供配电主任设计师张伍：嫦娥可以画上惊叹号

一、供配电系统负责整个“嫦娥”的机械设计

主持人：各位网易的网友大家中午好，非常高兴各位网友准时光临网易新闻直播室，我是主持人林海，今天非常高兴请到两位嘉宾，一位是“嫦娥一号”供配电主任设计师张伍老师，以及机械总体组组长陈向东老师，两位中午好。

张伍：主持人好。

主持人：现在已经11：39分，“嫦娥一号”第二次近月制动十二小时的时间，刚刚说制动已经成功了，你们对它有什么想法？因为前期太成功了，对你们来说已经不存在意外了。

张伍：应该说是这样，对于第二次近月成功完全是意料中的事情，前面几次包括近地点变轨、中途修正、第一次近月制动，整个过程都非常顺利，应该说这种顺利比工程设计上的预估还要更理想一些，因为在我们设计上考虑了很多意外和余量，但是这些东西都没有用上，前面的一系列动作非常完美。

主持人：所以现在你们已经预期到它会非常成功，进入这12个小时，再下面的工作也非常简单是吗？

张伍：原来“嫦娥”设计上应该有十次变轨过程，这次是第七次，跟前几次差别不是特别大，所以这一次应该说是非常顺利的。预料中的事情。

主持人：现在访谈已经开始了，如果各位网友有任何问题向两位老师请教，你们可以把访谈的问题提交到泡泡聊天室以及页面聊天室中，我会在一定的时机把问题摘出来请两位老师回答。

主持人：张老师有两个问题是我一直不解的，在供配电这块是什么工种？另外您的职称非常多，搞得我也稀里糊涂的，能不能给我们解释一下？

张伍：好，我给各位网友介绍一下我自己的情况：

张伍：我现在是航天五院总体设计部空间科学与总体探测技术研究室，名字比较长，我们就叫“升空室”，我是升空室的副主任，在“嫦娥”初期我是总体副主任设计师，后期由于工作需要，任供配电分系统的主任设计师，也可以说是三种身份。

主持人：陈老师介绍一下您的机械组。

陈向东：我是机械总体组的组长，在型号里挂职的就是总体副主任设计师，只不过偏重机械这方面，整个“嫦娥”的机械设计都归我们最管。

主持人：机械这块全归您管，您这块主要管什么？所有的机械都管？

陈向东：主要是从布局开始，布局、构型，样式面，设备怎么摆，包括到最后的怎么装，应该装成什么样，包括装的流程中的方法，最后是用图纸和文件的形式反映出来。

网友：您之前是“嫦娥”总副主任设计师，后来变成了供配电分系统的主任设计师，是不是被降职了？

张伍：应该说不存在这个比较，在设计师的设置上还是根据工作需要调整的，首先通常系统的副主任设计师要求执行面更宽泛一些，因为要做系统上的事情，对各个分系统都要了解一些。分系统的主任设计师要求更专业一些，所以这两个，从技术上来说不存在此高彼低，降职或升职的问题，都是一样的。

主持人：就是职称的名字差别。

张伍：对，另外我的工作范畴，尽管后期任供配电分系统主任设计师，但总体的工作我一直在做。

主持人：那您工作岂不是非常繁忙？

张伍：因为我有很多的同志和助手一起来完成工作，所以会稍好一些。

主持人：陈老师跟张老师在一个团队工作？

陈向东：对。

主持人：刚才陈老师讲的我还能理解，要先设计出一个卫星的总体样式，不停地跟各个分系统沟通，确定这个系统放什么样子，多大地儿，是这个意思吧？这还能理解，陈老师那个最起码还能看整星，这是我设计的，您这个看不见摸不着，供配电，比较让网友难理解，有没有形象点儿的说法？

张伍：实际上大家也看得到，从视频里能看到这颗卫星的外形，卫星的外形向外伸展的左右两侧，一个比较长的太阳帆板，那个就是供配电分系统其中的一个组成部分。

主持人：帆板是供配电系统的？

张伍：对，它要进行太阳能发电，实际上就帆板本身来讲，帆板的机械部分还是属于机械结构的，但帆板上安装了很多太阳能电池片，这个能源要通过这个转动装置传到卫星的内部，对卫星的设备进行供电，实际上供配电分系统组成也还是比较复杂的，整星上所有设备的供电都是由它负责完成的。

