人民網(wǎng)重慶7月25日電（劉政寧、周小平）24日14時22分，搭載中國空間站問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭，在海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射并取得圓滿成功。問天實驗艙在預(yù)定軌道上完成姿態(tài)調(diào)整和系統(tǒng)調(diào)試后，其太陽能電池翼的阿爾法對日定向驅(qū)動機構(gòu)將投入使用。25日，重慶大學(xué)發(fā)布消息，該阿爾法機構(gòu)采用的對構(gòu)齒輪傳動由重慶大學(xué)機械傳動國家重點實驗室自主研發(fā)。

問天實驗艙阿爾法對日定向機構(gòu)對構(gòu)齒輪傳動示意圖。重慶大學(xué)供圖

問天實驗艙配置了目前國內(nèi)研制的最大面積可展收柔性太陽翼，單翼全展開狀態(tài)下長達27米，面積可達138平方米。受太陽入射角和空間站飛行姿態(tài)的影響，太陽翼的發(fā)電效率會因時段不同、姿態(tài)不同而產(chǎn)生相應(yīng)變化。

為了讓柔性太陽翼24小時不間斷追蹤太陽，保持最高狀態(tài)的發(fā)電效率為空間站保障用電，問天實驗艙首次采用太陽翼雙自由度同時轉(zhuǎn)動，確保每一縷陽光都垂直照射在太陽翼上。這一技術(shù)的實現(xiàn)，也是因為問天實驗艙使用了我國目前設(shè)計規(guī)模最大、連續(xù)工作壽命最長、傳輸功率最大的大型回轉(zhuǎn)運動類空間機構(gòu)產(chǎn)品——對日定向裝置。有了它的加持，空間站將實時捕捉每一道陽光，保證空間站源源不斷的能量供給。

實驗室中的”對構(gòu)齒輪“。鄒樂攝

“對日定向裝置里的對構(gòu)齒輪傳動，是由我們自主研發(fā)的。”重慶大學(xué)機械傳動國家重點實驗室陳兵奎教授介紹，對構(gòu)齒輪傳動的作用是讓太陽翼24小時不間斷追蹤太陽，保持最高狀態(tài)的發(fā)電效率，為空間站保障用電。

據(jù)悉，團隊開展對構(gòu)齒輪的研究最早開始于2003年，之后陸續(xù)形成了曲線-曲線、曲線-曲面的對構(gòu)圓柱齒輪、對構(gòu)錐齒輪等的理論體系。到目前為止，已經(jīng)獲得歐洲以及德國、英國、法國等國際專利3項。而問天實驗艙采用的是曲線與曲面的對構(gòu)齒輪。“它的原理是我們受小時候滾鐵環(huán)的啟發(fā)而提出的。”陳兵奎說，滾鐵環(huán)，直走的時候，鐵環(huán)垂直于地面，而拐彎的時候，鐵環(huán)與地面傾斜，因此，他便猜想，曲線與曲面的接觸會具有很好的誤差適應(yīng)性。經(jīng)過深入的研究，于是提出了具有很好誤差補償能力的線面對構(gòu)齒輪傳動。

“這是一種新型齒輪傳動，其突出的誤差適應(yīng)能力和較高的承載能力，能夠滿足太空極端高低溫交替變化對阿爾法機構(gòu)提出的超大空間尺寸形變、高可靠、長壽命等嚴(yán)苛要求?！标惐f。

據(jù)了解，陳兵奎教授團隊在前期積累的理論研究和工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)上，針對阿爾法機構(gòu)對構(gòu)齒輪傳動進行了近八年的攻關(guān)，歷經(jīng)縮比原理樣機的研制、1:1初樣的研制和最終正樣產(chǎn)品的研制交付三個階段，攻克了極端工況下對構(gòu)齒輪設(shè)計理論與方法、多物理量作用下對構(gòu)齒輪數(shù)字閉環(huán)精密加工與測量、擬實條件下對構(gòu)齒輪加速疲勞壽命試驗技術(shù)與裝備等多項關(guān)鍵技術(shù)，并在上海宇航系統(tǒng)工程研究所、上海航天設(shè)備制造總廠、鄭州機械研究所等單位的通力合作下，最終完成問天實驗艙和夢天實驗艙阿爾法機構(gòu)對構(gòu)齒輪產(chǎn)品的交付。

下一步，陳兵奎教授實驗室團隊還將發(fā)揮“對構(gòu)齒輪傳動”技術(shù)承重能力更強、更耐用、效率更高的優(yōu)勢，將其推廣到汽車、機械制造等其他行業(yè)當(dāng)中，讓航天科研創(chuàng)造更大的社會價值。

“近年來，重慶大學(xué)相關(guān)技術(shù)先后在嫦娥四號生物科普試驗載荷、嫦娥五號著陸驗證系統(tǒng)、首次月面無人鉆取采樣任務(wù)等國家重大工程中解決了故障定位不準(zhǔn)、試驗評價手段不足等關(guān)鍵難題。多次出色完成中國航天任務(wù)后，我們也積累了豐富經(jīng)驗。”重慶大學(xué)常務(wù)副書記王時龍表示，未來，在中國的深空探測和載人航天領(lǐng)域，還將出現(xiàn)重慶大學(xué)的身影。

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