好一辆漂亮的火星车(逐梦·十年奋进路)(2)

光山新闻网 采集侠 2022-11-02 07:13:06
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  火星探测任务立项之前,国内一些科研院所和高等院校,已经开展火星车先期研究。火星表面既有松软的沙地,又有坚硬的石块,为了提高火星车的通过能力,设计师们在主副摇臂悬架的基础上,创新性地增加了夹角调整机构和离合器,使火星车悬架从被动悬架,变为主动悬架。

  记得是2014年一个冬日,袁宝峰与火星车移动团队,开了一场激情澎湃、灵感飞扬的技术研讨会。

  “火星车要解决车轮沉陷和爬坡困难问题,关键是轮地作用特性,有了主动悬架,能升降车体,具有灵活的移动方式最重要。”潘冬首先从系统功能角度进行了分析。

  “对,火星车实现沉陷脱困,单靠车轮转动不行,必须有外力的推动才行。”刘雅芳补充道。

  林云成说:“沙地里的动物防止沉陷各有妙招:骆驼靠大脚板,蜥蜴靠快速移动,蛇靠身体滑动。咱们的火星车沉陷下去靠啥能出来?”

  “小时候我们玩的大青虫子,小脚不大,但被沙土埋起来,三下两下就爬出来了。”潘冬受到启发,用手在桌子上抓了起来。

  刘雅芳见他那滑稽模样,笑着说:“那叫尺蠖运动,就是后脚使劲让前脚向前伸,前脚使劲,拉着后脚向外拔。”

  “我听明白了,大家的意思是,利用车轮和夹角调整机构配合,通过尺蠖运动,把车轮依次推出来。咱们主动悬架的设计方向,以尺蠖运动为主攻方向。”袁宝峰总结道。

  火星车移动团队每次集体攻关会,都是一次智慧的融合,都会撞击出创新的火花。

  团队创新思考,形成三种方案:大车轮蠕动悬架、摆臂车轮主动悬架、摇臂式主动悬架。经过几百种复杂地形工况的运动性能仿真对比,最后决定采用主副摇臂式主动悬架移动系统。

  有了大思路,还有许多技术难关需要突破。这期间,仅总体设计就完成了十几轮迭代优化,确保悬架移动系统各方面都达到最佳。

  长期以来,我国宇航应用的谐波减速器相比进口谐波减速器,在输出力矩和负载能力上相差1倍多。火星车要达到国际先进水平,就必须要有类似国外的高性能谐波减速器。袁宝峰找到国内一家大企业,对方一听火星车使用条件和环境极其苛刻,研制周期又短,风险太大,没敢接活。

  犹如雪中送炭,一家小公司主动找上门来,拿出类似国外轻量化大力矩谐波减速器。这家公司不到20人,设备简单,三位骨干技术员都已50多岁,他们渴望在退休之前,为国家的重大任务做点贡献。

  为了保险,袁宝峰选择进口产品与那家公司产品一起进行严酷的技术考核,结果发现,进口谐波减速器在低温下的启动力矩更大,这就导致它的移动系统更重。上星部件,“克克计较”,袁宝峰决定选用相对较轻的国产产品。

  有人善意地提醒袁宝峰:“用这家小公司的产品上星,真出了问题,你作为设计师将要承担全部责任。”

  经过深思熟虑,袁宝峰坚持了自己的选择。但是,他又发现新问题:国产谐波减速器在严酷的载荷与环境条件下,测试寿命只有设计值的一半。

  怎么办?火星车移动团队经过深入分析,在深冷处理、装配精度等方面,开展了一系列检验和测试。

  探测器系统总设计师孙泽洲闻讯赶来了。他充分肯定团队前期的工作,勉励大家务必攻克难关。孙泽洲说:“无论是‘北斗’‘嫦娥’,还是载人飞船,已经一次次证明,关键技术是要不来、买不来、讨不来的。哪怕面临一些风险,‘天问一号’组部件国产化的路也必须坚定不移地走下去。”