张伍：我大致说一下它的组成：首先有一个一次电源，所谓的一次电源包括太阳翼，实际上卫星里还装了液氢蓄电池。

主持人：打断一下，液氢现在都淘汰，都用锂电池了。

张伍：现在锂电池在航天上也有应用，但锂电池对电量的管理、在特殊环境也有应用，但我们没采取锂电池，采取的还是液氢的，是一个相对成熟的技术。

主持人：您继续说。

张伍：对于太阳翼上的电能发射之后传到卫星内部，一方面卫星处在太阳底下，我们叫“阳照区”时，通过一个调节器直接给卫星内部设备供电，形成的电压叫一次母线。比如类似于咱们试电的220伏，调节之后是在阳射区直接使用，当卫星在阴影区的时候太阳能就已经没有了，我们把电池里存储的电能通过转换器继续给卫星供电。大家理解一般网络机房会用到UPS，类似于UPS，但又不完全是那样。

主持人：比那个高级点儿。

张伍：说到UPS，其实那个和UPS比较像，在阳照区太阳一发电，有一部分要放到储备区，在阴影区时再接着释放出来。

张伍：这是一次电源的部分，实际上还有一部分是二次电源的部分，做一个比方，相当于手机充电器或半导体要用到的变压器，是那样的，它主要是把一次电源变换成各种各样咱们需要的电压或电流，提供给各种各样的专用设备，这是二次电源。

张伍：除此之外，供配电嘛，除了供电之外还有一个配电过程，这里面就涉及到……

主持人：把这电给谁？

张伍：对，我们要设计一套复杂的电缆网。

主持人：那个东西有多大？

张伍：卫星大约是两米二乘一米七见方的实体。但电缆网非常复杂，因为分支也比较多，铺设到的位置也是各种各样的位置都有，同时供配电里还包括了一部分这样的电路，实际上航天器里大多都要用到火工品，起爆之后它会推动一个很锋利的刀刃剪断螺栓，剪断之后，大家看到卫星发射之后，比较近的事情就是太阳翼展开，每翼里都有七个压紧螺栓，然后要通过这个道把螺栓直接切断。

主持人：这是一个物理现象，不是我们把这个“翅膀”，太阳翼，还是叫帆板吧，这两侧的帆板合拢起来以后，我一开始一直以为是液压把它松开，原来它是被螺栓拴住的。

张伍：引爆火工品，然后太阳翼靠着自身的展开机制缓缓就展开了，供配电里有一部分功能就是要起爆火工品，通常这些火工品蓄电电流都非常大。

主持人：到多大？

张伍：具体的数量我们团队里的人很清楚，我在这里说也不是特别合适。

主持人：下回有机会再问。刚才您说到帆板，有好几个网友在问帆板的问题，一个是帆板面积有多大，另外一个问帆板能用多长时间。

张伍：是这样，我们的帆板大约应该有20几平方米，在地球附近，完全对准太阳的情况下单侧的太阳翼大约能发电1200挖左右，能用多长时间是根据我们的任务确定的，比如“嫦娥一号”的寿命是一年，我们会设定它寿命末期的发电功率情况，通常我们设定在900瓦左右。

