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“嫦娥五(wu)(wu)號(hao)”圓滿(man)實現(xian)月球軌(gui)道(dao)下(xia)的(de)(de)首(shou)次自動交(jiao)(jiao)會(hui)對接，順利攜(xie)帶(dai)月壤標本(ben)返(fan)回(hui)探測器(qi)。一路以穩(wen)定可(ke)靠的(de)(de)表現(xian)為(wei)嫦娥五(wu)(wu)號(hao)提供(gong)高(gao)精(jing)度(du)(du)加速(su)度(du)(du)信息(xi)，為(wei)這(zhe)次交(jiao)(jiao)會(hui)對接穩(wen)住速(su)度(du)(du)的(de)(de)是(shi)中國航(hang)天科工三(san)院(yuan)研(yan)制的(de)(de)高(gao)精(jing)度(du)(du)加速(su)度(du)(du)計(ji)組合、石英撓性加速(su)度(du)(du)計(ji)及I/F轉換電路組成的(de)(de)“慣測小分隊”。

中(zhong)國航天科工有(you)關專家表示：“要實(shi)現(xian)自動交會對接，需要以(yi)非(fei)常(chang)精(jing)確的(de)控制來確保軌道(dao)返回組合體與(yu)上升器之(zhi)間的(de)相對速(su)度(du)盡(jin)可能(neng)小，而加(jia)(jia)速(su)度(du)反(fan)映(ying)的(de)恰恰是速(su)度(du)變化的(de)情(qing)況。交會對接時(shi)的(de)加(jia)(jia)速(su)度(du)，只有(you)探測(ce)器升空過程(cheng)中(zhong)最大加(jia)(jia)速(su)度(du)的(de)千萬分之(zhi)一量(liang)級，高精(jing)度(du)加(jia)(jia)速(su)度(du)計組合能(neng)夠實(shi)現(xian)微小加(jia)(jia)速(su)度(du)的(de)精(jing)準測(ce)量(liang)。”

換言(yan)之，有(you)了這(zhe)支“慣測小(xiao)分隊”的(de)助力(li)，這(zhe)次38萬公里外的(de) “太空牽手”才不會“擦肩而過”。

加速度計組合研制人員正在進行測試試驗

組合“隊長” 帶著“坐墊”去遠行

此次交(jiao)會(hui)對接階段，主要實施(shi)加速度(du)(du)測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)高精度(du)(du)加速度(du)(du)計(ji)(ji)組(zu)合(he)(he)是這支“慣(guan)測(ce)小(xiao)分隊(dui)”中的(de)(de)“隊(dui)長”，這已經是它第三(san)次陪伴(ban)“嫦娥”遠赴月宮。為了(le)能夠(gou)給“嫦娥”提供高精度(du)(du)、高可靠的(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)表現(xian)(xian)，組(zu)合(he)(he)采用了(le)獨特(te)的(de)(de)冗(rong)余設計(ji)(ji)方案，任(ren)(ren)務可靠度(du)(du)可達0.999983，曾以完美的(de)(de)表現(xian)(xian)助力“嫦娥三(san)號”、“嫦娥四號”任(ren)(ren)務圓滿(man)成功。

“此(ci)次(ci)任務，組合主(zhu)要承(cheng)擔探(tan)(tan)測(ce)器在地月轉(zhuan)移(yi)、環月飛行(xing)、月球軌(gui)道交會對(dui)接(jie)(jie)和月地轉(zhuan)移(yi)階段的平動加速(su)度(du)測(ce)量，以實現對(dui)探(tan)(tan)測(ce)器沿軌(gui)道飛行(xing)和交會對(dui)接(jie)(jie)過程中平穩、準確的機(ji)動控制(zhi)。” 三院(yuan)33所高精(jing)度(du)加速(su)度(du)計組合主(zhu)任設計師于華(hua)男(nan)介紹說(shuo)。

為了(le)這一次“遠行”，研制團(tuan)隊(dui)特地(di)為組合產品增(zeng)加(jia)了(le)新(xin)部(bu)件——內(nei)部(bu)減振(zhen)器。由于此次飛(fei)行對組合的(de)(de)抗(kang)沖擊特性提出了(le)更高的(de)(de)要求，增(zeng)加(jia)內(nei)部(bu)減振(zhen)器就像(xiang)是(shi)給組合增(zeng)加(jia)了(le)一組吸振(zhen)隔振(zhen)的(de)(de)“坐墊”，有了(le)這些“坐墊”的(de)(de)加(jia)持，即使外界環境存在較(jiao)大的(de)(de)沖擊和(he)振(zhen)動，加(jia)速度計組合仍能在相對穩定的(de)(de)環境下正常工作。

