李小萌：大家也知道其實前蘇聯、美國一些國家都也這個月球車登陸了，但是也曾經有一些月球車就犧牲在月球上了，咱們來看一個圖片。這就是1973年叫做月球車二號吧，我想毛所長你比我更熟悉，您講講它當時悲壯的過程。

　　毛明：1973年前蘇聯有一個月球車，當時就在火星坑里面爬不出來，爬的過程中又因為月球上面的月壤比較松，就把它的電池板都給遮擋住了，最后就犧牲在那里。

　　李小萌：它等于就是登月之后沒有工作太長時間就犧牲了。

　　毛明：大家平常也知道，2004年在美國的火星車也費了很長時間的勁，有一個障礙才突破，才出來。

　　李小萌：您今天帶來的新式武器，能不能避免發生這樣的情況？

　　毛明：能。可能大家也是覺得很奇怪，我們作為中國北方車輛研究所怎么來做這個月球車，航天人是把我們基于天機，把我們這樣一些設備、衛星或者宇宙飛船送到太空上去，現在我們月球車是路機，是要在月球表面上要行走，怎么能夠行走？應該說我們認為是車輛人的事兒，為什么這么講呢？大家可能平常都能看到我們在陸地上要行走的話，有些情況下是走不動的，剛剛發生的雪災，在冰面上好多車可能就走不動，大家也知道在一些沙面上可能也走不動，在月亮表面上，月球上面的月壤是一種什么樣？我們要分析月壤的力學特性，你不分析的話是走不了的。這是一個要搞車輛的要解決的，這是一種。

　　李小萌：毛所長打斷您一下，我知道好多事兒慢慢說，不著急一口氣把這個說完，咱們聽聽小朋友，剛才馬伏波跟俞鴻飛看完，這個車走完了，你們對這個車，剛才毛所長對你們的車有評價了，你們也給一個對這個車的評價。

　　馬伏波：我們認為這個車比我們的車起碼要好，因為第一點它旁邊有這種防護的裝備，不像我們那車，上去之后，可能會遭到一些破壞之類的。

　　李小萌：哪兒有防護裝備，我怎么沒看出來？

　　馬伏波：旁邊的殼起碼可以防護一些。

　　李小萌：還有什么好處？

　　馬伏波：還有它輪子大，肯定比我們那些小輪子，石頭能跨得多。

　　李小萌：別的優勢沒了？

　　馬伏波：別的就請俞鴻飛說。

　　俞鴻飛：還有就是它是能無線遙控的，可以在地球上對它進行遙控監測。

　　李小萌：不難為你們了，咱們讓這邊的大哥哥們說說，來自北京理工大學的同學們，你們剛才看了這個車之后，看了它的行走能力，比你們想象得怎么樣？

　　觀眾：剛才我看到這個車翻越這個石頭的時候，我覺得它的行走能力非常非常強，我覺得結構是非常非常復雜的，我比較感興趣的是這個車輪上面這個鋼的材料是什么做的？我覺得這個強度非常驚人。

　　李小萌：毛所長您回答一下剛才這位同學關心的材料問題，然后我們請蘇波回答一下這個復雜結構怎么回事。

　　毛明：剛才這位同學問到材料，在太空環境里面氧不是一種分子狀態，它是一種原子狀態，它很容易腐蝕一些材料，溫差很大，在這樣里面潤滑、密封，怎么個做法，強度很高，這個材料需要很輕，因為要把它送到38萬公里的月球上面去，這都是航天人要解決的一些問題。我們做車輛的人是要解決怎么在月面上行走。

　　李小萌：明白了，今天我們主要解決是怎么在月面能夠行動起來，無障礙地行走。既然剛才那位同學問到了輪子，這個輪子現在是一個傳統的輪子的形狀，但上面有一些齒露在外面，這個方案經過了幾番之后才確定為今天這個樣子的呢？

　　蘇波：我們這個車輪，從開始月球車研究之初就開始研究這個車輪，應該說有幾十個車輪，做出這個樣品來做，今天拿過來三個典型的，給大家展示一下，這種就是世界上非常典型的月球車車輪，前蘇聯剛才主持人放的那個月球車一號、二號都是用這種車輪，在學術界用一種通俗的語言來描述就是沙網車輪。

