7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī) 助力嫦娥四號(hào)順利落月

嫦娥四號(hào)探測器1月3日順利著陸月球南極—艾特肯盆地的馮·卡門隕坑，代表全人類首次登陸造訪月球背面，并開展月球巡視。在本次落月過程中，中國航天科技集團(tuán)六院(簡稱“航天六院”)研制生產(chǎn)的1臺(tái)7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)和近30臺(tái)小推力姿控發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)完美，為著陸器推進(jìn)分系統(tǒng)配置了全部動(dòng)力，提供了靈敏、可靠的服務(wù)。

圖片為嫦娥四號(hào)探測器動(dòng)力下降過程降落相機(jī)拍攝的圖像。中國國家航天局/供圖

據(jù)悉，艾特肯盆地是太陽系內(nèi)已知最大的撞擊坑，對其進(jìn)行勘測有助于解答與月球有關(guān)的一系列重要疑問，包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)和熱演化。與嫦娥三號(hào)相比，首次造訪月球背面的嫦娥四號(hào)，不僅要克服通信障礙，而且要應(yīng)對月球后方更加崎嶇的地形，實(shí)現(xiàn)更難的精確控制。

由于探月任務(wù)的不同，嫦娥四號(hào)的著陸方式與工作狀態(tài)性也有了很大的提升。月球正面有較為寬闊的平原，雖有許多隕石坑，但其坑底相對平整，嫦娥三號(hào)采取弧形軌跡緩慢著陸。而月球背面的地形則更為復(fù)雜，隕石坑更多，地勢更陡峭，為了避免撞到峭壁，嫦娥四號(hào)則采取了近乎垂直的著陸方式。

鑒于以上新的著陸環(huán)境和要求，航天六院從人員資格、零組件生產(chǎn)過程、配套產(chǎn)品優(yōu)選確認(rèn)、裝配過程控制、對外接口質(zhì)量、量化控制、外購?fù)鈪f(xié)產(chǎn)品質(zhì)量控制等8個(gè)方面提出了質(zhì)量控制要求。

針對本次配置的推進(jìn)器分系統(tǒng)，該院在分析發(fā)動(dòng)機(jī)固有特性的基礎(chǔ)上，對發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略進(jìn)行了優(yōu)化和完善，大大提升了發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的可靠性和裕度，助力嫦娥四號(hào)成功落月。針對其在探測器發(fā)射后工作模式繁多、過程復(fù)雜、耗時(shí)較長，而且部分動(dòng)作是在探測器測控弧段外，無法即刻接收指令和反饋結(jié)果的問題，該院提出了部分智能自主控制程序，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的條件自主調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，使系統(tǒng)反饋更加及時(shí)，提升了環(huán)境適應(yīng)性。

推進(jìn)分系統(tǒng)中的明星產(chǎn)品7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，較嫦娥三號(hào)而言，在高性能和長壽命上實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)突破。從性能上說，它可實(shí)現(xiàn)推力從1500N到7500N大范圍的連續(xù)變化，其性能指標(biāo)比沖，單位質(zhì)量內(nèi)推進(jìn)劑的量所產(chǎn)生的沖量，由原來的308秒提高到了310秒。同時(shí)，其外觀涂層更加美觀、壽命更長。因其性能高、適應(yīng)性強(qiáng)、燃燒穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等特點(diǎn)，它很好地承擔(dān)了嫦娥探測器近月制動(dòng)、動(dòng)力下降的主要?jiǎng)恿?，它能按照飛行器的控制指令準(zhǔn)確快速改變推力，實(shí)現(xiàn)探測器的中途修正、近月制動(dòng)及月面軟著陸。