嫦娥五号月表采样,哈工大助“一臂之力”

哈工大耿林教授、张学习教授项目团队“晶须增强铝基复合材料”成果在嫦娥五号月表采样过程获得成功应用

发布时间:2021-06-11浏览次数:870

2020123日凌晨,由哈尔滨工业大学耿林教授张学习教授项目团队研制的嫦娥五号月表采样机械臂,历经近15小时完成多种复杂月面自主采样动作,在七八平方米的扇形区域内采样12次,圆满完成了1.5公斤表层和次表层月壤的采样任务,实现了晶须增强铝基复合材料承力结构件在航天的领域的重要应用。


耿林教授(右)、张学习教授(左)与嫦娥五号总设计师杨孟飞院士在指挥中心


月表采样机械臂全长3.7米,结构重量3100克,壁厚仅有1.4毫米,于月表阳光照射环境作业,要求所用材料具有轻质、高模量、高强度、耐热等综合性能。晶须增强铝基复合材料密度比铝合金高不到4%,弹性模量却提高35%以上,同时兼具高强度、高硬度、高耐磨性和可加工性能。项目组针对月表工作新环境,解决了基体合金微合金化改性、界面状态优化以及高致密材料复合制备的技术难题,薄壁管材无余量挤压成型和锻件等温锻造的加工难题,以及产品强韧化与尺寸稳定化协同热处理改性等工艺难题,并攻关了大尺寸轴形件弯扭联合加载专用装置研制及机械臂刚度与强度考核,为产品的成果应用提供了关键支撑。



嫦娥五号月表采样机械臂臂杆及零部件实物图


嫦娥5号及月表采样机械臂模型图


嫦娥5号及月表采样机械臂实物图


嫦娥五号工程是我国探月工程“绕”“落”“回”中的最后一步,发射的中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器是中国航天迄今为止最复杂、难度最大的任务之一。其中,月表采样机械臂是嫦娥五号成功完成采集月球样品并返回地球任务中的关键部件


钱明芳副教授测试机械臂弯扭性能(凌晨)