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SKA首臺(tái)中頻天線在河北吊裝

發(fā)布時(shí)間:2023-09-21 09:15:00來(lái)源: 河北日?qǐng)?bào)

  原標(biāo)題:SKA首臺(tái)中頻天線在河北吊裝

  中國(guó)電科54所為國(guó)際大科學(xué)工程提供天線解決方案

  SKA首臺(tái)中頻天線在河北吊裝

  SKA是由全球多國(guó)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(guó)參與研制的國(guó)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(lái)建成的首臺(tái)中頻天線,在中國(guó)電科54所測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)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(guó)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(tái)址分別位于南非及南部非洲8國(guó)、澳大利亞西部的無(wú)線電寧?kù)o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(cè)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(duì)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。”中國(guó)電科54所首席專家、SKA中頻天線結(jié)構(gòu)項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師杜彪說(shuō),去年以來(lái),他們對(duì)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)仿真、標(biāo)校、調(diào)試、測(cè)試方法和測(cè)試驗(yàn)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(shí)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(gè)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)?!倍疟胝f(shuō),這66塊面板的曲率各不相同,他們要制造66個(gè)專用模具,在成型時(shí)讓每一塊面板與模具盡量貼合。

  此外,安裝工序也十分考究。“中頻天線的背架采用螺栓球與拉桿螺連的方式安裝,一臺(tái)天線上共有100余個(gè)螺栓球、300余根拉桿?!倍疟胝f(shuō),這100余個(gè)螺栓球上面的螺孔數(shù)量不盡相同,最多可達(dá)12個(gè),每個(gè)螺栓球上的各個(gè)螺孔角度是唯一的,“也就是說(shuō),每個(gè)螺栓球在15米×18米×3米的網(wǎng)架中的位置是唯一的,每個(gè)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(wú)法安裝。”

  為了保證中頻天線的精度要求,同時(shí)能夠快速、精確地完成安裝與拆卸,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了面板結(jié)構(gòu)和成型工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)大面板精密成型;構(gòu)建4個(gè)計(jì)算模型,反復(fù)研究裝配流程,掌握了最佳安裝方法。

  同時(shí),針對(duì)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(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)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(jì),將驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、減速機(jī)等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為現(xiàn)場(chǎng)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(shí)物貢獻(xiàn)采購(gòu)任務(wù),我們作為總承包方,聯(lián)合來(lái)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(shí)物貢獻(xiàn)的64臺(tái)任務(wù)?!敝袊?guó)電科54所總監(jiān)馬英昌說(shuō),接下來(lái),他們將陸續(xù)完成64臺(tái)中頻天線生產(chǎn),落實(shí)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(guó)際大科學(xué)工程建設(shè)貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。(記者王璐丹 通訊員李燕茹)

(責(zé)編:李文治)

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