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发布时间：

2018-01-24

伴随科学的进步，对传统电机提出了很难实现的要求。超声电机作为新生微型电机，具有结构简单、低速大扭矩、响应快、断电自锁、噪音小等优点，在飞机颤振、火星探测、月球探测等航天工程中得到较好应用。

　　超声电机在航空航天工程的应用

　　一、超声电机在飞机--颤振的应用

　　飞机有一种危险的自激振动——颤振。颤振一旦产生，将会造成机毁人亡。如何防止颤振是飞机设计和实验中一个非常重要的问题。除了一些传统的措施之外，目前先进的方法是通过一套控制系统，使飞机在颤振开始发生的瞬间，就把它迅速一直下来，这就是所谓飞机颤振主动抑制。

　　颤振主动抑制是一伺服气动弹性稳定性问题，设计飞机结构、空气动力与控制系统的相互影响，包括弹性力、惯性力、气动力和控制力的联合作用。国内外航空科技界对飞机颤振一直已有多年研究。在早期颤振主动抑制研究中，驱动控制面转动的作动器多用液压伺服系统。随着新技术与新材料的不断涌现，各种新型的作动器也应运而生。

　　在不同频率下，超声电机驱动面运动对输入指令的跟随性非常好，以超声电机作为控制面板的作动器可以有效地抑制机翼颤振，还能在一定程度上将机翼颤振临界速度进行提高。超声电机所具有的低速大扭矩、断电自锁、响应快和扭矩/质量比大等优点，使它成为控制面的作动器的最佳选择。

　　二、超声电机在星际探索中的应用

　　由于超声电机不受太空电磁辐射的影响，能够在温差变化剧烈的环境下保持良好的机械性，同时还具有质量小的特点，非常适合用于星际探索。

　　美国航天器、火星探测器、核弹头等都有超声电机的应用。法国也将其研制的直线超声电机用在本国Helos人造卫星上。美国JPL和MIT联合研制的超声电机在火星探测微着陆器(microlander foe mars exploration)上应用，该超声电机的扭矩达2.8N•m，使用温度达-100℃，质量比传统电磁电机轻30%。超声电机应用于航天器的照相机系统，比用传统电磁式电机的机构体积小6倍。

　　美国NASA的Coddar Space Flight Center曾经专门研制出直径分别为27.94mm、63.5mm和71.12mm的三种环形行波超声电机，用于太空行走机器人上的微型机械臂的驱动，三种电机的扭矩分别为0.05N•m，0.11N•m和0.68N•m。NASA采用超声电机作为机械臂关节执行器的主要考虑;一是在真空环境及高、低温环境下，超声电机能稳定地工作;二是为了减轻重量的同时使机械臂的结构变得紧凑。