石英挠性加速度计发展过程
在上个世纪60年代,森德斯坦控制公司(SDC)研制出石英挠性加速度计,之后新的品种不断开发研发,也开始在不同的领域进行应用。其中代表作QA-3000进行了多方面的改进,不仅性能更高,并且成本大幅度降低,使其更符合惯导系统的工作条件和环境。在应用层次上不仅可以在技术领域应用,还能在民用领域应用,比如工程机械、建筑、电梯等。我国的石英挠性加速度计的研制相对较晚,主要是国外对我国的技术封锁的原因导致,一直到上世纪的80年代初,多个研究所和院校开始进行研制,这面比较出名的有三院三十三所、八院八零三所、十院十三所,石英挠性加速度计应用,中船重工、清华大学、哈尔滨工程大学等,国家大力度的支持很快满足了军事和经济发展的要求,在民用市场上尚未完全普及。今年上半年,中国航天科工三院研制的石英挠性加速度计在天舟一号发挥了巨大作用,jht型石英挠性加速度计,石英挠性加速度计成功为飞船返回舱提供了准确的测量,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。
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准确的测量;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。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***正常工作,科技人员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。为了充分***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。
在漫长的奔月旅行中,嫦娥四号要经过多次加速变换飞行轨道后,才能最终抵达月球,由航天科工研制生产的高精度加速度计组合一路保驾护航,平稳地完成了嫦娥四号的速度变化控制,保障落月任务的圆满完成。嫦娥四号研制的高精度加速度计组合,采用新型设计方案,为核心部件石英挠性加速度计打造全新的配套电路,大大提高了其可靠性,研制团队还做了大量***性设计,使产品成本***、体积更小、重量更轻、功耗更小。随着落月过程的开始,置于嫦娥四号底部的γ关机敏感器便实时测量嫦娥四号与月球表面的距离。当γ关机敏感器探测到距月球表面数米高度时,便发出关机指令,关闭轨道控制和姿态控制发动机。这个关机指令的发出,是实现“嫦娥落月”的关键动作,石英挠性加速度计,这一瞬间,决定着“落月”任务的成败。当轨道控制和姿态控制发动机关闭,开环石英挠性加速度计,就会停止给嫦娥四号提供推力,嫦娥四号就会在月球引力作用下以自由落体的方式下落,最终翩然降落在月球表面。