　　李小萌：為什么要用沙網來做這個車輪？

　　蘇波：第一點，它為了減輕整個的車的重量，用沙網可能比用整個金屬的要輕一些。第二點，又想到如果用沙網的話，在月面上滾動，月壤陷到輪胎里面了，因為它是沙網的，可以漏出來，這是簡單的基本原理。這是我們做的第二版車輪，它兩個不進行對比，我們又要延續它以前的思想，上面也做了很多鏤空的孔，如果沙子進來，也會漏出去，為什么要用金屬的呢？我們發現現在如果用金屬的車輪，輪胎的能力可能要比以前沙網的輪胎的能力，它的強度要強很多，它的重量又不會增加，為什么？因為我們現在有很多合金的材料，可能把它做得很薄，而且很精致，重量很輕，還要達到跟它同樣的效果，我覺得這種方案是更好的一種方案。再往下走，就會有更加理想的一種方案，這是現在車上車輪的一個樣本，但是它也不是最完善的，它只是我們想達到某一個功能而實現的，它簡單地說從這個發展來說，它可能比前兩個車輪考慮得更周到一些，現在所有的輪胎比較封閉了，它的強度就會更高。

　　李小萌：不需要讓沙子能夠快速漏過去嗎？

　　蘇波：對，我需要在內網設計一個斜面，有很微小的一個斜面，沙子滾進來以后在輪子滾動過程中會流出，我們解決這個問題了。這個問題解決了以后還有其它問題，比如說你現在我們叫抓地爪也可以叫履齒，它的分布會影響到車本身的行駛性能，這里面又有很多學問。

　　李小萌：這個比剛才第二個方案又窄了不少，這個又解決的是什么問題？寬的不是穩定性更高嗎？

　　蘇波：對，您說得非常對，非常專業。這個車輪，它們倆的寬度或者直徑沒有一個可對比性，這個車輪是我們根據整車的需要去選擇它的寬度和它的厚度。

　　李小萌：可調的。

　　蘇波：剛才小朋友介紹的，如果是四個車輪，就四點接地，輪胎的寬度或者直徑會有所增加，如果用六個車輪會小一些，如果用八個車輪也可能會更小一些。

　　李小萌：那就是你們提供輪子的方案就是將來的月球車需要大概什么樣的你們還可以根據那個需要來定它的寬窄大小。

　　蘇波：我們把這個設計車輪的一些方法、依據來實現了，只要給我提出一個要求，我們能很快地把每個環節，相當于我設計一個系統，有若干個邊界條件，就是這些條件來約束，最終得到結果是惟一的，只能選擇這種方案，就可以實現未來的。

　　李小萌：毛所長，剛才蘇波也說了，沒有一個具體的更加細致的各個區域的土壤方案，你們在做試驗的時候，能拿幾種土壤的方案來進行一個初步的探測？

　　毛明：對，在月球上大家都知道是火山灰，它有很多不同的力學特性的一些月壤，我們就要來配，我們可以到五大連池去找回來一些火山灰，不同的火山灰把它配在一起，然后我們來測試它的力學特性，在不同的力學特性下再來研究，是一種什么樣的驅動輪子在上面走效率最高。

　　李小萌：剛才您一邊說一遍使勁瞟這三個杯子，我也跟著使勁看這三個杯子，看來這就是三種不同的土壤，它們的不同之處，除了顏色不一樣，還能用什么方式讓我們感受到它們的不同？

　　蘇波：地球上的土壤到底跟月球土壤有多大的差別，我們用比較簡單的方法。

　　李小萌：您這是要試了，能不能請我們的小朋友來試？

　　蘇波：太好了。

　　李小萌：咱們讓你們倆的同學好不好？站到這邊。

　　蘇波：這樣我就一個個杯子做，我現在把這個杯子里的沙子松散化。然后你把這個鋼球扔進去，放在杯口。

　　李小萌：陷進去一半。

　　蘇波：大家看，松散了，陷下去一半。我們再做第二個杯子好嗎？

　　李小萌：比剛才體積大了。

　　蘇波：對。鋼球已經沒入中間了，而且沒有任何痕跡了。我們做第三個杯子，很松散，我們再從上面看，各位可以看一下，它有一個很明顯的痕跡，我們在很多以前前蘇聯和美國的登月的照片上可以看到，阿姆斯特朗的腳印就是這種狀態。

　　李小萌：他們倆完成任務了嗎？

　　蘇波：好。

　　李小萌：完成任務了是吧？好玩嗎？

　　同學：挺好玩的。

　　李小萌：那謝謝你們，坐回去好嗎？可能大家離得遠，我在這兒看得清楚一些，這個杯子是鋼珠陷下一半，另外那個是珠扔下去馬上消失了，第三個如果你俯視，會看到一個洞，然后看到那個鋼珠深陷在里面，這三種不同的情況說明什么？

