我國(guó)星載被動氫鍾實現完全(quán)自主可控
他們是追趕時間的人,作為國內時間頻率(lǜ)標準的研發者,他們在(zài)五年時間裏(lǐ),以高度的政治責任感,夜以繼(jì)日,攻堅(jiān)克難,獨立自主研製出首(shǒu)台國產星載氫鍾,使(shǐ)得中國北鬥導航衛星有了我們自己研製的氫鍾,助力北鬥精(jīng)準定位,大幅提升衛(wèi)星自主導航能力,這就是(shì)航天科工(gōng)203所星(xīng)載氫鍾(zhōng)團(tuán)隊。
團隊全家福
有了我們(men)自主導航係統,我們才能骨頭硬
2015年9月30日,北鬥二代二期試驗星,203所第一台氫鍾上星(xīng);2016年2月1日,北鬥二代二期第二顆試驗星,203所第二台氫鍾;2018年1月12日(rì)北鬥三號組網一箭雙星(xīng),203所第三台、第四台氫鍾隨之而(ér)上,助力(lì)精準定位。對(duì)於氫鍾的發射時間,團隊骨(gǔ)幹王文(wén)明博士如數家珍,他笑著說(shuō)道,這些時間對於我們來說是刻骨(gǔ)銘(míng)心的,比孩子的生日都記得清(qīng)。
新一代高精度銣原子鍾雖然滿足導航衛星在地麵主(zhǔ)控站不斷同步校準下的(de)指標要求,但無法滿足導航係統中長期自主導航能力要求。星載氫原子鍾擁有優異的中短期穩定度和低(dī)漂移率,這將不僅大幅提升導航係統的導航精度、授時水平,而且顯著延(yán)長導航衛星自主導(dǎo)航時間,大幅降低北(běi)鬥導(dǎo)航係統對地麵的依賴程度,為非(fēi)常時(shí)期的導航定位提供了保障。氫鍾團隊在國(guó)產星載氫鍾的無人區,自主研發了中國人自己的氫鍾。
氫鍾團隊拚(pīn)出了國內領先,國際一流(liú)
產品技術攻關階段曾有兩年最為艱(jiān)辛,氫(qīng)鍾團隊的小夥子們幾乎全年(nián)無休,隻有過大年才放了三天假,出去吃飯的時候,街上冷冷清清(qīng),飯館都關門了,大(dà)家才反應過來,這是過年了,人家都回家過(guò)年去了。在他們的腦海裏,沒有了過年的概念,隻想著(zhe)盡(jìn)快(kuài)把我們自己的鍾研製(zhì)出來(lái)。
如今,團隊(duì)已(yǐ)累計為總體交付十餘台星載(zǎi)氫鍾,測(cè)試指(zhǐ)標表明,星載氫鍾實現了國內領先,國際一(yī)流。目前國際上氫(qīng)鍾研製有三(sān)個國家,俄羅斯(sī)、瑞士和中國,我國氫鍾的各項指標已經與國際(jì)相當。
科研工作是精益求精的,不(bú)能心存僥幸
對於在軌服役的氫鍾電離啟輝問題,我們是有前車之鑒的,項目負責人李晶介紹道,伽(gā)利略係統的星載氫(qīng)鍾,就是因為氫(qīng)鍾電(diàn)離泡啟輝異常導致整鍾報(bào)廢了。所以我們必須保證我們的氫鍾隻要上天,就不(bú)能出現類似問(wèn)題。
在攻克電離泡啟(qǐ)輝的(de)難(nán)題中(zhōng),要把電離泡點亮,不僅要能亮,還要(yào)每次都(dōu)亮,而且要一直亮,要精益求精不心存僥幸。通過改進電路形式,優化電路參數,增強震蕩的(de)穩定性,改(gǎi)進後的電路(lù)適用於(yú)國產化的元器件,這也是國內唯一同時能夠適用於國產元器(qì)件和進口元器件的電離部件(jiàn)。通過大量的實驗論證,保證(zhèng)了各種惡劣環(huán)境下的正常工作。
氫鍾在(zài)進行真(zhēn)空罐試驗
窺一斑而知全局,要細而又細
