近日,普利司通与Teledyne Brown工程公司签署了一项独家协议,普利司通将为NASA(美国航空与航天局)的载人月球地形车提供月球轮胎。
为此,普利司通正在研发和验证金属无气轮胎概念,来确保在困难的操作条件下月球地形车的能够正常且安全地运行。
(从月球表面看地球|图片来源:普利司通公司)
用于探索月球的加压漫游车
JAXA和丰田正在联合研发一种由燃料电池和自动驾驶技术驱动的加压月球车,这款月球车叫“月球巡洋舰”,可以为人类探索月球提供必要的机动性,除此以外,还要具备安全舒适的性能,可以在月球的恶劣环境中航行。
(“月球巡洋舰”|图片来源:普利司通公司)
月球车轮胎的性能要求及原型
月球的环境与我们所在的地球截然不同,因此,与月球表面接触的轮胎必须能够承受月球的恶劣环境。此外,此款轮胎如果研发成功,不仅能够适应月球的环境,而且能够在具有挑战性的条件下长距离行驶。
(普利司通为月球车开发的轮胎|图片来源:普利司通公司)
1.为适应月球环境而设计的全金属轮胎
月球表面的温度范围为-170℃~120℃,并持续受到高能宇宙射线辐射的轰击。普通轮胎中使用的橡胶材料无法在月球表面持续使用,在这种极端环境下,会很快损坏。因此,普利司通选择制造一款可以在恶劣的条件下工作的全金属轮胎。
2.专门设计的弹性车轮结构
普通轮胎通过内部气压来支撑车辆的重量。然而,太空处于真空状态,无法利用这种条件。因此,普利司通开发了一种具有弹性的金属骨架结构轮胎。尽管是金属骨架,这种结构经过了特别的设计,可以灵活弯曲,同时提供必要的弹性,以完成月球探索任务所需的10000多公里的旅程。
(弹性车轮结构|图片来源:普利司通公司)
3.双胎结构
月球表面覆盖着风化层——一层极其精细的沙质沉积物,这意味着表面的接触压力极高,会导致轮胎被埋在这种地形中,无法移动。为了解决这个问题,普利司通采用了双胎结构——每个车轮上安装两个轮胎,以增加轮胎的接触面积,就像大型卡车一样。这种结构使得这款轮胎与地面的接触面积大约是普通乘用车轮胎的六倍,能够承受更大的压力。
(双胎结构|图片来源:普利司通公司)
4.柔性金属胎面材料
在设计这些轮胎时,普利司通从骆驼身上获得了灵感,骆驼携带重物还可以轻松地穿越沙漠,这归功于它们脚上的垫子。利用仿生技术,轮胎包裹着特殊胎面材料——由弹性金属制成的钢丝绒,在接触月球表面时,可以分散压力。
(柔性金属胎面材料|图片来源:普利司通公司)
模拟太空环境的测试制备
普利司通目前正在沙地、崎岖和斜坡地带的测试车辆上测试这些轮胎。由于无法在太空中测试这些轮胎的功能,必须在研发和测试实践中一丝不苟,以确保它们在月球车发射前准备就绪。
(轮胎测试车辆|图片来源:普利司通公司)
普利司通将继续努力研发能够承受恶劣环境条件的轮胎,从源头做好支持月球探测任务的工作。
(责任编辑:W.Y.)