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西安新聞網(wǎng)訊 11月24日，在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心，“長征五號(hào)”火箭成功發(fā)射“嫦娥五號(hào)”月球探測器。此次“嫦五”地月往返76萬公里的征程中，位于西安的中國航天科技集團(tuán)六院研制的107臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，持續(xù)接力，助推“長五”護(hù)航“嫦五”“探月返鄉(xiāng)”。

此次“長征五號(hào)”運(yùn)載火箭上，配套了六院研制的30臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。其中，8臺(tái)120噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)、2臺(tái)50噸級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)及2臺(tái)9噸級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，全部是我國新一代綠色環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)。可以說，有了這三型液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)和氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，才讓我國發(fā)射首個(gè)火星探測器和“嫦娥五號(hào)”這樣大型的深空探測器成為可能。

在“長征五號(hào)”上，還有六院精心打造的輔助動(dòng)力系統(tǒng)，由18臺(tái)性能不一的姿控發(fā)動(dòng)機(jī)以及配套的氣瓶、閥門、管路和貯箱組成，是唯一涵蓋增壓氣體裝置、輸送系統(tǒng)、推進(jìn)劑貯存裝置和推力室的獨(dú)立、完整的動(dòng)力系統(tǒng)。正是這30臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，完美護(hù)送“嫦娥五號(hào)”開啟探月之路。

與前四次奔月之旅相比，這次的“嫦娥五號(hào)”將首次在月球表面自動(dòng)采樣，首次從月面起飛，首次在月球軌道進(jìn)行無人交會(huì)對(duì)接，首次帶月壤以接近第二宇宙速度返回地球，也是我國航天領(lǐng)域迄今最復(fù)雜、難度最大的任務(wù)之一。六院研制的一系列空間軌姿控發(fā)動(dòng)機(jī)，在這一任務(wù)中，派上了大用場。

“嫦娥五號(hào)”探測器由著陸器、上升器、軌道器、返回器等四個(gè)器組成。六院為“嫦娥五號(hào)”著陸與返回的三套推進(jìn)分系統(tǒng)，研制了77臺(tái)大小不同、性能各異的軌姿控發(fā)動(dòng)機(jī)。同時(shí)，由于系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)推進(jìn)分系統(tǒng)提出很高的可靠性要求。其中，重量是重要的技術(shù)指標(biāo)之一。推進(jìn)分系統(tǒng)累計(jì)減重約26kg，為整器研制提供了有力保障。

為確?！版隙鹞逄?hào)”能平穩(wěn)在月球著陸，并順利返回地球，六院為其量身定做了兩型3臺(tái)新型發(fā)動(dòng)機(jī)，其中軌道器上的一臺(tái)3000N發(fā)動(dòng)機(jī)，為地月轉(zhuǎn)移、月地轉(zhuǎn)移中途修正、近月制動(dòng)、離月加速提供推力，而上升器上的另外一臺(tái)3000N發(fā)動(dòng)機(jī)，將為月面起飛提供推力，相當(dāng)于月球上的一枚微縮版運(yùn)載火箭。1臺(tái)7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，將完成探測器著陸組合體月面軟著陸任務(wù)。

相比其它型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)組件，7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)上流量調(diào)節(jié)器上的零件加工，精度要求極高，公差僅為一根頭發(fā)絲的1/80，僅一根流量調(diào)節(jié)錐上就有8處公差為微米級(jí)的加工難點(diǎn)。面對(duì)難題，六院科研人員迎難而上，為“嫦娥五號(hào)”落月采樣返回任務(wù)全程保駕護(hù)航。西安報(bào)業(yè)全媒體記者 關(guān)穎

“長五”和“嫦五”“最強(qiáng)大腦”均由西安造

西安新聞網(wǎng)訊 11月24日，“長征五號(hào)”遙五運(yùn)載火箭在海南文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空，成功將“嫦娥五號(hào)”月球探測器送入預(yù)定軌道。此次，“長五”與“嫦五”的最強(qiáng)大腦均由位于西安的中國航天科技集團(tuán)有限公司第九研究院第771研究所造。

此次任務(wù)中，“長五”能夠穩(wěn)定飛行，離不開九院771所研制的箭載計(jì)算機(jī)。它能夠有條不紊地完成箭體參數(shù)錄取、飛行軌跡誤差修正以及控制指令輸出等多項(xiàng)復(fù)雜的控制任務(wù),確?；鸺姆€(wěn)定飛行。為保證“大腦”健康，其內(nèi)部還設(shè)計(jì)了特有的“聽診器”，能夠自動(dòng)聽診飛行控制軟件運(yùn)行過程中的各類重要參數(shù)，可及時(shí)、有效地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的隱患問題，為控制系統(tǒng)的故障定位提供判定依據(jù)。

