科技日報記者 矯陽
北京市海淀區中國科學院北京新技術基地內，有一座高達40米的實驗裝置，主體結構由1萬多個鋼構件組成，遠看像一座高塔。這是國家大科學裝置——“4秒電磁彈射微重力實驗項目”，被喻為航天領域“跳樓機”。
8月25日，科技日報記者在現場了解到，“4秒電磁彈射微重力實驗項目”鋼結構主體工程已竣工驗收，正在進行核心實驗裝置安裝。
(資料圖片僅供參考)
“4秒電磁彈射微重力實驗項目”，是中國科學院空間應用工程與技術中心重點科研項目，為亞洲首例、世界第二例工程。該裝置通過電機全程控制加速度過程，以“2秒彈射到40米高空再2秒回落”的方式來產生微重力和超重環境，最終實現模擬微重力、月球重力、火星重力等模式。
“實驗艙高速運行中軌道、電機連接板的平面度、平行度、垂直度、正對距離均需保持精準狀態。”中建二局安裝工程有限公司鋼結構項目經理李長龍說，這個標準對鋼結構安裝精度極為苛刻，誤差要控制在2毫米內，遠超國家鋼結構施工規范。
與普通鋼結構工程有本質上的區別，“4秒電磁彈射微重力實驗項目”裝置主體結構通過1.6萬套高強螺栓拼接而成，“零焊接”“全螺栓”方式，讓常規施工方法和工藝難以保證。
如何破解精度控制難題？
李長龍帶領項目團隊堅持BIM技術先行，以亞毫米（1毫米以內）的精度構建可視化三維模型，對鋼結構安裝全過程模擬，提前避免了與其他專業的沖突與碰撞。
在整體安裝時，除全面投用專業測量設備，逐層測量逐層糾偏外，技術團隊還特別制作了兩種墊片，厚度分別為0.5毫米和1毫米。每連接一根鋼結構，都需對位置進行重新校核，確保塔體嚴絲合縫。
“整體鋼結構安裝完成后，我們在頂部拉出8根0.5毫米的鋼絲繩，尾部綁上鉛墜，確保自上而下自然垂落，根據結構與鋼絲繩的位置進行最后的修正。”李長龍說。
為解決鋼結構安裝精度及變形控制難，技術團隊采用多點間距離校準、三同心校準、鉛錘定點雙控等工藝，進行精度測量監控，成功把安裝精度控制在2毫米以內。
專家表示，該項目的建設經驗，將為后續國內千米落井裝置的關鍵技術驗證項目提供重要技術支持和施工保障。
據了解，由于航天發射成本巨大，過去我國空間實驗柜通常采用國外拋物線飛機等方式進行預試驗。4秒電磁彈射微重力實驗裝置以單次成本低、實驗機會多、便于人工干預等優點，成為在地面模擬宇宙環境的絕佳實驗場所。項目建成后，將改寫我國空間實驗柜預試驗高成本、長周期的歷史。
