兵器工业北方车辆研究所月球轮壤力学研究取得

2019-09-20 作者:科技展览   |   浏览(177)

2011年3月初,中国空间技术研究院向媒体宣布,我国探月工程取得重大进展,相继突破月面行走系统研究、月面轮壤力学研究等一批关键技术难题,2013年左右将实现我国月球车首次登月。这条让国人倍感振奋的消息一经发布,便引起了广泛关注,“嫦娥工程”、“登月效益”、“月球资源开发”成为热议的话题,而对登月活动形成重要支撑的月面轮壤力学研究成果则并没有获得人们太多的注意,甚至很快就淹没在油价上涨、CPI指数居高不下等热点新闻中…… 的确,对于普通读者而言,月面行走系统只是一个直观的无人探测车辆,月面轮壤力学研究则是一个更加难以理解的抽象科学概念,琢磨起来索然无味,只能一概而过,无法细究。但对从事和了解中国探月工程与中国月球车技术发展的人,“月面轮壤力学研究”却有着一种特殊的份量。 我国科学研究工作存在集中资源干项目,集中精力赶节点的特点,往往能在较短的时间内形成一批国家急需的科研成果,产生出良好的经济与社会效益。但对于短时效益不明显的基础科研能力与预先技术研究投入相对较少,在一些重点项目的科研工作遭遇技术瓶颈时,由于缺乏解决问题的基础能力,严重制约和影响了项目进展。作为探月工程月面行走系统副总设计师单位和我国特种车辆研发中心,中国兵器工业集团中国北方车辆研究所在开展月球车研究工作初期,就充分认识到基础科研的极端重要,号召广大科研人员静下心、沉住气,一步一个脚印,从最基础的月壤模型配比着手,从模拟轮壤环境开始,下决心攻克月壤轮壤力学研究难题,最终研制出符合型号要求的行走系统车轮模型,以点滴积累换取丰硕成果。 由于月球引力仅为地球的1/6,且表面覆盖松软浮尘,如何理清这样特殊的环境中轮壤力学结构特点,保持车辆稳定性与车轮强度,成为保障月球车顺利实现月面行走的关键基础课题。研究工作首先从最基础的月壤模型配比着手,科研团队查阅大量资料,先后采集各类砂石样本五十余种,开展不同成分比例试验上百次,最终成为国内唯一成功配制出1/6低重力条件轻质月壤的单位,为后续研究打下了坚实基础。 月球车车轮结构研究主要通过调试载荷范围测试通过性能,一般情况下,每种轮体需要通过重复五个波次的组合试验,单个车轮试验次数将达到300次以上。为了保证试验数据真实、可靠,该所项目科研人员在每次试验后需不断重复松土、平土、缠线、载荷起落、数据分析、参数修改、模式切换等一系列枯燥的过程,而这一干就是三年。由于试验用月壤模型颗粒直径小,其最小粒径仅0.5μm,重量很轻,容易形成扬尘,每次试验就仿佛制造了一场人工“沙尘暴”,虽然科研人员防护服、口罩、手套全副武装,却也无法抵御微尘渗透,工作时均是一副“面着铅华、两鬓斑白”模样。正是在这样恶劣的工作环境中,项目团队经过三年艰苦攻关,终于取得月球轮壤力学研究重大突破,明确了不同车轮构造的牵引效率、附着系数、驱动效率、沉陷量等关键数据的当量比对,摸透了月球轮壤力学规律,在国家航天局月球车地面与月面性能仿真项目研究招标中脱颖而出,成功中标《月壤接触变形及车轮接触软件》研究,并成功研制出多种月球车车轮样机,一举成为在国家战略层面和中国深空探测领域拥有重要话语权的单位。 为了中国人的登月梦,充分发挥车辆专业技术优势,积极开展基础科学研究,破除技术发展瓶颈,全力助推中国登月工程。该所上下正秉承兵工人执着求真、拼搏求是的优良品质,将继续开拓创新,向着服务载人登月及火星登陆的目标而努力前行,成为未来国防工业高科技发展的竞胜者。来源中国兵器工业集团公司)编辑:国防科技网 责任编辑:张海

