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发动机在火星上必须克服的5个挑战

通过maxon|2月26日,2021年

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外层空间是未助的。这就是为什么精密驱动器开始到其他行星旅行需要满足极高的质量标准。

maxon的每一个火星驱动器都是基于一个目录产品,并根据具体任务进行修改。这是因为直流电动机、齿轮头和编码器在发射、长途太空旅行和在红色星球上执行任务期间面临着严酷的条件。在这篇博客中,我将谈谈一个驱动器需要具备哪些属性才能获得火星之旅的资格。

振动和冲击
第一个挑战是在火箭发射时生存。这意味着电机必须抵抗冲击和振动。由于人们可能思考的振动并不强烈:超过乘客飞机,但不得多,只有几分钟。另一方面,冲击是我们在使用标准产品时定期处理的东西。这些主要发生在分段期间,这是第一阶段与火箭的其余部分分开。所得到的力将破坏正常电机,因为转子将与定子分离。这就是为什么我们需要加强我们的驱动器,例如通过封装转子并使用特殊的焊接,特殊保持环和优化的材料。

真空和放射线
火星之旅大约需要六个月。在此期间,驱动器需要在真空和辐射中存活。最具破坏性的辐射不会来自太阳,而是从太阳系外部的高能粒子,这可能会损坏电子产品。这就是为什么我们需要特殊硬化的电子设备在电机上的霍尔传感器。要额外保险,我们将成对安装它们以进行冗余。在真空中,组件的耐久性很重要。您不能使用经过其化学性质的变化的胶水,并在真空中几天后失去其粘合性。

减轻重量
火箭队可以只带到其他行星的有限质量。尽可能轻,我们还借助不寻常的形状,并使用更薄的外壳,或钛代替钢。我们还经常使用最小可能的驱动尺寸,因为我们知道所需的操作时间通常比工业应用更短。因此可以接受更高的磨损。

火星的气氛
到达目的地后,发动机必须在整个任务期间完美地工作:由于稀薄的空气,润滑剂需要抗排气,并需要保持它们的特性。特别是对于有刷直流电机,也需要使用正确的刷混液。火星上没有古铜色,这就是为什么我们开发了一种浸渍了润滑剂(含15%二硫化钼的银石墨)的特殊刷子。这是最重要的修改之一,因为普通的拉丝电机在真空中仅仅几个小时后就会故障。

质量测试
虽然在地球上使用的驱动器也进行了测试,但由于财务考虑,这些测试存在限制。这与火星任务不同,在火星任务中,任何风险都是不可接受的。在这里,测试每个单独的组件是值得的。我们还测试每个组件,这些测试都有完整的文档记录。这是我们如何向我们的客户证明,电机正是我们所承诺的。任务中使用的模型必须与合格的单元相同,因为它们在测试中暴露在与现实生活相同的压力下。他们被放在摇床上,暴露在温度循环中,并接受耐久性测试。如果驱动器通过了所有这些测试,那么我们就可以确信设计是好的。剩下的唯一步骤是以完全相同的方式构建所有其他驱动器—因此生成所有文档。这个过程需要付出很多努力,但这是值得的:太空任务的历史表明,任何被忽视的事情都会导致问题——而外太空是不可原谅的。

了解更多关于maxon对当前NASA Perseverance任务的贡献:mars.maxonworld.com

在完整的驱动杂志中阅读更多.


了下:Maxon驱动


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