中国航天日:我们身边的航天“黑”科技

央广网 2017/4/24 14:09:00

央广网上海4月24日消息(记者傅闻捷 通讯员夏春辉 李柏杨)提到谷歌的机器人,很多人都会想到智力超群的Alphago。但近来,越来越多人的目光正在被运动能力卓然的Atlas所深深吸引,其行走自如、被撞后仍能保持平衡的能力被网友们惊叹为“黑”科技。“这其实都归功于其核心部件——控制力矩陀螺。”来自上海航天技术研究院的控制领域专家刘瑞鑫介绍道。“这一技术早已在航天领域有所应用了。”

控制力矩陀螺是航天器在太空中调整姿态的执行机构,其内部高速旋转的轮子可产生角动量,通过旋转控制力矩陀螺的外框即可改变角动量的方向,进而输出力矩作用在航天器上,实现对航天器姿态的控制。

最初,太空中大多数航天器在使用飞轮进行姿态调整时的速度仅仅只有0.1°/s。这有多慢呢?刘瑞鑫笑着打了个比方,“想象你面前坐着《疯狂动物城》里的树懒‘闪电’,一个简单的‘扭头’90°动作就需要将近15分钟!”

如此慢的速度,讲求效率的航天人自然无法接受,于是基于控制力矩陀螺的航天器快速姿态机动控制技术应运而生。

控制力矩陀螺输出的力矩更大,可实现航天器的快速姿态机动,其机动速度达几度每秒甚至几十度每秒。“同样的‘扭头’动作,短短数秒即可完成。”刘瑞鑫说道。

这样的航天“黑”科技同样也能接地气,上海航天控制技术研究所正积极将控制力矩陀螺产品推向民用市场。

“与市场上同类产品相比,我们的产品是基于大质量卫星、乃至未来重达百吨的空间站研制而成的,其能力、稳定性以及可靠性均具有明显优势。”负责民品市场拓展的设计师李佳亮自信地说道。

通过前期市场调研,设计团队想到利用控制力矩陀螺输出的大力矩可抵消海浪对船舶的干扰力矩,从而实现船舶的稳定。于是在运用现有控制力矩陀螺核心技术的基础上,迅速研制成功1500Nms减摇陀螺。经试验验证,该减摇装置安装在船舶上后,船舶的横摇幅度减少了70%以上。

“我们针对不同需求背景的多个其它规格型谱产品也在同步开发中。”李佳亮说道。据悉,该项成果可广泛应用于军用舰艇、民用船舶、豪华游艇等各类船舶中,有效提高船舶在复杂海况和恶劣天气环境下的稳定性和安全性,提高乘员的舒适性。

目前,拥有航天血脉的船用减摇陀螺已多次亮相工博会、国际游艇展等大型展会,并以其高技术含量和航天品质获得了多家船舶设计单位和制造企业的青睐。

也许不久的将来,不仅是太空中的航天器拥有最先进的技术,你坐的船也可能有了航天“黑”科技哟。

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