2011年3月初,中国空间技术研究院向媒体宣布,我国探月工程取得重大进展,相继突破月面行走系统研究、月面轮壤力学研究等一批关键技术难题,2013年左右将实现我国月球车首次登月。这条让国人倍感振奋的消息一经发布,便引起了广泛关注,“嫦娥工程”、“登月效益”、“月球资源开发”成为热议的话题,而对登月活动形成重要支撑的月面轮壤力学研究成果则并没有获得人们太多的注意,甚至很快就淹没在油价上涨、CPI指数居高不下等热点新闻中……

的确,对于普通读者而言,月面行走系统只是一个直观的无人探测车辆,月面轮壤力学研究则是一个更加难以理解的抽象科学概念,琢磨起来索然无味,只能一概而过,无法细究。但对从事和了解中国探月工程与中国月球车技术发展的人,“月面轮壤力学研究”却有着一种特殊的份量。

我国科学研究工作存在集中资源干项目,集中精力赶节点的特点,往往能在较短的时间内形成一批国家急需的科研成果,产生出良好的经济与社会效益。但对于短时效益不明显的基础科研能力与预先技术研究投入相对较少,在一些重点项目的科研工作遭遇技术瓶颈时,由于缺乏解决问题的基础能力,严重制约和影响了项目进展。作为探月工程月面行走系统副总设计师单位和我国特种车辆研发中心,中国兵器工业集团中国北方车辆研究所在开展月球车研究工作初期,就充分认识到基础科研的极端重要,号召广大科研人员静下心、沉住气,一步一个脚印,从最基础的月壤模型配比着手,从模拟轮壤环境开始,下决心攻克月壤轮壤力学研究难题,最终研制出符合型号要求的行走系统车轮模型,以点滴积累换取丰硕成果。

由于月球引力仅为地球的1/6,且表面覆盖松软浮尘,如何理清这样特殊的环境中轮壤力学结构特点,保持车辆稳定性与车轮强度,成为保障月球车顺利实现月面行走的关键基础课题。研究工作首先从最基础的月壤模型配比着手,科研团队查阅大量资料,先后采集各类砂石样本五十余种,开展不同成分比例试验上百次,最终成为国内唯一成功配制出1/6低重力条件轻质月壤的单位,为后续研究打下了坚实基础。

月球车车轮结构研究主要通过调试载荷范围测试通过性能,一般情况下,每种轮体需要通过重复五个波次的组合试验,单个车轮试验次数将达到300次以上。为了保证试验数据真实、可靠,该所项目科研人员在每次试验后需不断重复松土、平土、缠线、载荷起落、数据分析、参数修改、模式切换等一系列枯燥的过程,而这一干就是三年。由于试验用月壤模型颗粒直径小,其最小粒径仅0.5μm,重量很轻,容易形成扬尘,每次试验就仿佛制造了一场人工“沙尘暴”,虽然科研人员防护服、口罩、手套全副武装,却也无法抵御微尘渗透,工作时均是一副“面着铅华、两鬓斑白”模样。正是在这样恶劣的工作环境中,项目团队经过三年艰苦攻关,终于取得月球轮壤力学研究重大突破,明确了不同车轮构造的牵引效率、附着系数、驱动效率、沉陷量等关键数据的当量比对,摸透了月球轮壤力学规律,在国家航天局月球车地面与月面性能仿真项目研究招标中脱颖而出,成功中标《月壤接触变形及车轮接触软件》研究,并成功研制出多种月球车车轮样机,一举成为在国家战略层面和中国深空探测领域拥有重要话语权的单位。

为了中国人的登月梦,充分发挥车辆专业技术优势,积极开展基础科学研究,破除技术发展瓶颈,全力助推中国登月工程。该所上下正秉承兵工人执着求真、拼搏求是的优良品质,将继续开拓创新,向着服务载人登月及火星登陆的目标而努力前行,成为未来国防工业高科技发展的竞胜者。(中国北方车辆研究所)来源:兵器工业集团公司网站

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