四合院：我一心科研，重工強國 第783章 二階段製定方案

對於同步衛星來講，地麵模擬試驗，也是非常重要的一個步驟，畢竟如果不進行這一步實驗。

冇有人知道衛星在被送上天空後，會出現怎樣的局麵，會不會因為某些原因損壞。

但進行了實驗，很多事情就可控了，可以提前把問題扼殺在搖籃之中。

楊教授站起來後，也是直接道：“各位同誌都知道，同步衛星要在公裡的軌道上工作，太空的真空、高低溫、輻射，咱們得在地麵複現出來，可咱們的設備條件，差得太遠了！”。

說到這裡楊教授也是有些無奈的頓了頓，雖然地麵模擬試驗是第二階段的事情。

但在年初接到這一項任務的時候，他就已經開始收集各國能弄到的數據、參數，開始為實驗做準備，但其中的難度確實很大，比起東方紅一號當時的實驗來講，難度上升了不止一個等級。

停頓一下後，他這才又道：“在太空中在軌向陽麵溫度超100c，背陰麵低至-100c，可咱們全星級的真空罐就一台，真空度最高隻能到10??pa，跟在軌的10??pa差了四個數量級，根本模擬不了材料的‘出氣效應’，

溫變速率也跟不上，在軌從- 50c升到80c隻要1.5小時，咱們的設備得4小時，還經常出故障。

還有還有力學環境模擬，這一次火箭發射的振動頻率很可能達到2000hz，可咱們的振動台最高隻能到1000hz，承載能力也不夠，全星整合後重量超2噸，振動台扛不住，

過載試驗更讓人揪心，火箭上升段最大8g的過載，咱們的離心機最多隻能出5g的力，還冇法模擬‘過載加振動’的真工況。

其次就是同步軌道處於地球輻射帶，高能粒子有可能會導致元器件 “單粒子翻轉”，就比如通訊載荷的存儲單元數據出錯、姿態控製的邏輯電路誤觸發等。

但現在我們國內冇有輻射模擬設備，無法開展輻射效應測試，隻能通過 “理論計算+地麵長時通電”間接驗證 ，但理論計算受限於輻射環境數據不足，長時間通電又無法模擬高能粒子的瞬時衝擊，

很可能導致衛星在軌存在隱性故障，像是通訊載荷突然斷聯、姿態短暫失穩等等！

這些都是有可能發生的，想要能讓同步衛星，安穩的在太空工作數年，這個問題必須要解決。

等到楊教授，錢教授也站了起來道：“我也來說說，運載火箭上出現的一些問題，雖然現在我們已經解決了一些問題，但現在還有不少技術要等待攻克。

首先就是動力係統。

現在咱們氫氧發動機還啃不動，隻能用常規發動機來挑大梁，李工在之前也提出來了一個方案，那就是用多台發動機並聯起來，組成新的發動機，經過我們的研究，這一方案也確實可行。

第一級我們將4台YF-20發動機並聯，組成YF-21發動機，不過這可不是“捆筷子”的活，比想象中難十倍，需要解決“推力同步”的問題，經過我們三個月的努力，終於解決了這一問題。

而第二級我們也在一個月前，完成了研究，這一級我們以YF-20為基礎進行了改進，研究除出了YF-22發動機來當主機，又配上了四台小推力的遊動發動機，共同組成了YF-23發動機，

它主機負責衝速度，遊機負責穩姿態，兩者的信號聯動靠機械連桿鏈接，主機推力變化時，連桿帶動遊機閥門微調，比電子控製係統靠譜多了，經過我們的實驗，其推力完全可以滿足火箭“加速跑”的問題。

但這最難的就是第三級。

第一級、第二級的成功，算是給長征三號鋪了半條路，可最關鍵的第三級，這級要托著衛星在公裡高空變軌，真空兩次點火、雙向搖擺調姿，這兩個硬指標，直接把我們的研究逼到了死角。

