作者:刘志强 李大庆 高博 来源:科技日报 发布时间:2015/2/5 14:27:30
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世界最大射电望远镜索网完成编织

 

 

科技日报贵州平塘2月4日电 (记者刘志强 李大庆 高博)4日上午,位于贵州平塘的500米口径球面射电望远镜(FAST)安装了最后一根钢索,索网制造和安装工程结束。这意味着FAST的支撑框架建设完成,进入了反射面面板拼装阶段。

FAST是世界在建的最大射电望远镜,借助天然圆形溶岩坑建造。FAST的反射镜边框是1500米长的环形钢梁,而钢索则依托钢梁,悬垂交错,呈现出球形网状结构。

索网结构是FAST主动反射面的主要支撑结构,是反射面主动变位工作的关键点。索网制造与安装工程也是500米口径球面射电望远镜工程的主要技术难点之一,其关键技术问题主要包括:超大跨度索网安装方案设计、超高疲劳性能钢索结构研制、超高精度索结构制造工艺等。而索网工程的顺利完成,意味着FAST工程已经在上述关键技术难点方面实现实质性突破。

FAST索网结构直径500米,采用短程线网格划分,并采用间断设计方式,即主索之间通过节点断开。索网结构的一些关键指标远高于国内外相关领域的规范要求:例如,主索索段控制精度须达到1毫米以内,主索节点的位置精度须达到5毫米,索构件疲劳强度不得低于500MPa。整个索网共6670根主索、2225个主索节点及相同数量的下拉索。索网总重量约为1300余吨,主索截面一共有16种规格,截面积介于280—1319平方毫米之间。由于场地条件限制,全部索结构须在高空中进行拼装。

索网采取主动变位的独特工作方式, 即根据观测天体的方位,利用促动器控制下拉索,在500米口径反射面的不同区域形成直径为300米的抛物面,以实现天体观测。

FAST索网是世界上跨度最大、精度最高的索网结构,也是世界上第一个采用变位工作方式的索网体系。其技术难度不言而喻,需要攻克的技术难题贯穿索网的设计、制造及安装全过程。仅以高应力幅钢索研制为例,FAST工程对拉索疲劳性能的要求相当于规范规定值的2倍,国内外均没有可借鉴的经验或资料作为参考。其研制工作经历了反复的“失败—认识—修改—完善”过程,最终历时一年半时间才完成技术攻关。所取得的成果已经在国际专家评审会上得到国外专家组的认可,成功在FAST工程上得到应用。随着索网诸多技术难题的不断攻克,形成了12项自主创新性的专利成果,其中发明专利7项,这些成果对我国索结构工程水平起到了巨大的提升作用。

 
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