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【嫦娥五號】西安微電機研究所五種電機及驅動器 助力嫦娥五號圓滿完成月表采樣任務

2021-01-15 05:29孫忠偉,吳琎
微電機 2020年12期
關鍵詞:嫦娥探測器月球

北京時間12月17日1時59分,嫦娥五號成功著陸至內蒙古四子王旗預定區域,凱旋而歸!

探月工程嫦娥五號返回器在歷經約22天21.5小時,往返地月共計約76萬公里,在闖過地月轉移、環月飛行、自動采樣、交會對接、再入返回等多個難關,成功攜帶月球樣品返回地球,標志著我國首次地外天體采樣返回任務圓滿完成,將為深化人類對月球成因和科學認知作出貢獻。

西安微電機研究所為嫦娥五號探測器共配套五種電機(含驅動器),分別是為中國空間技術研究院總體部配套研制的四種雙通道旋變發送機(以下簡稱“四種旋變”)以及熱控系統儀器區的機械泵,以上電機應用于月表采樣任務,圓滿完成其使命!

嫦娥五號探測器的主要目的就是利用其自身攜帶的機械臂收集月球表面的巖石和灰塵樣本并帶回地球,我所研制的四種旋變應用于月球表面采樣機械臂系統的四個重要關節,用以實現月球表面采樣機械臂末端位置的準確定位,是機械臂系統的核心配套部件。

西安微電機研究所自2013年受中國空間技術研究院總體部委托,研制該項目,亟需解決以下技術關鍵:①月球嚴酷的高、低溫環境,月球的最高溫度可達160℃,最低溫度可達-180℃,嚴酷的環境對產品的材料選擇、結構設計以及工藝設計提出了巨大的挑戰;②月球表面有大量的月塵,這些粉塵顆粒最大的直徑不到1毫米,小的僅為幾個微米,而且月球的重力只有地球的1/6,因此在取樣過程中,如果月塵進入探測器內部,就可能產生故障,因此防月塵設計顯得尤為重要;③在確??煽啃缘那疤嵯?,進行減重設計。

上述要求沒有任何借鑒,只能從零開始。在所內和部門領導的大力支持下,組建了由設計、工藝、制造、實驗、市場以及科研等部門共同組成的攻關項目組。由全國勞模、著名信號電機專家樊君莉研究員領軍,優秀共產黨員、陜西省五一巾幗標兵沈桂霞研究員具體指導下,部門集中了以劉杰、孫忠偉、梁成英、路樂意等為代表的青年技術骨干組成技術支撐團隊,團隊平均年齡不超過30周歲,大家加班加點,不辭辛苦,與實驗室、制造部等部門通力合作,僅用一年多的時間,完成了大量的電磁、力學和熱學仿真計算以及多輪的試驗驗證。

在此期間,由于驗證工作急,樊君莉同志克服困難,全程現場跟隨試驗過程以及分析試驗結果。通過電性件以及結構件兩個階段的研制,成功解決了耐高低溫材料的選擇、防月塵設計、電磁方案設計、減重設計等四大方面的問題,為后續成功通過鑒定試驗以及正樣產品研制奠定了堅實的基礎!本次四種旋變任務的圓滿完成,為后續嫦娥任務的配套產品做了充足的驗證,也為后續配套產品的研發奠定了堅實的基礎!

西安微電機研究所研制的機械泵電機及控制器配套于嫦娥五號探測器熱控系統儀器區的機械泵,機械泵是其流體回路的關鍵泵閥組件之一,安裝于著陸器側板上。其中電機的主要功能是為泵提供持續可靠的動力,以保證儀器區的工作環境溫度,控制器的主要功能是控制電機的穩定轉動。項目團隊借鑒了我所研制的飛船用循環泵內冷電機的成功經驗,在其基礎上進一步突破了多項關鍵技術。電機具有超低漏率、長壽命、小型化、極端耐溫等特點,控制器具有體積小、重量輕、可靠性高、耐環境適應性強等特點,同時填補了我國航天泵用小型化控制器的空白。在該套產品研制成功的基礎上,我所近幾年又研發了多款系列化航天泵用電機及控制器,廣泛用于空間站、航天器、衛星等航天裝備。

歷經多個寒暑,西微所人不辱使命,埋頭苦干,默默奉獻,為月球表面自動采樣任務保駕護航,為我國探月工程任務的順利實施貢獻了一份力量!

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