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航天器上常用的电气旋转关节,滚环和滑环各有何不同的特点?(一)

浏览: 作者:晶沛文案编辑组 来源: 时间:2021-05-07

 

       4月29日,中国空间站核心舱天和号在海南文昌发射深空晶,再一次将人们的视线拉向了太空探索领域,作为人类目前能研制的体积最大、技术含量最高的航天器,空间站可谓是集齐了人类所有高端的科技成果和智慧。作为滑环行业的从业人员,知道在航天器上,也需要有具备旋转导电能力的旋转关节,但是由于航天器的特殊性,其所用的产品跟大气层内的产品有较大的区别。 

       目前在航天器上搭载的电气旋转关节无非两种,一种是传统的滑环沛,另一种则是比较少见的滚环。这两种都属于旋转导电关节,但是其内部结构有非常大的区别,耻这种结构上的差异,也使得两种解决方案在航天器上的使用前景有非常大的差别。

       我们先来看滑环,航天滑环也同样跟普通滑环采用刷丝、碳刷和铜环组成的摩擦副原,只是其外壳材质、绝缘材质以及结构设计方面跟普通民用滑环略有区别,再者,其可靠性要比普通民用滑环高得多,无这样可以避免滑环在设计寿命内产生故障,从而确保航天器的整体寿命能达到或者超过预期。 

       滑环技术虽然在民用领域已经非常成熟了,但是其在太空领域的应用趋势已逐渐有被滚环取代之势创,一是现在的航天器发电能力越来越强,采用刷丝和铜环摩擦副结构的滑环,可传输的功率有限,而采用碳刷式结构时,运行久了又会产生碳粉,袭日积月累之后,这有可能导致短路。

       而航天器滚环使用的摩擦副结构,与滑环的大相径庭,其由内环、外环和中间的弹性环构成,其每个通路都布置在同一平面内,运行时,滚环的内环转动,外环则固定,内外环之间由弹性环连接在一起导通。抄由于弹性环的耐磨性要比滑环的刷丝和碳刷耐磨得多,故其可靠性比航天滑环更高。

图片来源 新型空间大功率滚环热分析

航天器滚环的结构模拟图