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王海东,36岁,中国电科第54所天伺部复合材料专业带头人,多年来在高精度天线反射面板研制中,不断突破关键技术,填补国内空白,获得多项国家专利,引领行业工艺技术发展,让中国科技扬名世界,跻身国际先进行列。
人物速写
他有天马行空的思维,很多的奇思妙想在技术攻关中发挥了关键作用。
他开拓创新,带领团队革命性地改变天线的制造工艺,极大提高了面板精度,引领国内行业先进潮流。
他临急受命,苦干加巧干,不到两个月就研制出了中国海军索马里护航舰载天线高精度反射面,完成国家重大政治任务。
他厚积薄发,参与国际大科学工程SKA天线竞标,研制中国验证天线样机DVA-C,击败加拿大成为唯一入选方案,为国争光。
他从头开始,凭着责任心和执着力,开创了54所复合材料专业的新天地。
他是“复合型工匠”,既有神来之笔的创新智慧,又有摧城拔寨的攻关功力,还有雄厚高超的操作技能。
他扎根一线,冒严寒、熬酷暑,以苦为乐;他事必躬亲,下料、搬模具、操作机器、现场指挥……身影无处不在;他苦心孤诣,时刻思考创新,就像一名“行者”,跋涉在攀登科技高峰的路上。
2015年11月12日,在加拿大召开的国际大科学工程SKA天线工作包联盟董事会上,由中国电科54所提交的SKA天线设计方案成功获得批准,成为后续研发的唯一方案,标志着中国参与SKA国际大科学工程取得历史性突破,并将在其核心设备研发中发挥引领作用。
SKA,全称“平方公里阵列射电望远镜”,是一项大型国际科研合作项目,参与国有20多个。SKA由3000面单独的碟状天线组成阵列,接收面积达到1平方公里,建成后将在世界上领先30-50年。它致力于回答宇宙的一些基本问题,特别是关于第一代天体如何形成、星系演化、宇宙磁场、引力的本质、地外生命与地外文明、暗物质和暗能量等。
SKA堪称人类“神级”工程,在国际上名气很大,世界关注度极高。王海东带领他的团队研制的中国验证天线样机DVA-C的高精度主副反射面成为中国方案中标的关键,为国家争得了国际荣誉。
1 步步惊心 新域“拓荒”每一步都是挑战
“SKA面板制造的难点全在我们这。”王海东介绍,2013年他们接到SKA任务,与加拿大PK的方案是纯碳纤维反射面。主反射面是椭圆形曲面,长轴18米,短轴15米,需要一次成型。这么大的面板,世界上从无先例,没有一点可借鉴的东西。
王海东遇到的第一个难题是,做成如此大面板所需要的巨大模具怎么做?王海东想到了风力发电机叶片的生产。于是,他们就到叶片厂家去调研,发现那里的机床精度不够,达不到天线制造的要求。最后,做成了桁架式模具。精度达不到要求,只能通过后期装配的方法进行调整,这也是他们掌握的核心技术。这个模具申请了国家专利。
如何让面板成型,让王海东大费周章。“传统的做法是铺一层碳纤维布,刷一层树脂,达到需要的层数后,树脂固化形成碳纤维面板。而这么大的曲面不可能这样做,太笨了。”为此,王海东带领团队经过冥思苦想,设计出“真空导入工艺”。“就是在模具上铺上所需层数的碳纤维布,在上面罩上真空袋,用一根或多根管子伸到液态树脂桶里,一抽真空,就把树脂吸进来,与碳布充分结合,最后固化形成面板。”
这项工艺试验了很长时间,想要把树脂导好、导均匀非常难,需要将每一块碳布的每一个角落都浸满浸透。为此,他们用电脑模拟软件反复进行计算,合理分布导口、巧妙设计流道,突破了这项技术难题。大口径天线面板真空导入成型技术在国内天线行业是首创,为此也申请了国家专利。
“在2014年7月进行‘真空导入’现场操作时,还出现了一个‘插曲’。”王海东告诉记者。当时,现场来了很多领导和专家观摩,王海东是现场指挥。正在导入树脂时,有一根导流管突然堵塞,树脂不流了!怎么办?有人说停止吧。然而,这样一来,这个件就废了,损失达100多万元。并且,SKA国际考察团即将来中国,返工重来将错过这次考察,之前的努力会大打折扣,对最终的竞标会产生不良影响。情况万分危急,王海东却冷静异常,经过短暂思考,他大胆采用了“心脏搭桥”的方法,增加一根新的导流管绕过堵塞管,及时解决了问题,顺利完成了反射面制备。
如何实现脱模(成品与模具分离)也是一个难题。这是一个巨大的真空负压接触面,一平方米压力就达10吨,整体面积近230平方米,2000多吨的力量!“为此,我们预先在模具上埋设一些气嘴,完成后通气冲开一部分。然后用吊车抓住几个点一拉就开了。当时车间门不够大,我们把房顶都掀了,从上面把面板拽出去的!”王海东说。
整个制造过程仅用了22天。“当时作业场所在张营测试场,车间是用彩钢板搭建的简易房。时值7月,车间又没有空调,室温38度以上,酷热难当。由于工期紧张,设备24小时运转,人员轮流值守,值夜班的同志都被蚊子咬得浑身是包。”王海东回忆道。
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