航天14所研制成功长征七号火箭的天馈系统

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春寒料峭之际,中国航天科技集团公司一院14所特种天线及微波产品事业部的3名设计员心里却暖融融的,因为他们为长征七号火箭设计的天馈系统成功通过了各项验收及例行试验考核,可以交付产品了。回想过去一年多的攻坚历程,他们3人相视而笑。

2010年,年轻的技术人员张伟接到了一项光荣而艰巨的任务——为长征七号火箭设计天线。此次任务,要求天线在每个方向的发射强度达到一个很高的指标,这种“环形天线”设计在该所天线设计史上从没有过,非常具有挑战性。

“之前只在书本、资料中看到过‘环形天线’这个概念,从未见过实物,所里成熟产品的方案也都用不上,只能全部现学现做。”张伟如是说。她开始大量查阅资料,参考有限的理论研究成果,决心制定出全新的设计方案。那些日子里,她起早贪黑,眼圈都熬黑了。

时间紧、任务重,方案设计阶段的筛选非常艰难,设计产品的仿真工作亦不轻松。由于此次任务对于天线发射信号的强度要求较高,很多仿真工作是过去从未做过的。张伟和同事王大伟打起了十二分精神,不断尝试、多次演算、反复协调,只用了半个月时间就完成了两个月的仿真工作量,提早确定了用环形天线实现全向系统方向的方案,力保所有方案的5种天馈系统、15种产品的设计方案按时完成并顺利通过评审。

“行百里而半九十”。要想将“环形天线”概念彻底变为现实,结构设计及生产环节尤为重要。根据先前的方案设计及仿真结果,设计员谭志红开始了颇有难度的结构设计工作。为满足总体对此次环形天线的防水要求,在结构设计上,必须采用密封接插件,这对天线的结构设计提出了很高要求。

“在此之前,在振子天线结构上从未用过密封接插件,这是我们的首次尝试。”谭志红解释说,“我们根据总体要求,在结构设计上进行了改进,设计了转接螺套的新型方式,采用转接装置,将密封接插件与振子连接起来,在确保电气性能的同时,保证了产品的防水密封性。”

环形振子需要设计新的工艺。于是,谭志红多次与生产单位进行协调、试验,在工装上进行了较大的改进与突破,把粗硬的不锈钢棒材弯成了圆环状,以满足性能要求。

现在,由该所特种天线及微波产品事业部设计的环形天线,已经从概念变为成产品,顺利通过了各项验收及试验考核,并已交付使用。届时,它将作为测量数据的天地信息传送带,承担火箭飞行中的实时数据传输任务,以及地面向火箭传递动态指令的任务。

目前,长征七号火箭的研制工作正在如火如荼地进行,张伟和同事们正在根据任务要求,对天线进行相应的完善与改进工作。
 

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