超声电机技术助力“嫦娥三号”探访月球
图为超声电机田雯摄
图为真空高低温空间模拟环境试验设备田雯摄
中新网南京12月17日电(田雯)14日晚，“嫦娥三号”成功登陆月球进行探测。17日从南京航空航天大学获悉，该校研发的超声电机就被应用在了探月车“玉兔”上，而该技术也是首次在航天工程中运用。
走进南京航空航天大学机密仪器驱动所，该校超声电机科研团队正播放着“嫦娥三号”的工作视频，“玉兔”车上的五星红旗鲜艳醒目。超声电机科研团队的赵淳生院士介绍说，一台TRUM-30A超声电机就安装在五星红旗的左下端，用于光谱仪的驱动与控制。
团队负责人之一的李华峰教授说，他们实验了近200个超声电机，最后提供了5个互换性好的超声电机给“嫦娥三号”装备，最终在“玉兔”上使用了1个。据其介绍，这个超声电机相当于对承担着月球大气和土壤成分分析工作的红外光谱仪系统进行“把关”，主要控制舱门，让光线可以进入舱内，同时阻止污尘进入。
赵淳生院士说：“超声电机与传统电机相比具有响应快、精度高、噪声小、无电磁干扰等优点，它作为一种新型的微电机，在精密仪器仪表、航空航天、智能机器人等领域有着广泛的应用前景。”据他介绍，和传统驱动电机的优势，TRUM-30A超声电机大大减少了重量，只有46克，却能产生0.12Nm的扭矩，是同等传统电机重量的十分之一。“探月工程减少运载器上的重量尤为重要，超声电机的优势就明显了。”
赵淳生院士表示：“‘嫦娥三号’的光谱仪张开和收回速度是很慢的，普通电机上千转的转速要经过多少级齿轮减速。而超声电机本身就可以每分钟100转缓慢工作，只需要一级行星减速器，驱动简单，对电流响应快，那优势自然明显了。”
据了解，这台只有46克的超声电机，花费了上百万的研发成本。在实验室里，有一台硕大的机器――真空高低温空间模拟环境试验设备，这是为了模拟月球表面的空气密度，能将空气密度降至十的负六次方数量级，用于验证探月超声电机在真空环境的工作情况。赵淳生院士说：“将气压降低一个数量级谈何容易，实验室还需要对超声电机模拟低温，绝热等多组试验，都需花去较多的成本。”
如今，TRUM-30A超声电机的工作环境已经验证了-120度至180度，几乎满足月球上一切可能的复合环境。赵淳生院士说：“‘嫦娥三号’是超声电机在航天工程的第一次成功尝试，将来‘嫦娥五号’会用上更多的超声电机技术，不断实现精密驱动。”(完)