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电动马达在火星上必须克服的5个挑战
发表11/11/2020
外太空是无情的。这就是为什么前往其他星球的精密驱动器需要达到极高的质量标准。
maxon的每个火星驱动器都是基于目录产品,并为特定的任务进行了修改。这是因为直流电动机、齿轮头和编码器在升空、太空长途旅行和火星任务中都面临着严酷的环境。在这篇博客中,我将讨论一个驱动器需要具备的属性,以符合火星之旅的条件。
振动和冲击
第一个挑战是在火箭发射时存活。这意味着电机必须抵抗冲击和振动。由于人们可能认为,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离。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。最具损害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大厅传感器。要额外保险,我们正在成对安装它们以进行冗余。在真空中,组件的耐久性很重要。您不能使用经历化学性质的变化的胶水,并在真空中几天后失去其粘合性。
减重
火箭队可以携带有限的质量到其他行星。尽可能轻,我们还借助不寻常的形状,并使用较薄的外壳,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,润滑油需要抗排气,并需要保持其性能。特别是对于有刷直流电机,还需要使用正确的电刷混合物。火星上没有铜绿形成,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。这是最重要的改进之一,因为普通的刷电机在真空中仅几个小时就会失效。
质量测试
虽然在地球上使用的驱动器也进行了测试,但出于财务考虑,这些测试存在一些限制。这与火星任务不同,火星任务的任何风险都是不可接受的。在这里,测试每一个组件是值得的。我们还测试每个程序集,这些测试都有完整的文档记录。这就是我们如何向我们的客户证明电机是完全如我们所承诺的。执行任务时使用的模型必须与合格的单元相同,因为这些单元在测试中暴露在与现实生活相同的压力下。他们被放在一个振动器上,暴露在温度循环中,并进行耐久性测试。如果驱动通过了所有这些测试,那么我们可以相信设计是好的。剩下的惟一步骤是以完全相同的方式构建所有其他驱动器——因此需要所有文档。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,任何被忽视的东西都会导致问题——外太空是不可饶恕的。