離子推力器停機冷卻後,柵極電流恢復正常,表面也找不到明顯燒蝕點。
再點火,前八十秒一切平穩;到第九十秒附近,電流開始快速上升。保護系統及時關斷,故障時間幾乎重複。
第三次不再完整點火,而是在八十秒開始降低功率。柵極電流隨溫度下降,異常沒有出現;功率恢復後,溫差再次接近四十七攝氏度,電流立刻抬頭。觸發條件與熱狀態緊密相關。
“像定時發作。”林浩說。
推進工程師調出柵極溫度。第九十秒時,屏柵與加速柵溫差達到四十七攝氏度。兩層柵片材料相同,受離子轟擊位置不同,熱變形方向也不同。冷態孔位同心,熱起來以後可能錯開。
周野讓光學測量從推力器正前方監視孔陣列。普通相機看不出微小位移,雷射衍射圖卻在八十秒後開始偏斜,說明兩層數千個小孔的平均同軸度正在變化。
衍射測量使用低功率旁路光,不影響離子束。團隊先在冷態轉動柵極已知微角度進行標定,確保圖樣變化能換算成真實孔位偏差,而不是隻憑影像“看起來歪了”。
關機後,柵片冷卻,衍射圖又慢慢回正。沒有永久燒穿,不等於沒有熱態危險。
有限元模型預測熱變形只有實測的一半。結構組檢查邊界條件,發現模型假設柵片外圈均勻夾緊,實際十二個固定點的接觸壓力並不一致。
將實測壓力輸入模型後,預測曲線與衍射結果接近。模型本身沒有算錯,是邊界條件把十二個不一樣的固定點想成了一樣。校準邊界比繼續細化網格更重要。
螺栓力矩全部合格,其中兩處墊片卻留下偏心印跡。柵片很薄,固定點壓力稍有不同,熱膨脹便不能均勻向外釋放,中間區域形成淺淺的碟形。
壓力膜測量時採用與正式裝配相同的分級順序,否則薄柵片在拆裝中會改變狀態。兩處高壓點與衍射偏移方向一致,固定邊界終於從模型假設變成實測資料。
梁師傅用一張薄鐵片演示,四周均勻按住時加熱只會平著漲;一邊按得死、一邊能滑,中心就會鼓起來。
先將十二點預緊調勻,熱態錯位下降百分之五十,柵極電流仍在一百二十秒後緩慢上升。邊界不均是主要問題,卻不是全部。
這一結果也說明不能在找到第一處原因後停止。若只做短時複測,故障會從九十秒推遲到一百二十秒,看起來像透過,真正長時任務仍會失敗。
電子顯微鏡掃描孔邊,在第七碼區域找到一處不足十微米的毛刺。冷態時它藏在孔壁陰影裡,柵片熱變形後,兩層孔錯位,離子束恰好打到毛刺尖端,引發區域性二次電子發射。
毛刺來自最後一道雷射打孔的熔渣回凝。出廠檢驗抽查孔徑與圓度,沒有覆蓋數千個孔的三維邊緣。
質量組回查同批柵片,抽檢孔恰好都位於雷射狀態穩定的中段。五處毛刺集中在重新起弧後的短區間,說明抽樣方法還漏掉了工藝切換位置。
“磨掉就行?”陳大川問。
人工打磨會改變孔形,還可能留下顆粒。化學去毛刺能處理整片,卻會讓正常孔徑一起擴大。周野要求先建立只識別尖銳邊緣、不誤傷圓滑孔壁的掃描方法。
光學組用不同角度斜照,毛刺尖端會產生高亮反射;演算法將高度、曲率和位置結合,十二分鐘掃完整片,找出另外四處較小可疑點。
五處可疑點都由人工顯微複核並編號。演算法還報告十七處材料晶粒亮斑,因沒有尖銳高度被排除。檢測靈敏度提高以後,如何不把正常紋理全判成缺陷同樣關鍵。
推進工程師重新審視柵片材料。現有鉬合金強度夠,熱導路徑卻受固定點限制。即便清掉毛刺和調勻預緊,長時間點火後仍可能出現熱碟形。
舊柵片在模擬長時溫度場中計算出的中心撓度會繼續增長百分之三十。修毛刺只能推遲放電,無法消除熱態孔錯位,重做邊界和孔區才有意義。
周野提出把外圈固定改為可控徑向滑移,讓柵片熱脹時保持中心平面;孔區則需要重新制造,消除回凝毛刺。庫房裡恰有一套報廢真空電子管用鉬網,材料純度與高溫穩定性更高,只因網孔規格不符無法使用。
系統介面給出重構提示。
【檢測到可重構高純鉬網】
【可生成低毛刺複合柵極與徑向柔性固定環】
】:點構重耗消計預【
】:點構重前當【
。鐘分九到遲推秒十九從障故把只能不極柵新,時小千數作工續連求要務任正真。頭開是只秒十九火點