“嫦娥五號(hào)”探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器四個(gè)部分組成。771所為上升器、返回器綜合管理單元配套了CPU模塊，也就是她們的“最強(qiáng)大腦”。

“嫦娥五號(hào)”上升器、返回器數(shù)管分系統(tǒng)中，占據(jù)重要地位的綜合管理單元，可實(shí)現(xiàn)星地通信、飛行過程中各設(shè)備的健康監(jiān)測和任務(wù)執(zhí)行管理、月面再發(fā)射、樣品返回等重要功能。CPU模塊作為綜合管理單元的核心部件，是上升器、返回器的控制源頭，負(fù)責(zé)控制各相關(guān)模塊，使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。主要承擔(dān)著測控應(yīng)答機(jī)接收并執(zhí)行地面發(fā)送的所有遙控直接指令；完成遙測數(shù)據(jù)的采集和遙控間接指令的分配，以及加熱回路控制驅(qū)動(dòng)；提供星上基準(zhǔn)時(shí)間，采集各類遙測數(shù)據(jù)組幀下行等功能，為“嫦娥五號(hào)”的順利返回提供保障。

西安報(bào)業(yè)全媒體記者 關(guān)穎

西安科技為“嫦娥五號(hào)”“繞、落、回”全過程護(hù)航

11月24日，我國探月工程嫦娥家族的“五妹”——“嫦娥五號(hào)”探測器正式出征。航天科技集團(tuán)五院西安分院為“嫦娥五號(hào)”探測器研制了微波測距測速敏感器、測控天線、數(shù)傳子系統(tǒng)以及交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)，為探測器實(shí)現(xiàn)“繞、落、回”全程護(hù)航。

繞

“貼身手機(jī)”：測控天線使“五妹”暢連地月

在距離地球遙遠(yuǎn)的38萬公里之外，如何讓嫦娥五號(hào)探測器“五妹”與地面建立順暢的聯(lián)系，這就依靠西安分院研制的測控天線。在“五妹”的地月轉(zhuǎn)移、變軌環(huán)月的繞月階段，動(dòng)力下降、上升器的月面工作階段以及交會(huì)對(duì)接階段，幾乎所有的工作模式中都需要使用測控天線與地球進(jìn)行測控通信。測控天線相當(dāng)于是“五妹”隨身攜帶的“手機(jī)”，與月球之間的測控通信主要依靠這部“手機(jī)”完成。

西安分院為“五妹”裝備的“手機(jī)”，不僅要考慮聽覺的范圍，而且還要確保其不受周圍其他設(shè)備的干擾。因此，設(shè)計(jì)人員對(duì)于測控天線在上升器上的布局做了充分的考慮，保證其有效工作的同時(shí)，要求天線在旋轉(zhuǎn)180度范圍內(nèi)沒有遮擋。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還針對(duì)落月過程中的羽流影響等因素，進(jìn)行了天線機(jī)、電、熱一體化設(shè)計(jì)，確保了測控天線能夠在落月、月塵以及月球表面極端苛刻的環(huán)境下可靠地工作。

落

“泊車?yán)走_(dá)”：微波測距測速敏感器讓“五妹”安全著陸

在“嫦娥五號(hào)”探測器抵達(dá)月球軌道后，著陸器將攜帶著上升器著陸于月球表面。能否安全著陸于月球表面，是“嫦娥五號(hào)”探測器任務(wù)的關(guān)鍵一步。西安分院為“五妹”研制的微波測距測速敏感器相當(dāng)于在著陸器上安裝了一部“泊車?yán)走_(dá)”。

“這部雷達(dá)在著陸器距離月球表面15公里的時(shí)候正式開始工作，主要任務(wù)是測量著陸器與月球表面的距離以及著陸器下降的速度，并快速向上升器的制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制分系統(tǒng)（GNC分系統(tǒng)）提供速度和距離的信息，以便于著陸器來判斷降落的落點(diǎn)和速度?！?a href="http://teknodron.com/news-sxxian.html" target="_blank" style="font-family:'宋體';">西安分院微波測距測速敏感器主任設(shè)計(jì)師張愛軍說。微波測距測速敏感器將極大方便“五妹”控制身姿順利“泊車”?？梢哉f，微波測距測速敏感器是“嫦娥五號(hào)”探測器感知落月路的明亮雙眼。

