一拍一測一切!他把衛星平面精度提高到0.05毫米

2021-01-09 看看新聞Knews

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風雲四號A星的總體裝配工宋華輝,是上海航天局衛星裝備研究所衛星結構裝配主崗,他擁有20年以上衛星結構裝配的經驗,精通於高精度數控加工、精密部件修整等工作。從業至今,宋華輝參與過風雲系列等多個國家重點型號衛星的裝配任務,是名副其實的「衛星工匠」。

上海衛星裝備研究所坐落於閔行區,宋華輝每天都沉浸在車間裡測量、組裝、修整衛星上的部件。為確保衛星能穩定、精確地工作,作為裝配骨幹,他的工作不能出現一絲閃失。宋華輝和他的團隊不僅要嚴格根據圖紙、規範來組裝衛星,還要憑藉經驗來提升衛星部件的修整精度。從衛星結構裝配環節上來說:一顆衛星結構精度是否滿足客戶要求,宋華輝是第一責任人。

時間回到2015年,宋華輝接到一個艱巨的任務,那就是為當時最新設計的風雲四號衛星進行結構裝配,並為它的載荷安裝面做精度修整。風雲四號衛星是氣象方面的一顆「重器」,在國際上很有影響力。它綜合性強,覆蓋面廣,是世界上首次在同一個安裝面,安裝兩臺高精度有效載荷的衛星。總設計師提出的精度要求是0.1毫米。在風雲四號衛星之前,衛星載荷安裝面能達到的精度是0.5毫米。

「地面修整失之毫釐,天上觀測差之千裡。如果說我們要觀測東方商廈,你可能觀測到的是新天地。」面對國內首次提出的精度要求,宋華輝要在近8平米的安裝面上「雕刻」,而且要保證任意兩個點間的高度誤差小於1根頭髮絲,這樣的壓力不言而喻,如果工藝步驟出現錯誤,將會產生不可挽回的後果。

從未做過、心裡沒底,宋華輝只能根據經驗迎難而上。他利用的是總結以往經驗提煉提出的「三個一」工作法。一「拍」,即用手拍打加工面,通過振動幅度判斷其剛性和強度。由於衛星屬於單顆小批量研製生產模式,所以基本上每顆衛星都不太一樣。因此在裝配和修整過程中,全自動化的先進設備難以得到全面應用,依然有一些工作需要手工工作。就靠一雙手,宋華輝日積月累,能靈敏地感受到加工面的振動幅度,從而預判出合理的切削參數。

二「測」,即用精密儀器測量每個載荷安裝面的空間坐標,得出各個點的高度差,從而進行下一步的修整加工。能否做到0.1毫米精度的飛躍,關鍵在於測。宋華輝從一開始組裝就依靠各種測量數據進行判斷,測出工具機的系統誤差後補償進加工數據。單單測量就起碼花費半天多,他會將每一項數據記錄下來,以便查找追溯。

與其說是一件產品,倒不如說更像是一件精雕細刻的工藝品,對載荷安裝面和各部件的情況有了充分了解之後,就將進入動手修整環節。0.1毫米的精度能否實現,就要看第三步「切」。由於風雲四號的頂板安裝面超大,切削這一道工序實施起來並不容易。如果不是熟手或者技術不過關,產生誤切會導致整塊結構板報廢,影響衛星研製進度,產生巨大損失。切講究心態穩,一刀下去才會切得準、切得精,才能把基礎框架做到穩固精準,確保衛星所攜帶的設備具有理想的工作狀態。

到從一拍、一測到最後的一切,宋華輝和團隊在幾個月內和風雲四號牢牢地粘在一起。最終,宋華輝依靠過硬的經驗不僅圓滿完成任務,還將風雲四號最初要求的0.1毫米的平面精度提升到了0.05毫米。

運行至今,風雲四號衛星綜合探測能力達到了國際領先水平,成為全球綜合地球觀測系統的重要成員,為全球70多個國家和地區、國內2500家用戶提供衛星資料和產品。作為世界上首顆5000平臺衛星,也是第一次在同一個面上安裝兩臺高精度有效載荷的衛星,風雲四號的成功運行,意味著我國氣象衛星技術在世界上從「跟跑」、「並跑」轉為「領跑」。

做衛星工作,需要一種精神,那就是自力更生。有條件上,沒有條件創造條件也要上。在團結協作和宋華輝自身的追求下,他先後申報了多項國家發明專利,屢獲殊榮。在宋華輝看來,技術的提高離不開經驗的積累。「我每次看到氣象預報、雲圖相對普通人來說感受是不一樣的。因為我在裡面參與了其中,在裡面付出了一點點綿薄之力,我感到非常驕傲。」

(來源:《上海工匠》項目組 視頻編輯:劉清揚)

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