嫦娥四號火箭與探測器關鍵電子系統(tǒng)全景展示
作者: 發(fā)布時間:2026-03-04 11:45:30 瀏覽量:
2018年12月8日凌晨2時23分,中國長征三號乙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將嫦娥四號探測器送上太空。 航天九院771所、13所、704所、772所、上海航天公司、鄭州航天公司、航天光華公司等單位為此次任務配套了大量電子產(chǎn)品,接下來為大家做一個“全景展示”。 火箭 火箭最智慧的“大腦” 此次執(zhí)行發(fā)射任務的長征三號乙運載火箭,它的“大腦”——箭載計算機由九院771所研制。箭載計算機能夠有條不紊地完成箭體參數(shù)錄取、飛行軌道計算、飛行軌跡誤差修正以及控制指令的輸出等多項負責的控制任務,指揮火箭順利將“嫦娥四號”發(fā)射升空。 速率陀螺組合:火箭穩(wěn)定好幫手 九院13所研制的速率陀螺組合是火箭的姿態(tài)敏感部件,主要用來測量火箭相對慣性空間的運動角速度(俯仰、偏航、滾動),以便姿控系統(tǒng)確?;鸺姆€(wěn)定性。該產(chǎn)品是13所自主研制,開始于20世紀90年代,隨后經(jīng)過一系列的改進,產(chǎn)品可靠性得到很大提高,該產(chǎn)品經(jīng)過長三甲系列火箭幾十次飛行考核,其產(chǎn)品使用成功率達到100%。 激光慣組參與火箭制導 九院13激光導航公司研制的某型激光慣組是為火箭控制系統(tǒng)“雙激光慣組+GPS”復合制導方案研制的控制系統(tǒng)慣性測量部件,為箭載計算機提供箭體坐標系的慣性測量信號,參與火箭的制導與穩(wěn)定。 遙測傳輸系統(tǒng)助力嫦娥奔月 火箭測量遙測傳輸系統(tǒng)是一套大型的、復雜的、多功能數(shù)據(jù)分布式采集系統(tǒng),九院704所配套的高碼率系列產(chǎn)品,包括中心程序器、遠置采編器、延時存儲器、S波段數(shù)字發(fā)射機及S波段功放單元六類產(chǎn)品20臺套,該系統(tǒng)功能多、產(chǎn)品多,使全箭的測點更為廣泛,測量覆蓋率高。大部分測量參數(shù)的采集均由此系統(tǒng)完成,包括完成速、緩變模擬參數(shù)的采集,完成不同類型數(shù)字量參數(shù)的采集,完成火箭起飛及飛行過程中實時圖像下傳,助力“嫦娥奔月”。 導航接收機:火箭方向盤 由九院704所研制的多星座導航接收機YP4-86B在雙模GPS、GLONASS導航接收機的基礎上增加了接收BD2衛(wèi)星B1和B3信號的功能,主要完成高動態(tài)條件下衛(wèi)星的跟蹤鎖定,與慣導構成組合導航系統(tǒng)用于制導控制,相當于火箭“方向盤”的重要部件,確?;鸺胲壘?。 傳感器變換器提升火箭感知力 九院704所為嫦娥四號的豪華座駕長征三號乙運載火箭的測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、附加利用系統(tǒng)等配套120項近380臺件傳感器變換器產(chǎn)品,這些兩器產(chǎn)品雖然個頭小,但是它們的身影遍布火箭全身,感知著火箭起飛前及飛行過程中環(huán)境參數(shù)及健康狀況。有關注燃料加注情況,火箭“大油箱”是否加好,確保火箭的運載能力的推進劑加注液位傳感器;有為火箭發(fā)動機提供燃料耗盡時命令發(fā)動機關機的耗盡關機液位傳感器變換器,還有肩負著調控火箭飛行時燃料混合比例,以便“嫦娥四號”精確入軌的推進劑利用系統(tǒng)。 地面測控系統(tǒng)為火箭“健康”把關 九院704所參試的地面測控設備覆蓋了任務各階段,包括地面檢測設備、地面測控系統(tǒng)、探測數(shù)據(jù)接收設備三大類。