月地之間架橋梁

數(shù)據(jù)傳輸三檔調(diào)控發(fā)回月球“打卡照”

探月之旅，拍照必不可少。“五妹”所攜帶的相機(jī)拍攝的照片如何及時(shí)地傳回地面，這就需 要西安分院為“嫦娥五號(hào)”探測器研制的數(shù)傳子系統(tǒng)。在著陸器準(zhǔn)備著陸月球表面的時(shí)候，數(shù)傳子系統(tǒng)就開始開機(jī)工作。它會(huì)將安裝在著陸器上的相機(jī)拍攝的著陸畫面以及數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)傳回地面，以便于地面對(duì)落月的信息進(jìn)行及時(shí)判斷。在著陸器成功著陸月球表面后，安裝在著陸器上的數(shù)傳子系統(tǒng)會(huì)將月面工作段的采樣圖像、采樣鉆取的科學(xué)數(shù)據(jù)以及上升器起飛等過程的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛妫瑸槿蝿?wù)的順利推進(jìn)提供決策參考。

“為了提升數(shù)據(jù)傳輸效率，西安分院設(shè)計(jì)了自適應(yīng)三檔調(diào)節(jié)的方式，相當(dāng)于為數(shù)據(jù)傳輸安裝了三檔‘閘門’，在傳輸高峰期的時(shí)候使用數(shù)據(jù)量較小的傳輸方式，數(shù)傳子系統(tǒng)從500k到5M的數(shù)據(jù)量都可以進(jìn)行傳輸。按照最大傳輸量來算，那么單純傳輸一張5M的照片則只需要一秒鐘?！睌?shù)傳子系統(tǒng)設(shè)計(jì)師張競說。

此次為“五妹”配備的數(shù)傳子系統(tǒng)從功能上與“嫦娥四號(hào)”相當(dāng)，但是通過集成和小型化設(shè)計(jì)，從重量和體積上對(duì)“五妹”進(jìn)行了極大的“瘦身”?！版隙鹚奶?hào)”數(shù)傳子系統(tǒng)的重量為8公斤，而“嫦娥五號(hào)”數(shù)傳子系統(tǒng)只有3.5公斤。

“回”

為太空“穿針引線”瞄“針眼”：微波雷達(dá)助力交會(huì)對(duì)接

上升器采集的月面樣本，如何成功交付給返回器并順利帶回地球，就必須通過交會(huì)對(duì)接這一復(fù)雜的“神操作”才能完成。西安分院研制的交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)，就是為距離地球38萬公里外的“穿針引線”式的交會(huì)對(duì)接而設(shè)計(jì)的。交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)相當(dāng)于為太空“穿針引線”瞄“針眼”。

當(dāng)上升器攜帶著月壤樣品返回環(huán)月軌道后，軌道器對(duì)上升器實(shí)施追蹤。在追蹤至100公里范圍內(nèi)的時(shí)候，交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)開始工作。由西安分院研制的交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)可以測量上升器和軌道器之間的相對(duì)距離、方位、俯仰角度及其變化。這些數(shù)據(jù)信息都會(huì)源源不斷地向軌道器的制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制分系統(tǒng)（GNC分系統(tǒng)）這個(gè)中央處理器發(fā)送，為兩器的交會(huì)對(duì)接提供實(shí)時(shí)的信息。

除了通過測距、測速和測角為太空“穿針引線”瞄“針眼”之外，交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)還可以實(shí)現(xiàn)兩器之間的通信。從兩器相距100公里之間建立通信鏈路一直到兩器相距0.2米的范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)軌道器和上升器之間的雙向通信，包括指令等一些信息都要通過器間的雙向通信來實(shí)現(xiàn)。

西安報(bào)業(yè)全媒體記者 關(guān)穎

西安科技造神秘“法寶” 為“長五”和“嫦五”全力護(hù)航

西安新聞網(wǎng)訊 11月24日，“長征五號(hào)”運(yùn)載火箭從文昌航天發(fā)射場起飛，將重達(dá)8.2噸的“嫦娥五號(hào)”探測器精準(zhǔn)送入地月轉(zhuǎn)移軌道。我國首次月球無人采樣返回任務(wù)大幕開啟。位于西安的航天科技集團(tuán)四院為此次任務(wù)的火箭系統(tǒng)提供了正推火箭、消氫點(diǎn)火裝置、碳碳密封環(huán)等產(chǎn)品，為“嫦娥五號(hào)”探測器提供了表采機(jī)械臂關(guān)節(jié)電機(jī)組件、電磁推力器組件和特種壓力傳感器。這些神秘的“法寶”，個(gè)頭小、不起眼，但全力護(hù)航，功不可沒。

