月球著陸器軟著陸動力學(xué)建模與分析綜述

月球著陸器軟著陸動力學(xué)建模與分析綜述

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1、Vo1.20No.6航天器程第20卷筇6】04SPACECRAFTENGINEERING2011年¨川月球著陸器軟著陸動力學(xué)建模與分析綜述梁東平柴洪友陳天智l(北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部,北京100094)摘要為解決著陸器研發(fā)過程中著陸穩(wěn)定性、能量吸收和載荷緩沖等問題,需要開展大量的軟著陸動力學(xué)仿真分析。文章研究分析了過去幾十年中,腿式月球著陸器軟著陸動力學(xué)仿真數(shù)學(xué)模型的發(fā)展過程及一些最新的建模方法。針對軟著陸動力學(xué)仿真數(shù)學(xué)模型的3個方面:著陸器模型、月面模型和著陸腿足墊與月壤的接觸模型,給出了各種建模方法之間的聯(lián)系,并對著陸動力學(xué)仿真絕

2、對性能分析方法和統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行了討論。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研分析情況,提出了應(yīng)采取的著陸動力學(xué)建模與分析方法的指導(dǎo)性建議,并提出了有待于進(jìn)一步研究和發(fā)展的問題。關(guān)鍵詞月球著陸器;軟著陸;動力學(xué)建模;絕對性能分析法;統(tǒng)計(jì)分析法中圖分類號:V414文獻(xiàn)標(biāo)志碼:ADOI:10.3969/j.issn.1673—8748.2011.O6.0l6文章編號:1673—8748(2011)060104—09OverviewofLunarLanderSoftLandingDynamicModelingandAnalysisLIANGDongplngCHAIHo

3、ngyouCHENTianzhi(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering,Beijing10094,China)Abstract:Softlandingdynamicsimulationisakeytosupportthedevelopmentoflunarlanderintheareasoflandingstability,energyabsorptionandlandingloadattenuation.Thispaperanalysizesthedevelopmentofmath

4、ematicalmodelsforsoftlandingdynamicsimulationoflegged—typelunarlanderinthepastdecadesandlatestmodelingapproaches.Mathematicalmodelsofsoftlandingdynamicsimulationarecomprisedoflandermodel,lunarsurfacemodelandfootpad—soilinteractionmode1.Therelationsamongdifferentmodelingm

5、ethodaresummarized,andabsoluteperformanceanalysismethodandstatisticalanalysismethodarediscussed.Basedontheassessmentofliteraturesurvey,suggestionsoflunarlandingdynamicmodelingandanalysismethodsareproposed,andrecommendationsontheneededenhancementstothestateofartaregivenas

6、wel1.Keywords:lunarlander;softlanding;dynamicmodeling;absolute—performanceanalysismethod;statistica1analysismethodl引言陸這一核心目標(biāo),月面軟著陸技術(shù)和軟著陸動力學(xué)仿真已成為工程界和學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn),同時(shí)也是我國探月二期工程的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是月面軟重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于月球表面與地球表面有較大的差著陸技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)月球著陸器在月球表面成功著異,而且影響著陸性能的因素很多,開展物理試驗(yàn)收稿日期:2011-06—21;修回日期:201

7、1一lO08作者簡介:梁東平(1983一),男,博士研究生,研究方向?yàn)楹教炱鹘Y(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析。第6期梁東平等:月球著陸器軟著陸動力學(xué)建模與分析綜述費(fèi)用高、周期長、難度大。因此著陸動力學(xué)仿真分型不斷變化,這會產(chǎn)生幾何非線性變形;著陸腿構(gòu)件析是軟著陸機(jī)構(gòu)研發(fā)和評估著陸器著陸性能的主間以及足墊與月壤問,接觸狀態(tài)和接觸條件的無法預(yù)要方法]。著陸器軟著陸動力學(xué)仿真最關(guān)注解決知,使得接觸具有很強(qiáng)的非線性特性。這些因素給著三方面的問題[2]:著陸穩(wěn)定性問題、吸能問題和載陸沖擊動力學(xué)建模和仿真分析帶來了很大的困難。荷緩沖問題。月球著陸器軟著陸動力建

8、模包括三個方面:月球著陸器月面軟著陸動力學(xué)建模和分析的目著陸器模型、月面模型和著陸腿足墊與月壤的接的主要有以下幾個方面_】]:(1)研究和確定著陸器觸模型。著陸沖擊動力學(xué)響應(yīng)及其相關(guān)技術(shù)參數(shù),為總體評2.1

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