“嫦五”探月，南航攜超聲電機等技術助力 功能類似光譜儀“艙門的開關”

11月24日4時30分，我國在文昌航天發射場，用長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器。南京航空航天大學的超聲電機等技術團隊助力“嫦五”飛天。

“發射的場景很壯觀，我們團隊在現場見證了嫦娥五號成功飛天，大家都很激動。”11月24日中午，記者撥通中國科學院院士、南京航空航天大學教授趙淳生電話時，他還沉浸在發射成功的喜悅中。

此前，趙淳生院士團隊的超聲電機已成功應用在嫦娥四號和嫦娥三號巡視器上，主要負責紅外成像光譜儀內定標板的驅動與控制，功能類似光譜儀“艙門的開關”。

與傳統電機相比，超聲電機具有響應快、精度高、噪聲小、無電磁干擾等優點。

嫦娥五號的工作環境對超聲電機的精度和環境都有了更嚴苛的要求。

此次應用在嫦娥五號探測器上的超聲電機，主要用于驅動光譜儀上的二維指向機構，“這個機構會驅動鏡片轉動，將月壤上不同位置的光線反射進光譜儀，協助探測器上的儀器分析月球表面的物質。”南航航空學院教授李華峰告訴科技日報記者，他們設計的超聲電機定位的角度精度可達0.1度。

從2015年起，研究團隊就開始研發用在嫦娥五號探測器上的超聲電機，進行了大量的自檢和可靠性確認等工作。“前期嫦娥任務中超聲電機的工作溫度范圍在-30℃至60℃，而在嫦娥五號中的使用溫度區間擴大到-55℃至120℃，超聲電機使用環境的變化很大，這對材料和驅動控制提出了更大的挑戰。”李華峰說，超聲電機需要用膠粘劑將壓電陶瓷片和金屬定子牢牢粘貼在一起，但前期使用的膠粘劑在高溫下會變軟，因此團隊反復驗證以提高材料性能，并改進電路結構設計，確保電機在高溫下也能正常工作。

針對星表地形復雜導致的著陸緩沖性能與穩定性要求高等技術難題，南航航空學院聶宏教授牽頭的空間結構機構團隊承擔了著陸緩沖機構柔性體建模和著陸沖擊計算等任務，設計了多種月球及火星、小行星著陸緩沖機構，揭示了著陸緩沖系統組合緩沖吸能機理及系統能量傳遞規律。

“通俗地說，就是通過特別設計的緩沖機構，以及緩沖機構內填充的吸能材料，讓著陸器在著陸過程中，有足夠的緩沖能力，從而讓它穩穩地‘站’在月表。”南航研究團隊科研人員表示。

目前，該課題組已研制出了落震吸能原理樣機、調姿行走原理樣機和落震吸能地面試驗臺等。

(記者 金 鳳)