四合院:开局就得知惊天秘密!

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第517章 陀螺!陀螺!!陀螺!!!

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这个冬天,真冷。

五院上下却弥华夏与毛熊关系的裂痕已经清晰可见,原本由“老大哥”专家主导、提供核心技术的几个重点项目,陷入了前所未有的停滞和混乱。

何雨柱被紧急抽调进一个代号“青山”的绝密攻关组,任务是解决远程火箭制导系统的“心脏”——高精度陀螺仪的本土化生产和性能稳定问题。

原先依赖毛熊的图纸和核心元件供应已经断供,而我们自己试生产的陀螺仪,精度差、漂移大,根本达不到实战要求。

会议室里烟雾缭绕,气氛压抑。负责惯性制导系统的总工庄思明,一位戴着厚厚眼镜、不苟言笑的老专家,用力敲着桌上的测试报告,声音嘶哑:

“问题就出在陀螺仪的转子平衡和轴承摩擦上!

我们的加工精度不够,动平衡差之毫厘,高速旋转起来震动就大了几个数量级!轴承的材料和润滑也不行,摩擦力矩不稳定,导致陀螺轴指向漂移!

没有稳定的陀螺,我们的火箭就是瞎子!打出去都不知道会飞到哪里!”

一位负责精密加工的八级老师傅涨红了脸:“庄总工!我们已经是用了最好的设备,老师傅们戴着放大镜,用手摸着感觉来磨,公差已经控制到我们能做到的极限了!

再想提高,除非有毛熊人那种级别的数控机床!”

“那就想办法!没有条件,创造条件也要上!”庄思明几乎是吼出来的,“难道离了毛熊人,我们就搞不出自己的‘眼睛’了吗?!”

何雨柱一直没有说话,他仔细看着那份令人沮丧的测试数据,又拿起一个报废的陀螺仪核心部件,在手里反复掂量、观察。

这是一个极其精密的玩意儿,核心是一个需要每分钟数万转高速旋转的金属转子,要求其重心必须与旋转轴心完美重合,任何微小的不平衡都会在高速下被放大,产生破坏性的振动和误差。

“也许,”何雨柱缓缓开口,打破了僵局,“我们陷入了一个思维定式。”

所有人都看向他。

“我们一直在追求极致的机械加工精度,试图用‘硬碰硬’的方式达到理论上的完美平衡。

但这就像用锉刀去修一粒米,越精细,越容易出问题,成本越高,稳定性越难保证。”

何雨柱走到黑板前,画了一个转子的示意图,“我们能不能换个思路?不求加工出来的转子天生平衡,而是想办法‘主动’去补偿它的不平衡?”

“主动补偿?”庄思明皱起眉头,“怎么补偿?在转子上动刀子?那只会越弄越糟!”

“不是在转子上动刀子,而是给它一个‘反向的力’。”

何雨柱的眼睛开始发光,“我们可以设计一套微型的电磁补偿系统。

在转子外围,布置几个微小的电磁铁。当陀螺仪工作时,实时监测其不平衡振动信号,然后通过这套电磁系统,施加一个精确可控的、与不平衡力大小相等方向相反的电磁力,动态地将其‘拉’回平衡位置!”

这个想法太超前了!会议室里一片寂静,旋即爆发出更大的质疑声。

“电磁补偿?闻所未闻!”

“何主任,你这是异想天开!高速旋转的转子上怎么布置传感器?电磁力怎么精确控制?这比提高加工精度还难!”

“而且增加了电磁系统,本身的可靠性、功耗、重量都是问题!会不会引入新的干扰?”

何雨柱面对质疑,并不气馁,他冷静地分析:

“是的,有难度。但这条路如果走通,我们可以用相对较低的加工精度,实现极高的最终平衡性能!

这等于绕开了我们目前最大的加工瓶颈!至于传感器,我们可以采用非接触式的电涡流传感器;控制算法,可以借鉴我在整理钱副院长《过程控制论》时学到的一些优化方法……”

庄思明死死盯着黑板上的示意图,镜片后的眼睛闪烁着复杂的光芒。

他是惯性制导的权威,深知何雨柱这个思路在理论上的颠覆性。这已经不是简单的改进,而是一种原理性的创新。

“有多大把握?”庄思明的声音低沉而严肃。

“理论上可行,但需要大量的实验验证。”何雨柱实话实说,“我们需要组建一个跨学科小组,包括精密机械、电子技术、自动控制……”

“好!”庄思明猛地一拍桌子,“死马当活马医!就按你这个思路搞!我给你调人,要谁给谁!需要什么资源,打报告!我亲自去协调!”

