SKA首臺中頻天線在河北吊裝
原標(biāo)題:SKA首臺中頻天線在河北吊裝
中國電科54所為國際大科學(xué)工程提供天線解決方案
SKA首臺中頻天線在河北吊裝
SKA是由全球多國合資建造和運(yùn)行的世界最大規(guī)模綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡,建成后將比目前世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡陣列靈敏度提高50倍,巡天速度提高10000倍
9月20日,我國參與研制的國際大科學(xué)工程平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡(SKA)進(jìn)入建設(shè)階段以來建成的首臺中頻天線,在中國電科54所測試現(xiàn)場正式吊裝,不久后將運(yùn)往位于南非的目的地。它的研制成功標(biāo)志著SKA中頻天線已經(jīng)基本達(dá)到技術(shù)就緒和批量生產(chǎn)狀態(tài),正式進(jìn)入建設(shè)階段。
SKA是由全球多國合資建造和運(yùn)行的世界最大規(guī)模綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡,接收總面積約1平方公里,臺址分別位于南非及南部非洲8國、澳大利亞西部的無線電寧靜區(qū)域。SKA建成后,將比目前世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡陣列靈敏度提高50倍,巡天速度提高10000倍,為人類探測宇宙作出更多貢獻(xiàn)。
“中頻天線是SKA中頻陣列的核心設(shè)施。SKA要獲得對宇宙目標(biāo)的‘精準(zhǔn)畫像’,就需要中頻天線具有較高的靈敏度、指向精度和高電磁屏蔽能力?!敝袊娍?4所首席專家、SKA中頻天線結(jié)構(gòu)項目總設(shè)計師杜彪說,去年以來,他們對伺服控制系統(tǒng)設(shè)計、動態(tài)仿真、標(biāo)校、調(diào)試、測試方法和測試驗證等關(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān),解決了一系列世界性技術(shù)難題,實現(xiàn)了千分之三度的高指向精度和優(yōu)于一百微米的面板精度。
高精度的背后,是每一個環(huán)節(jié)的極致精密。
“SKA中頻天線反射體由主反射體、副反射體、換饋機(jī)構(gòu)以及支臂構(gòu)成。其中,主反射體是由66塊不同曲率的鋁合金三角形面板組成的六邊形空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。”杜彪說,這66塊面板的曲率各不相同,他們要制造66個專用模具,在成型時讓每一塊面板與模具盡量貼合。
此外,安裝工序也十分考究?!爸蓄l天線的背架采用螺栓球與拉桿螺連的方式安裝,一臺天線上共有100余個螺栓球、300余根拉桿?!倍疟胝f,這100余個螺栓球上面的螺孔數(shù)量不盡相同,最多可達(dá)12個,每個螺栓球上的各個螺孔角度是唯一的,“也就是說,每個螺栓球在15米×18米×3米的網(wǎng)架中的位置是唯一的,每個螺孔裝哪根拉桿也是唯一的,如此精密的位置要求,有一顆小米粒大小的誤差就無法安裝?!?/p>
為了保證中頻天線的精度要求,同時能夠快速、精確地完成安裝與拆卸,項目團(tuán)隊優(yōu)化了面板結(jié)構(gòu)和成型工藝參數(shù),實現(xiàn)大面板精密成型;構(gòu)建4個計算模型,反復(fù)研究裝配流程,掌握了最佳安裝方法。
同時,針對SKA中頻天線批量化建設(shè)、沙漠環(huán)境安裝集成以及使用維護(hù)的特點(diǎn),項目團(tuán)隊對天線反射體、座架、方位俯仰機(jī)構(gòu)和軸承進(jìn)行了模塊化設(shè)計,將驅(qū)動器、電機(jī)、減速機(jī)等結(jié)構(gòu)設(shè)計為現(xiàn)場可更換單元,提高了維護(hù)便捷性,降低了維護(hù)成本。
“中頻天線是SKA目前最大的單筆實物貢獻(xiàn)采購任務(wù),我們作為總承包方,聯(lián)合來自西班牙、意大利和南非的供應(yīng)商共同承擔(dān)SKA中頻天線實物貢獻(xiàn)的64臺任務(wù)。”中國電科54所總監(jiān)馬英昌說,接下來,他們將陸續(xù)完成64臺中頻天線生產(chǎn),落實好中頻天線履約工作,進(jìn)一步融入全球SKA創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),為SKA國際大科學(xué)工程建設(shè)貢獻(xiàn)中國智慧。(記者王璐丹 通訊員李燕茹)
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