中國載人登月初步方案公布：特種電機鐵心開啟機遇之門

當日在武漢舉辦的第九屆中國(國際)商業航天高峰論壇上，中國載人航天工程辦公室副總設計師張海聯表示，我國計劃在2030年前實現載人登陸月球開展科學探索，其后將探索建造月球科研試驗站，開展系統、連續的月球探測和相關技術試驗驗證。

據了解，我國載人登月的初步方案是：采用兩枚運載火箭分別將月面著陸器和載人飛船送至地月轉移軌道，飛船和著陸器在環月軌道交會對接，航天員從飛船進入月面著陸器。其后，月面著陸器將下降著陸于月面預定區域，航天員登上月球開展科學考察與樣品采集。在完成既定任務后，航天員將乘坐著陸器上升至環月軌道與飛船交會對接，并攜帶樣品乘坐飛船返回地球。為完成這項任務，我國科研人員正在研制長征十號運載火箭、新一代載人飛船、月面著陸器、登月服、載人月球車等裝備。

載人月球車上使用的電機：關鍵性能和多樣化應用

載人月球車作為人類登月任務的重要組成部分，需要可靠而強大的電機來驅動和控制它的運動。在月球的惡劣環境下，這些電機必須具備特定的性能和功能，以確保任務的成功和安全。讓我們來了解一下在載人月球車上使用的電機種類及其性能需求。
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驅動電機（Drive Motors）：載人月球車需要強大的驅動電機來推動它在月球表面的移動。這些電機通常是直流電動機，具有高扭矩和高功率輸出。由于月球表面的地形復雜，這些電機必須能夠應對各種地形，包括坑洼、巖石和陡峭的斜坡。它們應該具備良好的扭矩控制和操縱性能，以確保駕駛員能夠精確地控制車輛的移動。
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轉向電機（Steering Motors）：載人月球車還需要轉向電機來實現轉向功能。這些電機通常是小型直流電動機，通過控制轉向機構來改變車輛的方向。它們需要具備快速且精確的響應能力，以應對駕駛員在月球表面進行導航時的需求。

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遙控電機（Remote Control Motors）：載人月球車上的一些操作，如開啟和關閉儀器、控制機械臂等，需要使用遙控電機。這些電機通常是小型直流電動機，具有精確的位置控制和靜音運行的特點，以確保駕駛員能夠準確地操作車輛上的設備。

在選擇適合載人月球車的電機時，還需要考慮以下性能需求：

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耐用性和可靠性：由于在月球表面維修和更換零部件是相當困難和昂貴的，因此載人月球車上使用的電機必須具備高度的耐用性和可靠性。它們應該能夠在極端溫度、低壓環境和惡劣振動條件下正常運行。
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輕量化：在太空任務中，重量是一個關鍵因素。因此，載人月球車上使用的電機應該盡可能輕巧，以減少整個車輛的質量。輕量化的設計還能夠提高車輛的能效性能和電池續航時間。
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節能性：電力供應在月球任務中是有限的，因此電機應該具備高效能耗的特點，以最大限度地延長電池壽命，并減少對能源的消耗。
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精確度和控制：電機系統需要具備高度的精確度和控制性能，以應對月球表面的不同地形和環境。這樣可以確保車輛能夠準確地行駛到指定的目標位置，并完成各項任務。

高強度、高頻、低損耗鐵心材料應用占比不斷增加

      隨著高速發電機技術不斷發展，高效率指標愈加嚴格，因此，高強度、高頻低鐵損鐵心材料應用占比將不斷增加。這一趨勢的背后是對更高性能和更可靠的電機系統的需求。在航空航天領域，硅鋼片、鐵氧體、非晶納米晶和SMC（軟磁合金）等軟磁材料被廣泛應用于電機鐵心中，每種材料都具有各自的優劣勢。然而，隨著航空航天電機的發展，有必要進一步提升這些材料的性能，以滿足對更高性能和更可靠電機系統的需求。硅鋼片是一種傳統的軟磁合金材料，具有良好的導磁性能和低磁滯損耗，適用于中低頻電機應用。鐵氧體材料具有高飽和磁感應強度和較低的鐵損，適用于高頻電機和大功率電機。非晶納米晶材料具有極低的磁滯損耗和高飽和磁感應強度，適用于高頻和高性能電機。SMC是一種相對較新的軟磁合金材料，具有高導磁性能和較低的渦流損耗，適用于高性能和高效率電機。

為了推動航空航天用電機的發展，可以通過不斷改進這些軟磁合金材料來提升它們的性能。這可能包括優化合金配方、改進制備工藝、控制晶粒結構和磁疇行為等方面。通過這些改進，可以提高材料的導磁性能、降低磁滯損耗和渦流損耗，進而提高電機的效率和功率密度