项目进入第十个月的时候,工程化难题开始集中爆发。不是“一个问题”,是“一堆问题”。电源、电极、控制、测试——每个分系统都有自己的难题,有些难题还互相牵扯。解决一个,冒出来两个。赵工程师私下跟人说“这项目太难了”,孙工程师说“以前没做过这么复杂的”,周研究员没说话,但他的黑眼圈说明了一切。林小镜没说话,她在干活。
电源分系统的难题是效率。指标要求90%,赵工程师做到了90.2%,刚过线。但林小镜不满意。90.2%意味着有9.8%的能量变成了热。100千瓦的9.8%是9.8千瓦,相当于一个中型取暖器的发热量。这些热必须散掉,否则电源会烧。散热系统又重又大,不适合装在卫星上。她需要把效率提得更高——95%以上。不是“想”,是“必须”。她花了三天,重新计算了电源的拓扑结构,找到了一种新的电路。比现有的效率高5个百分点。她把方案给赵工程师,赵工程师看了,说“这种拓扑我没做过”。林小镜说“现在做”。赵工程师带着团队做了两周,失败了。效率只有92%,离95%还差三个点。林小镜看了波形,发现是开关管的驱动时序不对。她改了一个参数,时序调了20纳秒,效率升到94%。还是不够。她又改了两个参数,调了电感和电容的值,效率升到95.1%。赵工程师看着数据,说“你真的是学航天的吗”。林小镜说“干活”。
电极分系统的难题是寿命。指标要求小时,孙工程师做到了小时,已经超标了。但林小镜的模型预测可以到小时。实际只有,差了一半。她需要找到原因。她把电极拆下来,用扫描电镜看了截面。涂层和基体之间有一层很薄的氧化物,厚度约0.5微米。氧化物是绝缘体,会阻碍电子发射,导致电极效率下降。她用能谱分析了成分,是钨的氧化物。钨在高温下会氧化,即使是在真空中——因为真空不是绝对真空,总有一些残余的氧分子。她需要防止氧化。方案是加一层抗氧化涂层。她在梯度涂层的最外面加了一层氧化钇——厚度0.1微米。氧化钇是稳定的氧化物,不会再氧化。再做寿命测试,等效小时。比还多一万。孙工程师问她“你怎么想到加氧化钇”。林小镜说“氧化钇是热障涂层材料,耐高温,抗氧化”,顿了顿,“材料科学的基本知识”。孙工程师没说话。
控制分系统的难题是抗干扰。推进器工作时会产生强烈的电磁干扰,传感器信号被淹没在噪声里。周研究员试了各种滤波器,效果都不好。林小镜看了他的电路设计,发现信号线太长,形成了
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