在進行鑒定件攻關的關(guān)鍵階段,物(wù)理部分加電性能異常,而具體到每個部件的(de)考核參數卻又正常。團隊就一個個組件進行排查(chá),十餘項,相互聯動,互相影響,經常是動一(yī)發而牽全身,排查一個問題,卻帶(dài)來更多變量在變化,甚至會帶來了新的問題。而問題的解(jiě)決往往來源於偶然,甚至沒有任何依據,也許這就是量變到質變的過程。王文明堅定地說道。當(dāng)我們按照(zhào)正向邏輯(jí)思維排查完每一處可能發生問題的部件時卻一無所獲,最終問題的發現竟源自於一次(cì)試驗過程,在更換部件時偶然部件(jiàn)表麵反光亮度不同而暴露出局部固化膠膜,分析原因是由於給一個螺絲(sī)點膠過程(chéng)中,膠滲出到結構表麵,影(yǐng)響了場的分布(bù),如果不加電根本體現不出來(lái),而鍾在工作中又無法拆開觀看,這給解決問題帶來了很大的困難(nán)。談起這次問題,文明說道,我們最初就是從機理(lǐ)著手進行排(pái)查,分析認為沒問題的地(dì)方,最終問題恰恰在此。之後我們進行了舉一反(fǎn)三,對工藝(yì)進(jìn)行了改進,同時團隊更加(jiā)體會到工作中必須嚴謹細實,慎之又慎,杜絕類似看似無知的質量問題(tí)。
我們能想到的、想不到的甚至分析(xī)認為不可能的,也許(xǔ)都(dōu)會出現問題。在星載氫鍾(zhōng)攻關(guān)過程中,我們(men)經曆了諸多從無知到有知再到深知的(de)過程。如今回頭再看,我們處理的問題有的甚(shèn)至是(shì)小(xiǎo)兒科的問題,窺一斑而知全局,也(yě)許這就是從無到有必然的經(jīng)曆吧(ba),隻有過來人才能體會那種痛並快樂的過(guò)程,王文明歎息道。
可靠性問題多(duō)來源於變化(huà)的過程
為進一步提高二極管組件可靠性,團隊(duì)訂製了特(tè)殊的焊盤來連接兩個孤立(lì)的導電柱(zhù),從而留出恰當的(de)位置,放置二極管(guǎn)。可在(zài)實際應用中卻發現測試異常,而單獨排查每一個孤立部件(jiàn)均正(zhèng)常。回顧研製曆(lì)程,團隊意識到(dào)大多可靠性問題來源於(yú)變化,由變化的地方(fāng)著(zhe)手,仔細觀察焊(hàn)盤後分析認為焊盤周圍由於(yú)孤立導體的存(cún)在帶來了附加電容,恰恰影響變容二極管的壓控特性,真可(kě)謂無巧不成書。
對於導航產品,總是強調可靠性是第一位的,技術指標是其(qí)次的,產品一旦定型,夠用、能(néng)用便可,我們有時候甚至不理解(jiě)總(zǒng)體單位,覺得某些胸有成竹的改進可以讓產品更好用,而得到的卻多是總體不近人情的回絕抑或各(gè)種無謂的論(lùn)證報告(gào)。可有了上述(shù)的這些問題經曆才更加讓我們體會到可靠性的內(nèi)涵以及對總體的些許理解。王文明介紹道。
談起心愛(ài)的原子鍾,李晶語重心長地說道:兩方麵來看這個問題吧!作為國家重大戰略,任務來了,我們責無旁貸(dài),必須要幹,而且(qiě)還要出色完成任務,這(zhè)是使命感;作為一個專業,這需(xū)要發自內心的喜歡,徜(cháng)徉於原子鍾研(yán)製的(de)海洋裏如愛好一(yī)般不能自已。 暢想未來,他覺得原子鍾的發展應以滿(mǎn)足國(guó)家戰略發展為(wéi)使(shǐ)命;以專注市場(chǎng)需求為導向;堅持發展一代探索預研一代的理念,引領行業(yè)發展。
團隊在探討問(wèn)題
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