　　蘇波：大家可以看到，在地球上的沙子跟在月球上土壤之間有本質的區別，有什么區別呢？就是當我們踩下去以后，或者我們這個物體，放到這個上面以后，在月球上可能會有沉陷的可能，它們的承載力是不一樣的，當初美國阿波羅第一次登月的時候也很擔心，擔心這個人從登月艙里面一走出來，到這個月壤“刷”一下就沒了。

　　李小萌：就像第二個杯子一樣。

　　蘇波：對，當然這種現象實際上證明是不存在的，為什么呢？因為月球上這種土壤分別高度只有20到30公分，對人來說是不會下陷的，但對于一個車來說已經非常關鍵了，為什么要拿出三個杯子，三種土壤來給大家看呢？我想給大家展示一個，就是說地球上土壤，本身也是不一樣的，比如說我們做特種車輛的，我們采集天南海北的土壤，新疆的沙子、內蒙的沙子、南方的泥濘的我們去做標本實驗，月球上同樣如此，我們這兩種二號和三號土壤是月球上都是典型的土壤，它們兩個之間還有著很大的差別，如果我們根據這種某一點土壤的性質來做我們的月球車的車輪或者行走系統也存在一定的風險，我們需要做什么呢？需要把整個范圍的參數土壤都配制出來，然后反復地做各種實驗，然后得到一個規律的曲線，這個曲線不光是我們做這個土壤這部分還能夠完成，甚至我們沒有得到土壤，還能夠延伸來實現，這樣我們做出的這個行走系統，這個車輪到月球上才不至于出現重大的失誤。

　　李小萌：那就以能在最松軟的土壤上走路為標準設計不就行了？

　　蘇波：這牽扯土壤顆粒之間相互作用的一種關系，這就是車輛地面力學、土壤力學所需要研究的一個范疇。

　　李小萌：剛才同學們還關心的是它能夠越野，它能夠自己360度轉，說明它有一個非常復雜的是叫什么？懸掛系統、動力系統，這個是怎么回事，能不能再給我們講得更清楚一點，你第二個道具是不是要派上用場了？

　　蘇波：對，那我就現場在那個上面講。

　　毛明：你說的這個就是第三個問題了，怎么通過障礙，通過比較高的這樣的障礙。

　　李小萌：它能越過的最高的障礙是多高？

　　毛明：我們根據設計的要求，可以隨便。

　　李小萌：隨便一百米？

　　毛明：但不是這個，我們根據你的要求可以給你設計一百米的。

　　蘇波：我們目前跨越的障礙高度是600毫米。大家可能看不見。

　　李小萌：這個其實就是現場把上面那個箱體卸掉以后的底盤。

　　蘇波：剛才我覺得我說得太專業了，可能大家有點覺得太枯燥了。

　　李小萌：您意識到了，很高興。

　　蘇波：我們現在用更通俗的辦法講解這個問題，從地面力學的角度，要求作為一個行走系統，必須保證它每一個跟地面接觸的點永遠是接觸地面的。第二個，接觸的每一點應該是均勻接觸，不應該說它把所有的重力壓到這個車輪，而這個車輪變得很輕，大家開車的時候就會感覺到，就會翻車，我們做這個目的就是為了來防止這種車輛動態載荷的不均勻性來實現這種功能，我們的懸架，它是一個被動的懸架，就是它可以自由的狀態，當前輪遇到石頭的時候，前輪會被石頭抬起來，壓起來，但是后輪相應自然就下去了，當我們這個車輪遇到一個很高的障礙的時候，我保證每個車輪仍然是在地面上接觸，它的牽引力是一樣的。

　　李小萌：六個車輪都是在地面上，不管是過什么樣的障礙的時候。

　　蘇波：如果我們這個轉動一個角度以后，大家可以看到，如果正常的，按照直角關系應該斜著跟地面接觸，而怎么保證直著跟地面接觸呢？我們申請專利的一個平行四邊形機構，保證整個車都會跟地面永遠是垂直接觸的，不管遇到什么樣的障礙。另外還有一個，剛才主持人也提到了，我們開汽車經常會遇到托底怎么辦？石頭從中間過，剛才石頭從旁邊過了，中間過怎么辦？在這個小的機構里有一個非常精密的機構，它能保證剛才大家看的行走系統給大家敬禮的時候能把前面兩個輪子抬起來，這其實不是一個只是單純演示它的致敬或者它的功能，而是干嗎呢？當它遇到障礙的時候，被動的活動這個東西就變成鎖死的一個東西了，它能把整個車抬得更好，然后石頭從上面經過。

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