5月22日 ， 中国首辆火星车“祝融号”安全驶离着陆平台 ， 到达火星表面 ， 开始巡视探测 。 火星表面地形复杂 ， “祝融号”火星车如何准确传递运动指令 ， 进而灵活行走、“爬坡下坎”？这一切离不开火星车移动分系统核心传动部件——悬架减速自锁装置的支持 。 没有它 ， 火星车就如断线的风筝 。
这次为“祝融号”保驾护航的火星车悬架减速自锁装置 ， 由中国航天科工集团所属航天江南群建精密公司承研 。 在此次任务中 ， 科研人员又一次发挥自身专业优势 ， 让小齿轮发挥大作用 。
耐极寒抗冲压 ， 小型“传动器”作用大
如果将“祝融号”火星车比作一辆“马车” ， 那么悬架减速自锁装置就是这架“马车”忠诚的“马车夫” 。
“祝融号”火星车左右两侧的悬架上分别装备了2种结构精密的悬架减速自锁装置 ， 其中夹角调节用减速装置、离合器机构用减速装置各2台 。 该装置不仅体型小 ， 而且重量轻 ， 每台约重250克 。 整套传动装置相互配合 ， 使火星车6个行走车轮独立实现抬升和降落 ， 实现车体姿态和高低调节 ， 以适应火星表面地形地貌 ， 保证爬坡下坎行动自如 。
在天问一号飞往火星7个多月的漫长旅途中 ， “祝融号”火星车悬架减速自锁装置要在空间和体积的严格控制下 ， 满足高强度冲压、极寒高温等多方面的苛刻要求 。 这对产品的材料和性能提出了考验 。
为此 ， 项目团队花了整整半年时间 ， 从原材料、热处理、机械加工、精密测试与试验等基础方面入手 ， 通过不断探索、开拓创新 ， 一路闯过了火星条件下产品所承受的瞬间冲击、零件润滑和耐磨、材料硬度等多道难关 ， 确保了火星车在转向、过坡中更自主、灵活 。
上百次验证 ， 拒绝毫厘之差
天问一号任务的科学目标是研究火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等 。
要完成这些科学目标 ， “祝融号”火星车的压力不小 ， 火星车悬架减速自锁装置也必须经得住火星恶劣环境的考验 。 为此 ， 研制小组片刻不敢懈怠 ， 从正式接到项目至模样验收 ， 研制人员夜以继日全力以赴 ， 比原计划提前了近3个月 。
模样阶段验收后 ， 研制人员反馈产品验证情况 ， 指出运行过程中存在的问题——产品耐磨损时间不够长、润滑方式有缺陷 。 针对两大技术难点 ， 攻关团队累计组织3次大型论证研讨会、内部技术研讨会10余次 ， 开展台架跑合试验60余台次 ， 开展热处理工艺验证32炉次 ， 开展低温环境模拟试验18炉次 ， 验证润滑方案5种……终于在项目模样转初样阶段前探索出了合理的技术实施方案 。
在攻关团队看来 ， 只有每一道工序都通过有效验证 ， 产品的精度和性能才能做到万无一失 。 在热处理方面 ， 技术人员通过反复多次试验 ， 找出变形规律 ， 找到变形最小参数 。 为使产品性能达到要求 ， 一个产品要进行几十次甚至上百次的试验 ， 最终确定工艺方案 。
“认识一个新的事物就是试错的过程 ， 航天却不给你很多机会去试错 。 ”项目技术负责人贺志斌坦言 ， 火星探测任务的重头戏就是火星表面巡视 ， 这个过程必须万无一失。
【装置|小齿轮助“祝融”在火星“爬坡下坎”】在小齿轮的助力下 ， “祝融号”火星车成功在火星“爬坡下坎” 。 借助火星车悬架减速自锁装置项目 ， 多项新技术在国内首次应用于空间项目 ， 同时也推动了新工艺的使用 。 作者 郭超凯
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