然(ran)而，減(jian)振器(qi)的(de)(de)設計和安裝(zhuang)可(ke)不像加“坐墊(dian)”那樣簡單。三院33所設計師(shi)付繼波介紹說(shuo)：“減(jian)振器(qi)安裝(zhuang)在組(zu)合(he)的(de)(de)多個位(wei)置，就像是墊(dian)在了柜(ju)子(zi)的(de)(de)四(si)角(jiao)，受到沖(chong)擊(ji)時各減(jian)振器(qi)的(de)(de)變形(xing)(xing)量存在微小差別，‘墊(dian)子(zi)’不等高了，加速度計組(zu)合(he)就會發(fa)生轉(zhuan)動，即使是非常微小的(de)(de)轉(zhuan)動也會對測量精(jing)度帶來很大的(de)(de)影(ying)響(xiang)。”為盡可(ke)能消除轉(zhuan)動變形(xing)(xing)，團隊(dui)用兩(liang)個多月的(de)(de)時間進行了大量的(de)(de)沖(chong)擊(ji)試(shi)驗，徹底(di)摸清(qing)減(jian)振器(qi)在不同(tong)位(wei)置、不同(tong)沖(chong)擊(ji)條件和不同(tong)安裝(zhuang)方式下(xia)的(de)(de)形(xing)(xing)變量，最終(zhong)將形(xing)(xing)變量控制(zhi)在了角(jiao)秒級，確(que)保組(zu)合(he)測量精(jing)度不受影(ying)響(xiang)。

“金牌搭檔”保障全程加速度

“小(xiao)分隊(dui)”中(zhong)的石英撓性加速度(du)(du)計和(he)I/F轉換電(dian)路是一(yi)組(zu)“金(jin)(jin)牌(pai)搭檔”，在此次任務(wu)中(zhong)，這對“金(jin)(jin)牌(pai)搭檔”“承包”了“嫦娥五號”月(yue)宮之旅全程各(ge)關鍵階(jie)段的加速度(du)(du)測(ce)量任務(wu)——不僅在高(gao)精度(du)(du)加速度(du)(du)計組(zu)合產(chan)品中(zhong)應用，還在著陸(lu)上升組(zu)合體和(he)返回(hui)器的IMU（慣性測(ce)量單元）中(zhong)扮演關鍵角色。

石英撓性加速度計生產現場

作為加(jia)速度測量(liang)的(de)核心器(qi)(qi)件(jian)，這(zhe)對搭檔(dang)可謂是功勛神(shen)器(qi)(qi)，曾先后助力(li)神(shen)舟(zhou)系(xi)列飛船(chuan)(chuan)的(de)11次(ci)飛行任務和“天舟(zhou)”“嫦娥三號”“嫦娥四號”任務，連(lian)戰連(lian)捷；I/F轉(zhuan)換(huan)(huan)電(dian)路還以其高(gao)可靠性、高(gao)精度的(de)測量(liang)信號轉(zhuan)換(huan)(huan)能力(li)，在(zai)長征四號、長征六號系(xi)列火箭和新一代載人(ren)飛船(chuan)(chuan)試驗船(chuan)(chuan)返回艙中成功應用(yong)。

石(shi)英(ying)撓性加(jia)(jia)(jia)速(su)度(du)計(ji)(ji)是敏感加(jia)(jia)(jia)速(su)度(du)的(de)(de)關鍵傳感器，I/F轉(zhuan)換(huan)(huan)電(dian)路(lu)則(ze)能(neng)夠將(jiang)加(jia)(jia)(jia)速(su)度(du)計(ji)(ji)輸出的(de)(de)電(dian)流(liu)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)轉(zhuan)換(huan)(huan)為(wei)適合計(ji)(ji)算機處(chu)理的(de)(de)數(shu)字脈沖信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)。由于在探測(ce)器的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)部分承擔的(de)(de)任務各不(bu)(bu)相同(tong)，研制團隊分別為(wei)加(jia)(jia)(jia)速(su)度(du)計(ji)(ji)配備了不(bu)(bu)同(tong)量(liang)程的(de)(de)I/F轉(zhuan)換(huan)(huan)電(dian)路(lu)。“信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)轉(zhuan)換(huan)(huan)的(de)(de)過程就像是用(yong)天平和(he)砝碼給信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)‘稱重’，加(jia)(jia)(jia)速(su)度(du)變化量(liang)大(da)電(dian)流(liu)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)變化量(liang)也大(da)，則(ze)需(xu)要使用(yong)大(da)的(de)(de)‘砝碼’，” I/F轉(zhuan)換(huan)(huan)電(dian)路(lu)主任設計(ji)(ji)師(shi)趙(zhao)洪(hong)利這樣(yang)比(bi)喻。

在交(jiao)會對(dui)接(jie)和軌(gui)道(dao)控(kong)(kong)制過程(cheng)(cheng)中，軌(gui)道(dao)器加(jia)速(su)度(du)(du)(du)的(de)變(bian)化(hua)量(liang)(liang)不大(da)，團(tuan)隊采(cai)用小量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)的(de)轉(zhuan)換電(dian)路(lu)(lu)，能夠在同等條件下提供更(geng)高精度(du)(du)(du)的(de)加(jia)速(su)度(du)(du)(du)測量(liang)(liang)信息，以實現對(dui)探測器更(geng)加(jia)精準的(de)速(su)度(du)(du)(du)控(kong)(kong)制；而在月面著陸和返回再入階(jie)段，加(jia)速(su)度(du)(du)(du)變(bian)化(hua)量(liang)(liang)大(da)，則采(cai)用“砝(fa)碼較大(da)”的(de)大(da)量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)轉(zhuan)換電(dian)路(lu)(lu)，滿足對(dui)加(jia)速(su)度(du)(du)(du)信息的(de)完整覆(fu)蓋，確保“嫦娥”飛行全程(cheng)(cheng)的(de)速(su)度(du)(du)(du)變(bian)化(hua)盡在掌握。

【責任編輯：家正】