主持人：一年大概损失20%左右？

张伍：这是一种比较保守的设计。

主持人：我了解你们的保守设计，因为到您这里是第四场访谈，我了解你们前面所有的设计都是非常保守的，都是以最坏的情况来打算。

张伍：因为要确保成功，就要可靠，这一点我想在航天领域里是大家一直在追求的事情。

主持人：陈组长我看那个帆板，两翼支撑的棍很细，能支撑住帆板吗？会不会出现弯曲？

陈向东：应该不会，都有很多次地面实验，帆板现在是七个压艇点（音）组成，一个帆板由七个螺栓组成，不是很大，再加上一个中心驱动器。

主持人：帆板还是要移动的？

张伍：要不停地转动，冲着太阳。

陈向东：对，因为它主要是要找太阳。

主持人：还有一个问题，电压是多少，刚才您刚说了一个220伏电压，他们说到不了。

张伍：我是一个比喻。卫星内部所谓的一次母线，不同的航天器可能不完全一样，高的可能有近百伏，我们设计的可能是29伏的电压，低压直流电。

主持人：很多网友在问问题，我们系列访谈会把“嫦娥一号”的主要人员和老总都请到访谈室，今天主要是在供配电和升空探测这一块，如果有其他问题可以等到其他嘉宾来得时候再提。

主持人：我们看到媒体报道时，说卫星要安全，整个卫星安全二位所负责的是最多的，因为所有仪器设备要使点就要找张总，所有仪器要安家，划地盘，就要找陈总，您二位对这两块说了算？

张伍：不应该那么说，因为航天工程设计是一个协调的过程，有各种各样的设备、各种各样的条件，一个设计团队最终就是很客观地把每一件事情都搞定，让接口都合适，这样才能达到最终的设计目标，是这样的事情。

主持人：这几大系统的人有没有争地的？

陈向东：应该说最终结果，在初期肯定是大家会有一些矛盾，但是总要协调解决，通过机动工作，相互达成一致，实在不行就个别问题个别解决，但不能影响上天的任务。

主持人：有没有遇到不愿意妥协的人？

陈向东：人肯定是有的。

主持人：那怎么办？

陈向东：那只能靠集体的力量了。

张伍：最终来说应该是要有一个决策过程，但更多还是一个客观的过程，比如某一件设备，实际上客观上就需要那样的工作环境，需要那样的市场，就要给它安放在一个合适的位置，包括热的影响，安装精度，也包括视场的影响。

主持人：什么叫视场？

张伍：类似相去一样，有一个可视的范围。

张伍：在具有成像和观测作用的视场内是不会有东西存在的，会影响它的工作效果。所以这些东西都是很客观的要求，在做总体设计时，在做分系统单机生产时都要注意到，通过最后的权衡，通过合理安排，这些问题都会得到解决。

主持人：陈向东老师这边可能就是争地，别挡视线或温度的问题，有没有载荷和仪器设备在您这儿要电？

张伍：实际上这也是一个比较突出的问题，可能是设备功耗的问题，通常像“嫦娥”卫星这样的航天器，它整星的重量是受限制的，如果需要更多的功耗，就意味着有更重的设备去支持能源的供给。另外在初方案设定的情况下，整个供电基本就定了。

主持人：大概是在什么时间定了？

张伍：也是一个不断改进的过程，但是在出样的时候基本就定了，各个设备功耗是什么样，这一轮定下来之后，也是供配电设计的一个重要输入，这个输入确定之后可能后期还有变化，因为随着认识的加深，是一个反复的过程，可能有些设备做下来之后发现用不了那么多功耗，还有些可能需要更多的功耗……

主持人：两种情况哪种遇到的多？

张伍：应该是都有吧，但是在功耗进一步增加的情况下，对供电设计来说会有一定的难度，因为要重新提供更多的能量，因为在供配电设计里有一项“功率平衡分析”，卫星在各种工作模式下，它的功耗到底是什么样，阳照区的供电怎么样，阴影区电池是否够用，出了阴影区进入阳照区之后电池在多长时间还能冲回到较满的状态，这些都是和功耗直接相关的。都要平衡考虑。

张伍：所以航天器的设计过程是一个集成的工作过程，是反复迭代的工作过程，不是在一开始就能把所有事情全部清晰地确定下来，这是航天研究的比较难的地方。

主持人：不仅是设计难，而且还要去协调各个部门之间的利益关系。

陈向东：不断地出现矛盾、不断地解决矛盾。

主持人：你们俩的工作需要从头到尾一直协调，不停地变化，因为他们在变化的时候你们必须跟着变？

张伍：大家都一样，有些时候可能涉及到总体设计的变化，也会反映到分系统单机的变化，作用是相互的。