正推火箭 讓芯級(jí)分離更可靠

正推火箭是火箭飛行過程中為實(shí)現(xiàn)芯一級(jí)、芯二級(jí)可靠分離而研制的分離發(fā)動(dòng)機(jī)，為級(jí)間分離提供動(dòng)力的裝置?；鸺疽患?jí)工作結(jié)束后，正推火箭接到分離指令，開始點(diǎn)火工作，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生推力實(shí)現(xiàn)芯二級(jí)液體推進(jìn)劑沉底，確?；鸺凑疹A(yù)定程序完成任務(wù)。由四院研制的正推火箭兼具固體發(fā)動(dòng)機(jī)和火工品的雙重特性，其工作時(shí)間長，可靠性要求高，環(huán)境條件極其苛刻，是目前運(yùn)載火箭箭體使用的最大火工品。

消氫點(diǎn)火裝置 讓發(fā)射環(huán)境更安全

“長征五號(hào)”運(yùn)載火箭采用氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，在點(diǎn)火前會(huì)向發(fā)射平臺(tái)周圍環(huán)境排放大量低溫氫氣。當(dāng)氫氣與空氣混合濃度達(dá)到一定范圍時(shí)，遇到靜電或明火就會(huì)產(chǎn)生爆炸或爆轟。為消除火箭發(fā)射前的大量低溫氫氣，徹底排除安全隱患，四院專門研制了消氫點(diǎn)火裝置。該裝置安裝在發(fā)射平臺(tái)上，能在火箭氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)工作前的2~3秒內(nèi)，點(diǎn)燃火箭發(fā)射的“第一把火”，利用噴射的高溫、高速燃?xì)饨饘倭Ｗ恿?，將發(fā)射前排出的大量氫氣在其未達(dá)到可爆炸最低濃度前先行消除，以保證運(yùn)載火箭發(fā)射的安全性。

壓力傳感器和碳碳密封環(huán) 全程護(hù)佑

此次“嫦娥五號(hào)”探測器上搭載的兩款產(chǎn)品均應(yīng)用于探測器推進(jìn)分系統(tǒng)中，其中特種壓力傳感器主要應(yīng)用于監(jiān)測推進(jìn)劑貯箱壓力，為推進(jìn)系統(tǒng)正常工作提供可靠的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測。同時(shí)一款新型推力器組件—電磁推力器組件也得到應(yīng)用，作為未來新型推進(jìn)系統(tǒng)核心部組件之一，該電磁推力器組件具有相當(dāng)大的加工難度，團(tuán)隊(duì)克服困難，使產(chǎn)品滿足了大直徑薄壁加工、極易斷裂的材料特性、特殊的熱處理工藝、極高的表觀質(zhì)量要求。

“長征五號(hào)”的液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)由于采用高壓補(bǔ)燃技術(shù)，對(duì)相應(yīng)部位密封產(chǎn)品的要求極高。四院研制的高強(qiáng)耐磨低滲透碳碳密封環(huán)主要用于長征五號(hào)火箭4個(gè)助推的8臺(tái)120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)氧泵二級(jí)端面密封，實(shí)現(xiàn)了低開孔率、高強(qiáng)度、高硬度、耐沖擊等特殊指標(biāo)要求。

表取采樣關(guān)節(jié)用電機(jī)組件 助“挖土鏟”一臂之力

本次發(fā)射的嫦娥五號(hào)探測器將在軟著陸后，通過鏟取、鉆取兩種方式采集月球表面土壤并返回。四院研制的表取采樣關(guān)節(jié)用電機(jī)組件為首次“挖土”這一關(guān)鍵步驟的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支持，4臺(tái)電機(jī)組件分別安裝在著陸器機(jī)械臂關(guān)節(jié)內(nèi)，為“挖土鏟”提供靈活動(dòng)力。該型號(hào)電機(jī)組件首次攻克了靜磁力矩作為制動(dòng)力矩使用的難題。為了控制電機(jī)組件整體重量，將鋼材做結(jié)構(gòu)件替換成密度更小的鋁合金，同時(shí)克服了鋁合金線膨脹系數(shù)大導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力問題，電機(jī)組件變得更輕巧。為了讓電機(jī)組件適應(yīng)月球表面的極端溫度，研制團(tuán)隊(duì)將宇航用旋轉(zhuǎn)變壓器的出線由焊接延長引線改為直接出線，消除了焊接帶來的斷裂隱患，避免了任何一個(gè)小概率事件發(fā)生的可能性。