兩次點火李工提出了一個思路，那就是在發動機中模擬出一個類似地麵的點火環境，我們試驗過，這一方案確實可行，但依舊有很多問題要解決……。”。

聽著錢教授說的那些問題，眾人也陷入到了沉默，想要解決確實很難，雙向搖擺機構不僅要靈活還要結實，這兩者本來就有些衝突。

還有基礎效能的問題，畢竟原型是YF-22，這種發動機的推力可不足以支撐把衛星送到同步軌道。

說法發動機，錢教授就又說起了其他問題：“再說說箭星分離，這步可以說是“臨門一腳”，衛星從箭體上“下來”的時候要是磕著碰著，前麵所有功夫都白費，

同步衛星的載荷艙裡全是精密儀器，最嬌貴的儀器，稍微受點衝擊就可能出現問題，所以分離時的衝擊力必須控製在可控範圍內，這是死要求。

這個最好的解決辦法就是用液壓緩衝器，靠油液流動卸力，平穩又精準，但現在國內的技術很難製造出來，精密液壓閥的加工精度根本達不到，車間裡最好的車床車出來的閥芯，密封麵一壓就漏，試了幾次，油液漏得滿地都是，緩衝力忽大忽小，根本冇法用，這個我們要想想辦法解決。

最後就是推進劑的管理，第三級的推進劑要是剩個幾公斤，箭體重心一偏，衛星入軌精度就全完了。

現在國外用的是表麵張力貯箱，靠毛細作用把推進劑吸到出口，咱們冇這加工精度，隻能想笨辦法搞機械浮球，可YF-40的貯箱我們無法設計那麼大，浮球裝進去後總被管路擋住，上次試驗浮球卡在上半部分，推進劑剩6公斤。

如果按照這個計算軌道偏差要達到300公裡。

為瞭解決這一問題，我們試著把浮球改成扁平的，用黃銅測了五個樣品，每個都要在煤油裡泡三天測浮力，但直到現在還冇找到完全合適的，這幾個就是我們目前急需要解決的問題。”。

……

等眾人把問題一一說完，聶領導才抬手壓了壓會議室裡的議論聲，目光掃過眾人道：“這些問題大家也都聽到了，接下來咱們的任務就是把這些問題掰開了揉碎了，找到最好的解決辦法，來解決這些問題，大家有冇有冇有信心。”。

聞言李梟也是保證道：“聶領導，這些問題雖牽涉麵廣，但我們有信心，接下來我會牽頭把力學、材料、機械三個方向的專家整合起來，

結合咱們廠的設備條件、材料供應現狀，走‘理論簡化+工藝創新’的路子，儘快拿出解決方案來。”。

“我也完全讚同李教授的思路！我是搞材料的，其中幾個問題也可以從材料方麵入手，咱們不能等靠要自己，接下來我也會加快對新型材料的研究，重點改良耐高溫、抗疲勞的指標，看看能不能弄出新材料。”，這個時候有一名專家道。

聽到眾人這麼說，聶領導也是道：“好，你們身上的這股鑽勁、闖勁，就是咱們國家科技進步的希望！

雖然現在我們已經與很多國家取得了建交，但在技術方麵依舊是封鎖打壓的狀態，國內條件又有限，這些技術難題，就是橫在我們麵前的‘攔路虎’。

但越是這樣，咱們越要爭口氣，不僅要解決問題，還要拿出咱們自己的解決方案，讓彆人看看，

不過大家也要注意身體，來保護好，我知道大家都想快點出成果，恨不得連軸轉，但身體垮了，反而會耽誤進度，

大家要該睡覺就睡覺，該吃飯就吃飯，要是覺得累了、不舒服了，彆硬扛，咱們打的是持久戰，身體纔是革命的本錢，把身子骨養結實了，才能一步步把問題解決掉。”

聞言實驗室內眾人也是紛紛表態，等到聶領導走後，眾人就開始討論了起來。

這一討論就是五六日，也是大概有了一個章程。

像是熱介麵的問題，眾人討論就討論出了兩套方案。

一套是調整設備安裝間距，將通訊載荷與電池組拉開10cm以上距離，中間用鋁製隔板隔開，

通訊載荷核心部件貼加厚鋁製散熱板，散熱板表麵刻導流槽，增強被動散熱效率，電池組外層裹多層絕熱棉，隔絕載荷散熱影響，避免溫度超 45c。

其次就是采用“導熱帶+隔熱墊”組合方案，在通訊載荷與電池組之間鋪設銅製導熱帶，也就是利用銅的高導熱性，將載荷核心熱量導至衛星殼體散熱，然後在電池組外側包裹多層石棉隔熱墊阻斷熱量傳導。

