本文轉自：北京日報

北京日報客戶端 | 記者 孫穎 通訊員 王東坡

用4秒鐘彈射到40米高空再落回到地面上是一種什麼體驗？

近日，中建二局安裝公司一項被喻爲航天領域“跳樓機”的高科技實驗裝置項目竣工驗收，正式進入核心試驗裝置安裝階段。“跳樓機”名爲4秒電磁彈射微重力實驗裝置項目，坐落於海淀區中國科學院北京新技術基地內，是國家大科學裝置，爲亞洲首例、世界第二例工程。

該裝置採用一種類似於炮彈造型的直線電機驅動實驗艙體，通過電機全程控制加速度過程，以“2秒彈射到40米高空再2秒回落”的方式來產生微重力和超重環境，最終實現模擬微重力、月球重力、火星重力等運動模式，爲航天大規模空間科學項目提供地基短時微重力實驗服務。

如此神奇的裝置，藏身在一座40米高、佔地136平方米的“高塔”裏，總用鋼量不足千噸。“136平方米約等於一個三室兩廳，幹了十幾年工程，沒見過這麼小的。”項目經理李長龍介紹，平地豎起一座高塔，看似容易，實際上“麻雀雖小，五臟俱全”。爲實現微重力環境，發射裝置被包裹在兩層六邊形鋼結構中，內塔鋼結構用於連接電機設備，外塔鋼結構則是用來控制整體軌道裝置的穩定性。

與高精尖的國家大科學裝置相對應的是2毫米的精度要求，施工難度集中在了鋼結構安裝環節。一開始，擁有豐富的鋼結構項目施工經驗的李長龍面對如此之“小”的項目也犯了難。“施工技術與質量標準要求極高，‘零焊接’‘全螺栓’方式，讓常規施工方法和工藝難以保證。爲了保證整個鋼結構體系的分毫不差，所有的現場安裝全部採用螺栓與法蘭盤栓接形式，僅拇指粗細的高強螺栓就用了1.6萬餘個。”李長龍介紹，4秒落塔項目鋼結構安裝過程中，一千多根構件組合成的空間幾何體及近千塊連接板的平面度、平行度、垂直度、正對距離誤差不能超過2毫米，2毫米相當於一枚一元硬幣的厚度。

爲將安裝誤差控制在2毫米內，項目團隊構建了4秒落塔可視化三維模型，對鋼結構安裝全過程模擬，實現可視化施工，避免與其他專業的衝突與碰撞，有效解決了鋼結構安裝精度及變形控制這一難點問題。

“栓接相比焊接有可調整的空間，人工作業很難保證一次成型，過程中需要不斷地調整鋼結構位置，才能確保萬無一失。”李長龍說，考慮到安裝時的緊密性，他們特別製作了0.5毫米和1毫米兩種墊片，並在鋼結構兩端各留出2毫米的空間，確保鋼結構之間能夠以最小的空隙塞到一起，再用螺栓和墊片對縫隙進行填充。

記者瞭解到，如此高精尖的裝置，在安裝過程中還採用了最傳統的“線墜兒”技術糾偏。整個鋼結構安裝完成後，在頂部拉出8根0.5毫米的鋼絲繩，尾部綁上鉛墜，確保自上而下自然垂落，根據結構與鋼絲繩的位置進行最後的修正，最終成功地把安裝精度控制在2毫米以內。

這是繼“中國天眼”之後，中建二局安裝公司再次助力國家大科學裝置成功實現預期目標，該項目的建設經驗也將爲後續國內千米落井裝置的關鍵技術驗證項目提供重要技術支持和施工保障。下一階段，項目團隊將繼續與各方密切配合，努力把4秒落塔項目打造成爲“中國第一、世界領先”的微重力實驗設施，助力國家探索浩瀚宇宙實現新突破。