“青山”小组之下,一个更核心的“电磁平衡”专项组迅速成立。何雨柱带领着从各研究室抽调来的精兵强将,开始了艰苦的攻关。

这条路比想象中更难。微型电磁铁的设计和制作、高灵敏度电涡流传感器的研制、微弱振动信号的提取和处理、实时控制算法的实现……

每一个环节都是一座小山。实验室里的灯,几乎彻夜长明。

失败是家常便饭。不是传感器信号被噪声淹没,就是电磁力响应滞后,或者控制算法发散导致转子失稳……记录失败数据的本子,堆起来有半人高。

有人开始动摇,私下里抱怨何雨柱“瞎折腾”,把大家带进了坑里。

就连一直支持他的庄思明,看着毫无进展的报告,也忍不住叹气:“雨柱,时间不等人啊……”

何雨柱的压力巨大,嘴上起了燎泡,但他眼神里的火苗从未熄灭。他坚信方向是对的。

他泡在实验室,和年轻人一起调试电路,分析数据,修改模型。困了就在行军床上眯一会儿,饿了就啃冷馒头。

转机出现在一个深夜。何雨柱和负责控制算法的年轻技术员小陈,又一次在尝试新的滤波算法后,盯着示波器上那杂乱无章的信号发呆。

“主任,信号太弱了,信噪比根本不够……”小陈沮丧地说。

何雨柱没有回答,他突然拿起一支笔,在记录数据的草稿纸背面画了起来,不是画电路,也不是画公式,而是画了一个……抽陀螺?

“小陈,你看,”何雨柱指着自己画的歪歪扭扭的陀螺,

“我们小时候玩抽陀螺,陀螺本身也不是绝对圆的,转起来也会晃。但为什么不会倒?因为它在旋转,有一个稳定的轴。

我们的转子也一样,它的不平衡量是固定的,我们要找的,就是这个固定频率的‘晃动的信号’,就像在嘈杂的菜市场里,听出你熟悉的那个人在叫你的名字……”

这个生动的比喻让小陈愣住了。他猛地抓住那张草稿纸:

“主任!我明白了!我们可以用锁相放大技术!用转子旋转的频率作为参考信号,去锁定和提取那个同频的微小振动信号!这样就能把噪声滤掉!”

“对!就是这个思路!”何雨柱用力一拍小陈的肩膀,“快!试试看!”

新的信号处理方案立刻被实施。当清晰的、与转子转速同频的不平衡振动信号第一次稳定地出现在示波器屏幕上时,整个实验室沸腾了!

找到了“病因”,接下来的“治疗”就有了方向。

针对性的电磁补偿器被设计和制造出来,精密的控制算法经过反复调试,终于能够实时跟踪并抵消掉转子的不平衡力。

三个月后,一个搭载了第一代“电磁主动平衡系统”的陀螺仪样机,被小心翼翼地安装到了测试台上。

启动,加速……

转速表指针平稳上升。

监测振动信号的仪表,数值始终维持在极低的绿色区域!

高速运行一小时,漂移误差远远小于设计要求!

“成功了!我们成功了!”小陈和几个年轻组员激动地抱在一起,又跳又叫。

庄思明拿着最终的测试报告,手都在微微颤抖。

他走到何雨柱面前,看着这个眼圈乌黑、胡子拉碴、却目光炯炯的年轻人,郑重地向他敬了一个礼:

“何雨柱同志!我代表‘青山’小组,代表所有搞惯性制导的同志,谢谢你!你不仅解决了眼前的危机,你为我们打开了一扇新的大门!”

何雨柱疲惫地笑了,笑容里是无比的欣慰和释然。

消息传开,震惊了整个五院。谁也没想到,这个看似最“异想天开”的方案,竟然真的成功了,而且性能如此优异!

在后续的实弹测试中,装备了新型陀螺仪的火箭,飞行轨迹稳定,落点精度比预期提高了数倍!

寒风凛冽的试验场,看着远处腾起的巨大烟云和传来的准确命中消息,何雨柱裹紧了军大衣,对身边的庄思明说:“庄总,看来,有时候换个角度看问题,走一条没人走过的路,反而能更快到达目的地。”

庄思明望着天空,感慨万千:“是啊……自力更生,不是关起门来蛮干,更要敢于创新,敢于走自己的路。

雨柱,你这‘电磁平衡’的一小步,可是咱们航天事业的一大步啊!”

远处,又一枚火箭蓄势待发,直指苍穹。何雨柱知道,前路依然漫长,但有了这股敢想敢干、勇于创新的精神,再高的山,他们也一定能翻过去。

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