“火箭分离”“着陆上升组合体分离”“支撑舱分离”“对接舱上升器组合体分离”“返回器分离”。还记得嫦娥五号任务中指控大厅一声声“分离”指令吗？“月球特产”就是在这一次次“分离”动作的指引下，经过38万公里的“接力”运输，层层闯关来到地球。每一次“分离”就如接力跑中“传接棒”，是圆满接力跑的关键。因此，分离机构“连得紧”“分得开”“飞得稳”成为嫦娥六号系统工程中“高可靠”的关键环节之一。

　　在这场38万公里的往返接力运输中，嫦娥六号探测器将实施6次分离，中国航天科技集团八院805所作为分离机构分系统研制单位，负责在月球环绕阶段的3次分离，需要先后在探测器的3个分离面各进行一次机构解锁及分离的动作。分离机构不仅需要保证连接状态下具有足够的强度和刚度，还必须保证按照规定的时序、速度和姿态满足分离体的分离的要求。

　　点式机构“连得紧、分得开”

　　研制团队从机构载荷特点、在轨空间环境、产品工作时间等任务特点着手，从轻量化小型化设计理念出发，充分开展方案设计论证，最终确定三个分离面的连接分离分别由三个具有独立功能的分离机构实现，共包含24套点式连接解锁装置和12套弹簧分离装置。其中，点式连接解锁装置完成连接和解锁功能，弹簧分离装置完成分离功能。

　　与传统星箭分离常用的包带锁紧释放机构不同，点式连接解锁装置具有体积小、极限承载能力大、布局灵活、预紧力可控等优点，连接功能由分离螺母实现，可根据分离面的承载大小和结构布局情况灵活布局数量不等的点式分离装置：着陆上升组合体连接解锁采用8点方案、轨道器支撑舱采用12点方案、轨道器对接舱采用4点方案。通过精准施加预紧力，真正实现“以点控面”。

　　具备了可靠的连接功能，点式机构还需要具备解锁功能，实现“分得开”。团队成功研制我国首款双点火双作动分离螺母，采用了两组独立的解锁机构，任意一组机构解锁即可完成分离。同时，机构具备在轨高真空度、高空间辐照以及极好的在轨贮存、在轨工作温度适应能力，其在轨适应温度高达±130℃。在嫦娥五号、六号两次任务中，点式分离机构功能和性能得到全面考核与验证。

　　弹射起步“飞得稳”

　　除了完成连接、解锁任务，分离机构还需要为探测器的分离任务提供分离动力。弹簧装置具有结构简单、环境适应力强、输出能量可调可控等特点，其稳定性成为探测器“弹射起步”的不二选择。弹簧分离机构作为无源机构，按照预置参数进行分离面分离，每一个分离动作自带“弹射”功能，第一次弹簧分离，着陆上升组合体将前往月球执行任务；第二次分离，支撑舱将从轨道器上分离，为样品返回交会对接提供通道；轨道器顺利完成地月转移后，进行最后一次弹簧分离，返回器将与轨道器分离，“弹射”回归，每一次“弹射起步”都代表着进入下一个重要的任务阶段。

　　为了实现分离面平稳安全地分离，弹簧分离装置需要根据分离面两侧舱体质量特性和分离速度、姿态需求，设计不同分离推力和工作行程，从而保证探测器的分离速度、分离姿态。在装置的生产过程中，对压缩弹簧的输出力需要进行精确控制，其最大推力偏差需要控制在1%以内，通过高精度分离动力控制，大温差环境适应能力设计，以及模拟空间温度场分离试验验证，实现分离姿态精度较一般连接分离高3倍。经过磨合试验、振动试验、热真空试验3轮严格验证，机构可满足0.4至0.8 m/s分离速度和小于2°/s分离姿态要求。

　　八院805所从1992年开始研制分离装置，1999年取得首飞成功，历时近20年完成了首个“百套目标”；历时4年，于2021年完成了第二个“百套目标”；而后仅历时2年，完成了第三个“百套目标”。随着嫦娥六号既定任务的逐一完成，配套分离装置将迎来其第366套飞行任务，向着第四个“百套目标”稳步前行。目前分离装置已发展成涵盖包带式、点式、机构式、筒式弹射以及POD等5大系列28种产品，同时具备器间、级间或星箭分离机构的设计能力。

　　通讯员 姜微 新民晚报记者 叶薇


                                        
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