大西北在化学合成上,制造出了满足阿基米德浮力定律的高密度介质。
而在寻找合适的浮子外壳材料时,冶金部同样经历了一场排雷过程。
普通的铝合金密度低,但热膨胀系数太大;钢材热膨胀系数小,但加上内部的黄铜转子,平均密度会远远超过氟油的上限。
最终,材料学家锁定了一种在当时极其冷门且具有剧毒的稀有金属——铍。
铍的比重只有铝的三分之二,但它的刚度是钢的四倍,而且热膨胀系数极小。
大西北在真空自耗电弧炉中,将高纯度的金属铍与极微量的铜进行合金化熔炼,制造出了极其昂贵且轻质高强的铍铜合金。
最残酷的考验,落在了机械加工车间的钳工和车工身上。
西京精密仪器一厂。
超净恒温车间。
为了防止金属在加工过程中因为吸收室温变化而产生哪怕一微米的热胀冷缩变形,整个车间的温度被空调系统死死地锁定在二十点零零摄氏度。
操作工人必须穿戴全封闭的隔热工作服,防止人体散发的热量影响机床的精度。
由于铍金属的粉尘如果被吸入肺部,会引起致命且无法治愈的肉芽肿。
加工铍合金浮子必须在全封闭的有机玻璃防毒手套箱内进行。
八级车工王师傅,双手伸入手套箱内,操作着一台经过特制减震处理的超精密数控车床。
他正在车削那个铍铜合金的浮子外壳。
刀具不再是普通的高速钢或硬质合金,而是由天然金刚石打磨而成的单晶刀片。
切削深度被设定为令人发指的零点零零二毫米。
在金刚石刀刃的缓慢走刀下,铍合金表面被刮下一层肉眼几乎无法分辨的金属碎屑。
大量的专用切削液持续冲刷,防止金属粉尘飞扬。
完成车削后,浮子被转移到光学干涉仪下进行尺寸检验。
大西北在光学仪器上的造诣被发挥到了极致。
利用单色光源的干涉条纹,技术员在屏幕上观察着浮子表面的微观轮廓。
“直径偏差,一点五微米。
圆柱度误差,一微米。
表面粗糙度未达标。”检验员报出数据。
这就意味着必须进入手工研磨阶段。
王师傅拿着蘸有比亚微米级还要细的金刚石研磨膏的抛光布,在浮子表面进行极其缓慢的摩擦。
每一次打磨后都要重新进行光学干涉测量。
一个直径不到十厘米的金属圆筒,耗费了三名高级技工整整两周的时间,才达到了图纸上那近乎变态的几何精度。
机械加工的最后一关,是转子的动平衡。
在每分钟两万四千转的极高转速下,哪怕是转子上沾了一粒灰尘的重量偏差,都会产生几公斤的离心震动,干扰导航精度。
在动平衡实验室里。
装配好的转子被悬挂在具有极高灵敏度的压电陶瓷传感器支架上。
启动电机。
转子高速旋转。
压电传感器敏锐地捕捉到了哪怕千万分之一毫米的偏心震动,并将其转化为电信号,显示在示波器的屏幕上。
“相位零度,存在零点五毫克的不平衡量。”操作员看着波峰。
技术员没有使用钻头或锉刀去去除多余的重量。
那种机械手段的误差太大。
他启动了一台大功率固体红外激光器。
激光束瞬间聚焦在转子表面那个特定的点上。
“呲——”
极其微小的一丝金属在激光的高温下被气化剥离。
再次测试,波峰归零。
转子的重心被绝对精确地锁定在了几何中心轴上。
一九四七年七月。
在历经了化学、冶金和极限制造的疯狂压榨后。
三套耗资甚至超过了一架重型轰炸机的液浮陀螺仪,在恒温无尘室内完成了最后的组装。
装满黄铜转子和电子元件的铍铜浮子,被小心翼翼地放入外层壳体中。
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