钙钛矿太阳能电池测试系统（为柔性太阳电池翼打）

2022年7月24日，长征五号B遥三运载火箭在海南文昌航天发射场成功发射，将问天实验舱送入浩瀚宇宙，并同天和核心舱组合体对接。作为我国第一个实验舱，问天实验舱位于天和核心舱一侧，巧妙的为柔性太阳电池翼搭建了一个专属“桁架”，有效化解太阳翼被遮挡的“难题”。

中国航天科技集团八院149厂问天实验舱总装主任工艺师杨文涛介绍，“要让空间站能够正常运作，不仅需要拉开太阳翼与空间站的距离，还要让实验舱上的柔性太阳电池翼时时刻刻‘盯’着太阳，这样才能满足空间站后续各项运作和试验的供电需求。”

1毫米的厚度：做一张能发电的“纸”

厚度不足1毫米、展开长度超过20多米的问天实验舱柔性太阳电池翼犹如一张普通的“薄纸”，不仅继承了天和核心舱柔性太阳电池翼的优点，更是“青出于蓝而胜于蓝。”

面对如此庞大的柔性太阳电池翼的焊接和总装，严密的设计论证、精细的工艺技术、精湛的手艺都不可或缺。149厂的两位“85后”张富晶、雷霆分别带领团队实现了装配技术和微电阻点焊的突破。

如果柔性太阳电池翼上3000多个焊点按照原有的钎焊工艺来焊接，那么它的表面就会形成一个个凸起的“小山峰”，这样就会影响柔性太阳电池翼收拢后的总厚度，并为产品质量埋下潜在风险。为此，149厂技术攻关团队选用微电阻点焊工艺来保证焊点的精准控制。中央企业技能能手、高级技师雷霆参与了研制历程，他回忆道，这就好比用毛笔在一张宣纸上作画，要做到“下笔有力，收笔顺畅，浑然天成”。经过了上万次的试验后，团队成功研制了具有自主知识产权的三轴定位设备，优化了蜂窝板开窗、互联焊接机构及焊点缝补工艺技术，从而实现了单列双点冗余设计，填补了电阻焊接的空白，让仅有70微米的电缆“老老实实”的“贴合”在太阳翼上。

为了能够让柔性太阳电池翼在总装厂房里模拟“零重力”展开状态，技师张富晶同设计、工艺团队花了一年时间研制了柔性太阳电池翼展开试验平台。他提出的四个维度横向展开吊挂机构满足了产品的总装精度、立体结构稳定性和各项试验参数的要求，让每一张“纸”在相互协调下都能够按顺序依次展开。随着柔性太阳电池翼的解锁，它就如“一幅画一般，在空中慢慢展开”。此时，现场的每一位航天人就好比身处太空，感受着“零重力”带来的神奇景象。

二次解锁：柔性太阳电池翼实现“分级展开”

作为青年一代航天总装的佼佼者，曾参与神舟、天舟、核心舱、嫦娥、玉兔等型号总装和试验任务的149厂对接机构总装组副组长“85后”技师夏巧伟接到了柔性太阳电池翼伸展机构的研制、总装任务。

此次伸展机构首次运用了“二次解锁装置”，在问天实验舱入轨之初，柔性太阳电池翼通过伸展机构的第一次解锁实现部分开展，就可以满足自身的供电需求。在完成变轨、对接等动作后，伸展机构启动二次解锁装置，展开全部的柔性太阳电池翼，使其达到最大的发电功率。

伸展机构的拉杆就好比一根根连接的“竹子”，依靠每一个铰链杆组成的“竹节”相互支撑着，传递每一个指令。在总装过程中，夏巧伟不仅要做到单个铰链杆和拉杆符合设计技术要求，还要确保200多组铰链杆、400多根拉杆的装配一致性，做到运动部件逐一传递。

另一方面，在柔性太阳电池翼的外侧一圈“弱刚性”的钢丝也是“二次解锁”的关键之一。之所以称为“弱刚性”，是因为它在展开的过程中不仅需要有足够的“韧劲”，还要拉紧每一个铰链杆和拉杆，因此张力会随着展开的变化而变化。

回想起对接机构研制时，夏巧伟深知12把对接锁钢丝的上万牛张力对于对接机构精准对接的影响。针对仅有15牛左右张力的柔性太阳电池翼钢丝，更容不得他半点怠慢。

为此，团队充分考虑产品重力、运动摩擦力等因素，从根源上分析总装风险，经过上百次的试装和调整，夏巧伟把装配技能练就得“炉火纯青”，能精准控制钢丝的运动张力，做到了“知其然知其所以然”，从而确保产品装配的一次成功，使其能够做到“四两拨千斤”。

长寿命、精装配：三代航天人打造“终极装备”

空间站对日定向装置是问天实验舱顶端与柔性太阳电池翼连接的回转体构型产品，是空间站最重要的供电机构之一，是逐“光”而行的“终极装备”。为满足后续产品总装、测试试验以及试验任务的“三地”同步生产需求，149厂组建了“2 X”的总装团队，“75后”特技技师顾京海、“90年”技师吴骏以及“94年”梁思东“三代航天人”成为了其核心梯队。随着任务需求的增长，“98年”彭龙也成为了其中一员。

要让对日定向装置能够时刻“追”着太阳“奔跑”，它就要经得起高温和低温的反复考验。为了模拟对日机构定向装置在空间环境中最恶劣的温差情况，顾京海三人按照热控安全性要求，一人在装配装置内划分冷热区的导热管，一人粘贴模拟产品和桁架上的热电偶和加热片，一人粘贴用于隔热层的镀铝膜胶带。他们各司其职、通力合作，完成了产品装配。当试验启动后，一个个导热管在加热片的作用下形成了“毛细效应”，实现了温差对流，保证了产品的“体温”平衡，为后续试验任务提供了完整可靠的试验数据。

另一方面，对日定向装置的传动部件有着双重性格，既“精贵”又“自由”。作为装置内运动部件之一的补油机构，彭龙严格按照“超高精度”的要求进行装配，让每个间隙均控制在设计要求范围以内。然而，当三个补油管同时运行时，时常会出现“卡滞”现象，为此，他请教了顾京海，顾京海将嫦娥五号对接机构与样品转移分系统研制过程中，涉及的因六个自由度的限位限制而产生的过度约束的经验分享给了他。于是，彭龙提出了让传动更“自由”的装配技术，在满足设计要求的情况下，适当调整装配间隙，从而实现“动得畅快”“传得自由”的运动效果，为长寿命提供了“生命”保障。

作者：陆俊 范文超 史博臻

编辑：周渊