。經過大量的試驗,持續優化工藝參數,現在他們只需8小時就能將產品加工出來。
“我們生產的二浮陀螺儀具有高可靠性、長壽命、高精度、較強的環境適應性等特點,此前在北斗三號系列衛星上也有應用。”陳發勝說。目前,時代導航的精密加工和裝配技術能力處于國內領先、國際一流地位,已經成為企業的核心競爭力。
“我們依托宋子深國家級技能大師工作室、劉湘賓勞模創新示范工作室,在精密、超精密加工領域反復鉆研,全面開展技術攻關、技術革新和技能培訓。”陳發勝說。以宋子深國家級技能大師工作室為例,目前已取得發明專利2項、實用新型專利5項,組織編寫操作規范22份、工藝規范18份。
為我國航天事業創新發展“裝臺”
作為我國航天慣性器件重點生產制造企業,除了天通一號03星,時代導航還承擔了載人航天、探月工程、北斗導航等國家重點工程的相關任務,在去年的嫦娥五號、天問一號、北斗三號等航天工程中,都有時代導航相關產品的貢獻。
2020年6月23日9時43分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,成功發射北斗三號最后一顆全球組網衛星。此次任務中,時代導航研制的3種微波開關和SADA(太陽帆板驅動機構)等,配套于本次發射的北斗三號全球組網衛星。
2020年7月23日12時41分,長征五號運載火箭在中國文昌航天發射場執行火星探測任務,將我國火星探測器天問一號發射升空,送入預定軌道。此次任務中,時代導航生產的9臺Ku頻段同軸小功率C開關配套于本次發射的“繞、落”任務。
2020年11月24日4時30分,長征五號遙五運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空,成功將嫦娥五號探測器送入預定軌道。時代導航生產的2只微波開關參與到嫦娥五號探測器的配套環節,用于測距測速敏感器,可以控制飛行器與月球表面的距離,實現嫦娥五號月球著陸器在月球表面軟著陸,是月球著陸器中的重要設備。
截至目前,時代導航生產的微波開關共20余種規格700余只產品在衛星導航、深空探測、載人航天、通信等50余顆衛星及航天器中得到了批量在軌應用,產品在軌穩定可靠,表現優異。
“今年是‘航天大年’,我國將實施多次航天發射任務,我們也承擔了相關產品的研制和生產任務。我們將發揚航天精神,勇攀科技高峰,服務國家發展大局,為我國航天事業創新發展‘裝臺’,作出陜西制造企業應有的貢獻。”時代導航總經理王世鋒說。
編輯: 陳戍
以上文章僅代表作者個人觀點,本網只是轉載,如涉及作品內容、版權、稿酬問題,請及時聯系我們。電話:029-63903870