在航天器的控制系統(tǒng)中,精密導(dǎo)電盤式滑環(huán)是實現(xiàn)兩個相對旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之間的電力以及控制信號電流傳輸?shù)木茈姎鈾C(jī)械裝置。隨著衛(wèi)星、載人航天器、航天站等航天應(yīng)用的快速發(fā)展,導(dǎo)電盤式滑環(huán)作為航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)通用驅(qū)動器的重要組成部分,能夠控制精度、可靠性和姿態(tài)控制系統(tǒng)的壽命。
由于宇宙應(yīng)用環(huán)境的特殊性,要求導(dǎo)電性滑環(huán)需要長時間穩(wěn)定、持續(xù)、可靠地運行。如果盤式滑環(huán)一旦發(fā)生故障,會直接影響姿勢控制系統(tǒng)的動作,嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致宇宙飛船整體的正常動作中斷。因此,對在宇宙中使用的精密導(dǎo)電盤式滑環(huán)彈簧的工作壽命和可靠性能提出了非常高的要求。
目前,國內(nèi)外航天器控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件(導(dǎo)電盤式滑環(huán))主要采用將執(zhí)行元件轉(zhuǎn)子驅(qū)動電機(jī)的電力控制信號傳遞至定子部分的圓筒形導(dǎo)電性彈簧。在研制航天器控制轉(zhuǎn)矩陀螺儀用導(dǎo)電性滑環(huán)的過程中,根據(jù)盤式滑環(huán)的工作環(huán)境特性及技術(shù)要求,對真空環(huán)境中材料揮發(fā)性能非金屬材料的選擇進(jìn)行了試驗,考察材料的出氣總質(zhì)量缺陷TML、可凝結(jié)揮發(fā)性CVCM及水蒸氣脫離WVR個指數(shù),確認(rèn)滿足航天用非金屬材料的要求以及考慮到獨到的盤式滑環(huán)結(jié)構(gòu)尺寸和重量要求。
所以,在設(shè)計空間單點盤式滑環(huán)時,采用單槽雙電刷并聯(lián)四點接觸,同時導(dǎo)電環(huán)和絕緣層分布在正方形波紋結(jié)構(gòu)中,從而增大滑移距離,大幅度提高盤式滑環(huán)的接觸性能、滑環(huán)電刷將的接觸可靠性以及相鄰導(dǎo)電環(huán)之間的絕緣強(qiáng)度。另外,專業(yè)人員還要對空間導(dǎo)電盤式滑環(huán)進(jìn)行壽命跑和試驗。以確保在指定的旋轉(zhuǎn)生命周期內(nèi),滑環(huán)的動態(tài)接觸電阻、絕緣電阻、電強(qiáng)度等導(dǎo)電盤式滑環(huán)主要技術(shù)均符合規(guī)格要求。