但這樣做雖然能夠在一定程度上解決這一問題，保險起見，眾人又想到了一個辦法，那就是將通訊載荷的發熱部件朝向衛星向陽麵，利用在軌散熱，電池組朝向背陰麵，通過衛星自轉實現熱平衡。

隻不過這些都還隻是一個研究方向，之後還需要經過地麵測試才能確定那個方案更好用。

至於電磁相容的問題，也隻能用土法遮蔽+佈局優化的方案來解決。

調整設備佈局，將通訊載荷高頻轉發器與姿控係統陀螺、加速度計錯開安裝，兩者之間的間距至少要在60cm以上，

此外姿控電機的電源線也要采用 “雙絞線 + 銅絲纏繞”的工藝，減少電磁輻射，通訊載荷的高頻轉發器外殼加裝薄鐵皮遮蔽罩，接縫處用導電膠密封，來避免電磁泄漏。

至於電磁遮蔽，這個也隻能夠優化遮蔽結構，用薄鐵皮遮蔽罩接縫處用銅箔貼合壓實，線纜穿孔處套銅製套管，減少電磁泄漏通道，關鍵線纜采用 “銅絲纏繞+絕緣套管” 雙重防護，纏繞銅絲密度提升至每厘米5圈以上，增強遮蔽效果。

采用“分區遮蔽+耳機監聽” 組合法，逐區域給設備加遮蔽、逐段給線纜纏銅絲，同時用耳機實時監聽通訊信號雜音，定位乾擾源後針對性加固。

雖然這個方法慢了一些，但卻是這個年代最好的解決方法。

重量問題，隻能削減非關鍵部件冗餘結構，比如簡化衛星外殼非受力區域厚度，去除多餘支架、螺栓，結構支撐梁改用空心管，焊接工藝改進為 “雙麵對焊+加固片”，一些部位全部換成高級合金材料。

當然就算是減重也不是隨便減的，需要按“先非關鍵部件、後輔助結構” 順序減重，每減重1KG就要做一次強度測試，確保衛星的安全。

而在地麵模擬試驗方麵。

隻能用 “土法替代+流程優化”來彌補設備的短缺，在真空罐內壁塗抹真空油脂，就能夠減少漏氣，增加抽真空時間，將真空度提升至10??pa，雖未達10??pa，但足夠能初步模擬出氣效應，然後在通過觀察材料表麵是否有凝霜判斷揮發情況。

還有就是加速溫變速率，在真空罐內加裝 “電加熱絲+乾冰槽”，加熱時通電、降溫時注入乾冰，將溫變速率從4小時壓縮至2小時，冬季利用室外低溫，在漠河進行實驗，將設備放在帆布棚內，再利用材料降溫。

其中最麻煩的就是空間輻射模擬。

隻能先從完善理論計算入手，收集高空探測火箭傳回的少量輻射數據，結合國內外公開文獻碎片，用計算機補充輻射環境參數，優化理論計算模型。

之後再把衛星上的關鍵元器件，諸如信存儲單元、姿控邏輯電路，做長時通電+高低溫循環疊加測試，模擬輻射長期影響，篩選抗乾擾能力更強的器件，或者說根據缺陷進行優化。

力學環境模擬方麵，也隻能進行拆分測試+耦合分析，將衛星拆分為平台、載荷、電源三個模塊，分彆在振動台上測試，然後在記錄各模塊的共振頻率和強度。

用計算機算出全星耦合後的力學響應，推算高頻振動對精密器件的影響，對陀螺等關鍵部件，找出衛星薄弱環節，針對性加厚結構、增加緩衝部件，避免在軌高頻振動損壞器件。

衝擊台測試時，要重點模擬衛星分離瞬間的衝擊場景，測試後逐一檢查元器件焊接點、連接件緊固狀態。

至於過載模擬，也就隻能夠使用沙袋加壓+振動台的方案了。

將沙袋用帆布包裹，按衛星結構均勻分佈，再用鐵絲固定，模擬8g過載，然後取多輪測試的平均值修正誤差，提升定性驗證的參考價值。

可以說這些辦法很多都是冇有辦法想出來的招，要是儀器設備足夠，根本就用不到這麼麻煩，但好在還有這些招可用，否則就更麻煩了。