作者:冯丽妃 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/5/12 18:15:19
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中国航天科技集团公司五院502所主任设计师李刚:
“定海神针”民用潜力不可小觑

 

自从2011年9月29号天宫一号发射以来,它已出色完成与神八、神九等的对接,圆满完成全部在轨任务,超期服役两年多。在此期间,其6套控制力矩陀螺产品已连续运行了四年五个月。“如果把我们的高速转子看作汽车轮胎的话,这相当于汽车连续无故障行驶了2000万公里,而且是在没有任何维修和保养的情况下完成的。”近日,中国航天科技集团公司五院502所主任设计师李刚在“刊媒惠”科技论文成果推介沙龙上如是介绍。

科学家们把时速达两万公里的空间交会对接比作“万里穿针”,它不仅姿态要精,同时也要控制地稳,这对天宫一号提出了很高要求。而控制力矩陀螺就是实现每次交会对接的“定海神针”,是决定任务能否精准、稳定完成的关键。

“汽车发动机转速大概是2000转,而天宫一号控制力矩陀螺转子转速则接近1万转。”李刚对比说,高转速带来了摩擦、磨损、热耗等一系列问题,同时要实现超低转速下框架的高精、高稳控制。这些都是必须攻克的难题。由于国外对相关技术和产品严格封锁,我国控制力矩陀螺只能走自主研发的道路。

在一无技术基础、二无工程经验的情况下,502所研究团队突破了高精度、复杂整机设计,实现了我国自主研发控制力矩陀螺首次在轨应用,使我国成为第三个实现控制力矩陀螺应用的国家。其间,研究人员突破关键技术30项、发表学术论文100余篇,取得了丰硕的技术创新成果。

作为航天研发产品,控制力矩陀螺也在很大程度上推动了中国制造的发展。其产品研制过程中涉及材料学、摩擦磨损学等很多学科,尤其是装备集成领域对整个装备制造业都有较大推动。

截至目前,李刚介绍,我国自主研发的控制力矩陀螺已实现数十套产品在轨应用,满足天宫一号、高分卫星等重大型号卫星的姿态控制需求。“未来10年,各类航天器平台对控制力矩陀螺需求将多达数百台。”他说。

在接受《中国科学报》记者采访时,李刚表示,基于控制力矩陀螺突破和掌握的关键核心技术,该团队还开展了民用项目研发工作,力争“军民融合、协调发展”。据介绍,相关研究具有很好的市场应用前景。

“比如船用的减摇陀螺,用在较高级的游艇上可以使船保持平稳;自平衡车加上控制力矩陀螺后车不容易倒;再比如机床的精密电主轴。”李刚举例说。他希望能够结合市场需求开发相关产品,并尽快投入应用。

 
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