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高精度石英挠性加速度计在航天航空的应用

作者:admin  更新时间:2017-07-13
石英挠性加速度计是一种通过敏感石英摆片相对位置变化来检测加速度的精密惯性传感器,高精度石英挠性加速度计通过计算可以准确获得系统的速度和位置,为各类系统的导航、制导、控制、调平等提供精确的加速度测量信号,高精度石英挠性加速度计已广泛应用于航天、航空、船舶、兵器、石油、岩土工程等诸多领域。
  石英挠性加速度计主任设计师魏超介绍,“加速度计能够帮助测量速度、位置等重要信息,为飞行和交会对接提供必要的实时数据。”
  作为一款“久经沙场”的“宿将”,“天舟一号”上搭载的石英挠性加速度计与我国历次飞天任务渊源已久,从“神舟一号”到“神舟七号”,石英挠性加速度计成功为飞船返回舱提供了精确的测量;从“神舟八号”到“神舟十一号”,作为高精度石英挠性加速度计组合的核心器件,石英挠性加速度计身兼数职,为交会对接提供速度增量测量、为飞船姿态控制提供微重力测量、为飞船返回舱提供速度测量等;在已经完成的嫦娥3号飞行任务和即将开展的嫦娥5号飞行任务中,它都是不可或缺的重要产品,以其稳定的表现提供精准的测量数据。
  根据魏超的描述,太空之旅固然浪漫,但是随着高度的增加,空气将越来越稀薄,大气压力也将越来越低,最终将接近于真空。为了保证正常工作,石英挠性加速度计身体内部密封了一个大气压的工艺气体,而在真空环境下,石英挠性加速度计内部的气体会向外泄漏,随着内部压力的降低,石英挠性加速度计的测量精度也将下降。因此,为了保证交会对接高精度的测量要求,必须对石英挠性加速度计实施密封,即给石英挠性加速度计穿上一套密不透风的“外衣”,防止内部气体在真空环境下的泄漏。在通过对各种胶接剂的性能对比考核试验、胶接剂的成分配比反复验证,最终确定了石英挠性加速度计密封外衣材料用的胶接剂,并进行了精心的结构设计。为了充分保证密封的可靠性,又模拟太空使用环境,对这件密封外衣进行了振动、冲击、热循环、热真空等严酷试验的考核,经过千锤百炼的石英挠性加速度计密封外衣终于问世,为石英挠性加速度计真空环境工作提供了一个坚实的屏障。
  近年来,随着空天飞行任务的不断开展,长期在轨飞行对长期稳定性、长期密封性等提出了更高的要求,随着技术的不断突破,不远的将来,石英挠性加速度计将有望在更加宏伟的空天探测任务中再次带给人们新的、更大的惊喜。