空间用全功能摩擦副与特殊工况耦合的摩擦磨损机理研究

航天器交会对接是中国航天工程最重要的工作之一。空间对接机构摩擦副是成功实现航天器交会对接的关键部件，其在空间对接过程中要承担减速制动（制动摩擦副）、反推离合（离合摩擦副）及对机构部件的安全保护（安全摩擦副）三种不同运作，成为一种全功能摩擦副（常用摩擦副具有的三种功能），需要开展同时满足三种不同功能条件下摩擦磨损特性的关联性研究；开展在空间对接的高真空、高低温交变及微重力等特殊工况和耦合过程中三种不同工作条件下的摩擦磨损机理研究，成为全功能摩擦副可靠性评估的基础理论。因此，采用前期研究已获得的空间摩擦副材料，进行全功能摩擦副及其特殊工况耦合条件下的摩擦磨损机理研究，获得空间全功能摩擦副摩擦磨损失效预防机制，应用基础理论研究消除摩擦学依然依靠经验给航天技术带来的不可靠因素，为空间对接工作提供进一步的技术支持。此项目具有较强的理论创新价值和应用价值。

空间用摩擦副是成功实现航天器交会对接的关键部件，其在空间对接过程中要承担减速制动、反推离合及对机构部件的过载保护三种不同工作，是一种集摩擦制动、离合及安全保护于一体的全功能摩擦副。项目针对全功能摩擦副使用工况的特殊性，设计构造了全功能摩擦副在真空、大气和高低温交变条件下的摩擦磨损性能测试装置，填补了摩擦副空间应用综合性能测试装置和测试技术的空白；获得了全功能摩擦副不同功能条件下的摩擦学特性的关联机理及可靠性，为空间用摩擦副的可靠性提供了理论依据；实现了摩擦材料在空间环境条件三种功能条件下摩擦因数稳定系数大于90%的高可靠性和高稳定性苛刻要求；系统地分析了摩擦副材料的摩擦表面、亚表面等特征，形成了摩擦副材料与特殊工况及三种功能耦合条件下的摩擦磨损机理及失效机制，并提出了失效预防措施；所研制的全功能摩擦副已获得应用，实现了航天器的成功交会对接。