其中,地面檢測設備應用于發(fā)射場廠房火箭檢測,為火箭“健康”把關。 火箭發(fā)射的測量“標尺” 火箭發(fā)射前最后的“監(jiān)測”和“瞄準”的智能水平垂直度調整設備是由九院鄭州航天公司研制和生產(chǎn)。智能水平垂直度調整設備,可以簡單的理解為火箭發(fā)射的測量“標尺”。把實時監(jiān)測火箭姿態(tài)的各項數(shù)據(jù)準確無誤傳輸?shù)街笓]控制中心,確保“長三乙”火箭以最佳姿態(tài)發(fā)射。 嚴慎細實,護航長征起飛 九院航天光華公司為嫦娥四號重點發(fā)射任務的長征三號乙運載火箭配套箭上單機10臺、箭上電纜網(wǎng)1套,涉及機械加工、電子裝聯(lián)、電纜組裝件制造等專業(yè)。為確保發(fā)射任務圓滿成功,公司成立以第一責任人為組長的質量復查及檢查確認工作領導小組,以“嚴、慎、細、實”的工作作風確保嫦娥四號各相關產(chǎn)品萬無一失。 探測器 衛(wèi)星著陸器的“指揮員” “嫦娥四號”著陸器中數(shù)管分系統(tǒng)中,占據(jù)重要地位的系統(tǒng)管理單元,可實現(xiàn)星地通信、飛行過程中各設備的健康監(jiān)測和任務執(zhí)行管理、月球車的釋放、月表探測任務的試行等重要功能。系統(tǒng)管理單元的核心部件CPU模塊由九院771所負責研制。CPU模塊是系統(tǒng)管理單元的“大腦”。它是系統(tǒng)管理單元的控制源頭,負責控制各部分模塊,使其正常運轉。 打造“月球車”的“眼睛” 九院13所時代光電公司研制的嫦娥四號巡視器慣性測量單元是“月球車”的“眼睛”,用于感知月球車在月面巡視過程中的速度、姿態(tài)、引導月面行進,時代光電公司是“嫦娥四號”巡視器上唯一的慣性測量單元的承制單位。 “小芯片”的大作用 “小芯片”決定大成敗,此次772所為嫦娥四號配套的產(chǎn)品包括總線控制電路,轉換器電路,APS星敏感器時序驅動電路、APS星敏感器圖像采集電路,以及11款54AC系列產(chǎn)品,對各個子系統(tǒng)節(jié)點之間核心數(shù)據(jù)交互和系統(tǒng)控制級聯(lián),實現(xiàn)飛行器姿態(tài)控制,完成信號驅動、信號整形、數(shù)據(jù)譯碼編碼等發(fā)揮重要作用。 守護探測器“通信通道” 九院上海航天公司共為“嫦娥四號”探測器測控分系統(tǒng)和推進分系統(tǒng)研制生產(chǎn)了16臺(套)單機及一項軟件產(chǎn)品。其中測控分系統(tǒng)是所有航天探測器必備的重要系統(tǒng)之一,是探測器與測控地面站之間唯一的測控通信通道。 “嫦娥四號”在月面軟著陸過程中使用的7500N變推力發(fā)動機將在落月過程中連續(xù)變推力工作,為探測器月面軟著陸提供動力。九院上海航天公司研制的著陸器推進線路盒是星上控制分系統(tǒng)與執(zhí)行部件的中間環(huán)節(jié),通過接收控制分系統(tǒng)的指令,并根據(jù)這些指令按時準確地控制推進分系統(tǒng)各種閥門開關操作,并且能夠正確地通過控制步進電機來完成對7500N發(fā)動機的變推力控制,同時將指令狀態(tài)信息發(fā)送給控制分系統(tǒng)。 多系列連接器通“天路” “嫦娥四號”月球探測器將到達沒人去過的月球背面,是一次偉大壯舉,對其自主生存能力和自主探測能力提出了更高要求,對各部件適應晝夜極熱極冷環(huán)境提出了更大挑戰(zhàn)。由九院鄭州航天公司研制生產(chǎn)“嫦娥四號”月球探測器所用近兩層、五大系列的電連接器,每一個插頭、每一根導線、每一個焊點都關系到信號、電路傳輸?shù)臏蚀_性,必須精益求精,方能搭建起嫦娥四號的“信息高速公路”。
