2015-12-22
8月2日,武船集團承建的國家天文臺500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)反射面單元安裝工程順利完成第一塊反射面單元安裝,標志著FAST工程施工進入沖刺階段。
國家天文臺FAST是“十一五”國家重大科技基礎設施建設項目,坐落于貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮金科村大窩凼洼地。FAST口徑500米,整個反射面由4450個反射面單元組成,擁有30個足球場大的接收面積,建成后將成為世界最大單口徑射電望遠鏡,將在未來20~30年保持世界一流設備的地位。它的研究涵蓋廣泛的天文學內容,從宇宙初始混濁、暗物質暗能量與大尺度結構,星系與銀河系的演化,恒星類天體,到太陽系行星與鄰近空間事件等的觀測研究,它都具有非此莫屬的競爭力。
武船集團承擔的安裝工程包括4450塊反射面單元的安裝,以及吊裝設備的設計、制造、安裝、調試等,主要安裝內容是采用專用吊裝設備,將在小窩凼內已完成拼裝檢測的反射面單元吊運到索網指定位置,將反射面單元連接機構與索網節點上層盤裝配連接,形成望遠鏡反射面;反射面單元安裝完成后,將吊裝設備改造成日后維護設備,留用于望遠鏡反射面后續維護。
武船集團自2013年底承接FAST反射面單元安裝工程以來,不斷優化并形成了科學合理的工藝方案,研制了兩臺轉運機車、兩臺輻射式纜索吊及兩臺隨動小車、6套專用吊具、中心環梁等安裝設備,于今年 5月進場進行設備安裝、調試,逐步完成了空載試驗、負載試驗,通過了驗收,為全面開始反射面安裝做好了準備。
此次FAST反射面單元的安裝采用了全新的輻射式纜索吊和轉運機車聯合完成吊裝的方式,堪稱超級工程版的“空中接力”。先將專用吊具和反射面單元連接,用70多米高的塔吊將總重800公斤左右的專用吊具和反射面單元調至圈梁上空,使用專用吊鉤將反射面單元轉移至轉運機車上,轉運機車運行到纜索吊所在位置將其轉移至纜索吊上。纜索吊運載小車沿著纜索將反射面單元送到待安裝的指定位置,并實現精準落位,安裝螺栓,將其固定到索網上。據介紹,在工程高峰期,兩臺纜索吊和兩臺轉運機車聯合同時作業,每天將完成不少于20塊反射面單元的安裝。
據悉,要將國家天文臺FAST這一超級工程反射面單元順利安全安裝到位,主要面臨著三個難點。一是產品保護要求高。4450塊反射面單元要安裝在2000多個節點盤上,一一對應,每塊擺放的角度在0度到56度之間變化,且安裝過程中不允許任何磕碰,兩塊反射面單元之間的間隙僅僅65毫米。為此,武船集團專門設計了適應各種規格的反射面專用吊具6套,安裝操作方便,有效控制反射面單元變形,保證了產品的安全。二是高空作業難度大。從圈梁頂面到FAST底部最大高度差134米、跨距250米,反射面離地最小距離5米。反射面單元安裝需在空中繞過索網等障礙物,并完成姿態調整等一系列工作。武船集團采用輻射式纜索吊和轉運機車聯合作業的方式,可順利完成反射面單元在空中的轉運。同時,安裝人員通過卷揚提升吊籃上升到安裝位置,并將安全帶掛在節點盤附近的錨固頭上,保證了人員安全。三是落位精度要求高。要從高空將邊長10米多的三角形空間網架結構的反射面單元準確放置在相應位置上,且其中0號點上的兩個螺栓安裝精度要求在1毫米以內。武船集團專門在纜索吊上集成了一套無線遙控裝置,可微調反射面單元的位置及安裝姿態,使其精準安裝到指定位置。
通過承接國家天文臺FAST反射面單元安裝工程,攻克大量技術難點,武船集團掌握了大跨徑空間轉移技術和空間干涉技術,進一步增強了特種設備的安裝能力,為國家天文探索事業作出了新貢獻。