向高科技进发：格兰仕航天微波炉十年研发路( 二 ) 作者：李静音人类为什么要探

第一个难点是失重状态下微波炉如何工作。失重对微波没有影响，但是食物会在烹饪箱里漂浮。
太空食品分成多个真空包装。不就是固定食物嘛！看着简单，就这么一个细节，一位工程师投入了一年多时间和精力才找到解决方案。而这里的难点是，微波炉工作过程中不能有金属，否则会着火，食材分固体和液体，包装规格也有差异，但微波炉必须满足所有食材的烹饪要求。反复试验之后，从最初夹子的设计改成了魔术扣，两边一搭撕开就行了，且适应各种尺寸。
最后的方案是，在微波炉箱体中加入一个餐盒，加热时将包装食材放入到餐盒中，以此达到固定的作用。整机可在7分钟内快速烹饪不同分量的食品，且食品的温度达到85℃左右。
为了达成全食材烹调的目标，研发团队在设计时充分考虑到波导盒导波的合理性、搅拌器组件传输微波的合理性和搅拌器均匀打散微波的合理性，通过不同方案对烹饪食物的均匀性进行对比，使产品加热速度快并且烹调均匀。
第二个攻克的难点是微波的干扰。民用微波安全的国际标准是每平方厘米不超过5毫瓦，格兰仕的内控标准是每平方厘米不超过0.7毫瓦，但空间站要求是接近于零，原因是微波的频段与空间站Wi-Fi的频段恰巧一致。李工说：“这个频段是避不开的。”从0.7毫瓦到几近0毫瓦，这个挑战就像珠峰登顶前的最后百米冲刺。
微波密封性能是指磁控管产生的微波不能通过传送路（例如波导管）和腔体库泄漏至机体外。扼流槽是在炉门内设置的一条异型槽结构，发挥着引导微波反转相位的作用。在扼流槽入口处，微波会被逆向的反射波抵消，炉门口处呈很高的阻抗，炉腔内的微波被阻挡，不能从门缝处逸出。由于航天微波炉的结构是全新设计，扼流槽的设计也要从理论上的可行性开始，一步一步地验证。
第三个难点是解决在太空飘浮的环境中航天员整机维修且快速装卸的问题。李工说：“在失重的环境下，每个螺钉都要固定住，否则飘到哪儿都说不准。”
格兰仕将所有要维修的零部件设计成ORU组件，以模块组件ORU方式进行维修，所有要维修装拆的ORU都用松不脱螺钉固定，以防止在装拆的过程中零件在失重的状态下飘浮。
即便上述难点都解决了，在火箭发射的过程中，航天微波炉还要经过高频振动的考验。在测试阶段，微波炉要在2000Hz的振动实验台上“活”下来，高于民用频率的六倍。李工说：“市场上销售的任何一台微波炉在2000Hz的高频下振动一个来回，所有焊接的地方该裂的裂，该脱节的脱节。”
为了加强强度，格兰仕全部材料采用航空铝合金，尽量少用焊接，一体成型。最早的原型机有20多千克重，研发人员要把每一个受力点仔细计算一遍，对每一块铝合金板材进行“瘦身” ，从内部挖空打薄。
为减轻发射升空过程中的振动冲击，研发人员还为微波炉设计了一件软包“外套” 。软包的设计不能过厚，也要经过振动测试，否则会在发射的过程中引起共振。
还有一些设计要充分考虑太空运输和使用的场景。为了便于在失重环境下取出产品，软包上下都安装了拉链，正面与底部装有尼龙搭扣，取产品时尼龙搭扣粘在维修台上，软包外还设计有拉手，方便装卸和运输。
航天微波炉前后共申请了10项专利，用于固定的专利有磁控管的固定结构，微波炉食物盒及其固定结构，微波炉的微波搅拌器连接结构等。泡沫铜则是一种用于微波炉的防微波打火和泄漏的结构以及微波炉的门体结构。