在航天器的控制系統中,精密導電盤式滑環是實現兩個相對旋轉機構之間的電力以及控制信號電流傳輸的精密電氣機械裝置。隨著衛星、載人航天器、航天站等航天應用的快速發展,導電盤式滑環作為航天器姿態控制系統通用驅動器的重要組成部分,能夠控制精度、可靠性和姿態控制系統的壽命。
由于宇宙應用環境的特殊性,要求導電性滑環需要長時間穩定、持續、可靠地運行。如果盤式滑環一旦發生故障,會直接影響姿勢控制系統的動作,嚴重時可能會導致宇宙飛船整體的正常動作中斷。因此,對在宇宙中使用的精密導電盤式滑環彈簧的工作壽命和可靠性能提出了非常高的要求。
目前,國內外航天器控制系統的執行元件(導電盤式滑環)主要采用將執行元件轉子驅動電機的電力控制信號傳遞至定子部分的圓筒形導電性彈簧。在研制航天器控制轉矩陀螺儀用導電性滑環的過程中,根據盤式滑環的工作環境特性及技術要求,對真空環境中材料揮發性能非金屬材料的選擇進行了試驗,考察材料的出氣總質量缺陷TML、可凝結揮發性CVCM及水蒸氣脫離WVR個指數,確認滿足航天用非金屬材料的要求以及考慮到獨到的盤式滑環結構尺寸和重量要求。
所以,在設計空間單點盤式滑環時,采用單槽雙電刷并聯四點接觸,同時導電環和絕緣層分布在正方形波紋結構中,從而增大滑移距離,大幅度提高盤式滑環的接觸性能、滑環電刷將的接觸可靠性以及相鄰導電環之間的絕緣強度。另外,專業人員還要對空間導電盤式滑環進行壽命跑和試驗。以確保在指定的旋轉生命周期內,滑環的動態接觸電阻、絕緣電阻、電強度等導電盤式滑環主要技術均符合規格要求。