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西安力量 助嫦娥四号顺利落月

2019-01-04 09:32:21 来源:西安新闻网 编辑热线:029-88214618
西安力量 助嫦娥四号顺利落月

    西安力量

  西安制造变推力发动机

  助嫦娥四号顺利落月

  西安玩报讯(记者关颖)1月3日10时26分,嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面。落月过程中,位于西安的航天科技集团六院研制生产的1台7500N变推力发动机和近30台小推力姿控发动机表现完美。

  造访月球背面的嫦娥四号,不仅要克服通信障碍,还要应对月球后方崎岖的地形,实现更精确的控制。嫦娥四号着陆器推进分系统与嫦娥三号发动机配置相同,包括1台7500N变推力发动机和近30台小推力的姿控发动机组成。这是一个俯仰有度、动静自如、推力精准的推进系统,每一台发动机既要各负其责,又要密切配合。

  7500N变推力发动机可实现推力从1500N到7500N大范围连续变化,具有性能高、适应性强、燃烧稳定、结构简单、成本低廉等特点,是嫦娥探测器近月制动、动力下降的主要动力,可按照飞行器的控制指令准确快速无极改变推力,实现探测器的中途修正、近月制动及月面软着陆。

  与嫦娥三号相比,嫦娥四号7500N变推力发动机在高性能和长寿命上实现了多项突破。用研制人员的话说,就是变得更加“漂亮”和“聪明”。“漂亮”是说从外观上此时的发动机的涂层更美观,使用寿命更长;“聪明”是说衡量发动机的性能指标——比冲,单位质量内推进剂的量所产生的冲量,由原来的308秒提高到了310秒。

  为提高发动机性能,研发人员对喷注器结构形式、结构尺寸、喷注参数、喷注器与身部的配合方案等进行了深入研究和试验,将精度由原来的0.01毫米调整到现在的0.005毫米,零件配合精度达到最佳状态。通过改进喷注器的撞击形式和撞击参数,改善了推进剂掺混完善程度,显著提高喷雾均匀性,提高燃烧效率,突破了栓式喷注器高效燃烧技术。

  为了确保在多种飞行需求下万无一失,六院在试验台上把变推力发动机工作时间延长到比实际飞行多两倍,甚至几倍的时间,空间环境预想更为严峻苛刻,每个零部组件的耐温、耐压、耐磨等性能受到严格的考验,获得准确的数据。

  航天科技集团六院进行多方面组织论证,经过大量优化计算和仿真分析,在发动机本身的辐射散热基础上进行分析,细化涂层工艺技术提高涂层工作寿命,发动机的涂层性能指标较之前提高3倍以上,性能与可靠性得到大幅提升。

    西安硬科技“神器”

  助力探测器平稳着陆

  西安晚报讯(记者关颖)1月3日,被称为“四姑娘”的嫦娥四号探测器实现人类探测器首次在月球背面软着陆。位于西安的航天科技集团五院西安分院为 “四姑娘”平稳落月提供了多种“神器”。

  月球背面的地形与月球正面有很大不同,据之前的太空探测器发回的月球背面照片显示,月背有很多高山和低洼处,起伏不定。“四姑娘”自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地,这与“三姑娘”落在月球正面相对平坦的地形环境是十分不同的,也为“四姑娘”的落月增加了极大的困难。

  此次“四姑娘”平稳落月,西安分院为其提供的测距测速敏感器(也称落月雷达)、数传设备及为嫦娥四号中继星“鹊桥”研制的中继通信分系统等设备都是“四姑娘”落月的必备神器。

  在绕月飞行阶段,地面会向嫦娥四号探测器注入落月相关的信息和参数,提前告诉“四姑娘”怎么落月、什么时候落月、落到什么地方。落月过程中,“四姑娘”在月球背面工作,地面科研人员只能通过“鹊桥”与“四姑娘”进行交流。西安分院为“鹊桥”研制的中继通信分系统可以实现地面与“四姑娘”的对话。

  即使这样,通过嫦娥四号中继星这座高空数据中转站传递信息,难免会产生时间差,带来信号传递的延缓。整个落月过程时间短、速度快,“四姑娘”就需要在测距测速敏感器的帮助下导航落月。西安分院为嫦娥四号研制的测距测速敏感器通过把握速度和距离的信息,可以使“四姑娘”轻盈落月。

  测距测速敏感器类似于我们日常生活中汽车的行车雷达和倒车雷达,将极大方便“四姑娘”控制身姿顺利“泊车”。为了研制出这个升级、优化版的测距测速敏感器,西安分院的设计师们开展了艰苦卓绝的攻关。其中吊车试验和校飞试验就做了多次,用来模拟验证测试测距测速敏感器的性能指标满足需求。

  在嫦娥四号探测器之前,西安分院投入了大量科研力量,为已经发射成功和开展试验验证的嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥五号飞行试验器以及嫦娥四号中继卫星“鹊桥”提供了大量关键系统产品。

  据西安分院院长李军介绍,在探月工程任务中,西安分院承担了关键的系统产品,为实现探月工程前两步的实现发挥了关键的作用,研制的数传系统设备,先后传回了我国第一幅月面图像、第一幅虹湾月面图像、第一幅着陆月球、玉兔月面行走和嫦娥三号与玉兔“两器互拍”图片,人类第一幅距地7500万公里处图塔蒂斯小行星的图片;研制的X频段测控应答机成功验证了我国深空测控体制,测控全向天线和信标天线为掌握嫦娥系列卫星与地面的通信及定位、定轨工作发挥了重要作用;研制的测距测速敏感器为嫦娥三号实现落月悬停和月面软着陆做出重大贡献。

  在嫦娥四号任务中,西安分院为去年5月发射的嫦娥四号中继卫星研制了测控分系统、天线分系统、中继通信分系统,使得“鹊桥”可与地球保持全天候的通信,“照亮”了嫦娥四号驾临月球背面之路。
 

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