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1、航天返回與遙感第33卷第2期SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2012年04月火星全向氣囊的著陸緩沖特性研究戈嗣誠(北京空間機電研究所，北京100076)摘要全向氣囊是一種適應性較強的著陸緩沖裝置，能在火星著陸過程中有效保護著陸器的安全。文章針對某一種全向氣囊與著陸器構型方案，首先建立了氣囊和著陸器結構的數學有限元模型，并對全向氣囊的著陸緩沖過程進行了動力學仿真，獲取重要結構部位的緩沖過載。其次利用全向氣囊原理樣機，按照仿真時的工況進行了投放試驗．測量了相應結構部位的緩沖過載。研
2、究結果表明，理論分析與試驗結果基本一致．可為將來火星全向氣囊的工程應用研究提供一定的參考。關鍵詞全向氣囊著陸緩沖裝置動力學仿真原理樣機試驗中圖分類號：TB12文獻標識碼：A文章編號：1009—8518(2012)02—0016—07DOI：10．3969／j．issn．1009-8518．2012．02．003StudyonCushioningCharacteristicofMarsOmni--directionAirbagGESichengfBejjingInstituteofSpaceMechanics＆
3、Electricity，Beijing100076，China)AbstractTheomni—directionairbagisatypeofcushioningdeviceforMarslandingwithhighadaptability，whichcouldpreventMarslanderfromdamageeffectively．Inthispaper，aimingatonetypeofomni—directionairbags．thestructura1designandlandingmathe
4、maticandmechanicalmodelareestablishedbyuseofmodernFEManalysistechnology．Thesimulationprocessisdeveloped，andtheoverloadofimportantstructuralpartsareobtained．Thentheprinciplepatternoftheomni-directionairbagisusedindroppingexperiment，whoseexperimentalcondition
5、isthesameasthatinthesimulation．Andtheoverloadofcorrespondingstructuralpartsareobtained．TheresuItdemonstratesthegoodconformitybetweentheoreticsanalysisanddroppingexperiment，andcanhelpt0carryouttheapplicationalresearchoftheMarsomni—directionairbag．Keywordsomn
6、i—directionairbag；landingcushioningdevice；dynamicssimulation；breadboardtest1引言火星是自然環(huán)境最接近地球的行星，被認為最適合人類移民的星球。但與地球相比，火星有著更為嚴酷的環(huán)境．不利于探測器的進入減速與著陸?；鹦潜砻鏈囟入S季節(jié)和晝夜變化較大，在一80。C-+20。C之間；火星表面被沙漠和巖石覆蓋，兩極存在大量的冰；火星存在微弱的磁場和稀薄的大氣，每年有幾個月連續(xù)的沙塵暴。收稿日期：2011-09-09基金項目：國家863高技術計劃資助
7、項目(2008AA12A205)第2期戈嗣誠：火星全向氣囊的著陸緩沖特性研究17火星著陸任務的核心就是“實現進入火星大氣層、火星表面軟著陸以及著陸器安全打開”，其中關鍵環(huán)節(jié)之一為“火星表面軟著陸”．一旦火星表面軟著陸失敗，則意味著整個任務的失敗。因此，著陸緩沖裝置是火星探測器著陸任務當中非常重要的環(huán)節(jié)。緩沖氣囊是航天器軟著陸工程上常用的一種著陸緩沖裝置，可以明顯地降低著陸器著陸時的沖擊載荷。其優(yōu)點是：占用探測器或飛行器的空間小和質量輕；緩沖環(huán)境條件要求低，適應性強；緩沖性能可靠，緩沖效率高．適應的速度范圍較大
8、。在火星著陸器軟著陸過程中，緩沖氣囊的優(yōu)越性體現得更加充分?；鹦翘綔y器所采用的氣囊著陸緩沖系統是一種全向緩沖系統，緩沖過程中氣囊封閉不排氣。不論著陸點表面的地貌情況如何。不論是哪個方向受到沖擊．氣囊系統都具有足夠的緩沖保護作用。美國的“火星探路者”、“勇氣號”和“機遇號”等火星探測器均采用了氣囊緩沖軟著陸。成功完成登陸火星及巡視任務。為了深人了解全向氣囊的緩沖機理和設計方法．本文先開展了全向氣囊設計
