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“嫦五”探月,南航携超声电机等技术助力

2020-11-25 10:00:46   来源:科技日报

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11月24日4时30分,我国在文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。南京航空航天大学的超声电机等技术团队助力“嫦五”飞天。

“发射的场景很壮观,我们团队在现场见证了嫦娥五号成功飞天,大家都很激动。”11月24日中午,记者拨通中国科学院院士、南京航空航天大学教授赵淳生电话时,他还沉浸在发射成功的喜悦中。

此前,赵淳生院士团队的超声电机已成功应用在嫦娥四号和嫦娥三号巡视器上,主要负责红外成像光谱仪内定标板的驱动与控制,功能类似光谱仪“舱门的开关”。

与传统电机相比,超声电机具有响应快、精度高、噪声小、无电磁干扰等优点。

嫦娥五号的工作环境对超声电机的精度和环境都有了更严苛的要求。

此次应用在嫦娥五号探测器上的超声电机,主要用于驱动光谱仪上的二维指向机构,“这个机构会驱动镜片转动,将月壤上不同位置的光线反射进光谱仪,协助探测器上的仪器分析月球表面的物质。”南航航空学院教授李华峰告诉科技日报记者,他们设计的超声电机定位的角度精度可达0.1度。

从2015年起,研究团队就开始研发用在嫦娥五号探测器上的超声电机,进行了大量的自检和可靠性确认等工作。“前期嫦娥任务中超声电机的工作温度范围在-30℃至60℃,而在嫦娥五号中的使用温度区间扩大到-55℃至120℃,超声电机使用环境的变化很大,这对材料和驱动控制提出了更大的挑战。”李华峰说,超声电机需要用胶粘剂将压电陶瓷片和金属定子牢牢粘贴在一起,但前期使用的胶粘剂在高温下会变软,因此团队反复验证以提高材料性能,并改进电路结构设计,确保电机在高温下也能正常工作。

针对星表地形复杂导致的着陆缓冲性能与稳定性要求高等技术难题,南航航空学院聂宏教授牵头的空间结构机构团队承担了着陆缓冲机构柔性体建模和着陆冲击计算等任务,设计了多种月球及火星、小行星着陆缓冲机构,揭示了着陆缓冲系统组合缓冲吸能机理及系统能量传递规律。

“通俗地说,就是通过特别设计的缓冲机构,以及缓冲机构内填充的吸能材料,让着陆器在着陆过程中,有足够的缓冲能力,从而让它稳稳地‘站’在月表。”南航研究团队科研人员表示。

目前,该课题组已研制出了落震吸能原理样机、调姿行走原理样机和落震吸能地面试验台等。(记者 金 凤 通讯员 柯龙婕旻 杜选平 包玉洁)

文章关键词:嫦娥五号,超声电机 责编:杨文丽
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