月球著陸器著陸緩沖性能研究

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1、!第!"卷!第#期航!天!器!工!程1234!"!.24#!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!$%!%年"月&'()*)+(,-*./0.**+0./!!!56月球著陸器著陸緩沖性能研究曾福明!楊建中!朱!汪!陳天智!滿劍鋒!徐青華!北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部"北京!!%%%"5#摘!要!首先基于7&)4.89:;89軟件建立了模擬月球著陸器的動(dòng)力學(xué)模型"并利用模擬月球著陸器在地面沖擊試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證仿真模型的正確性"重點(diǎn)關(guān)注緩沖機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)連接處的載荷"結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)的加速度響應(yīng)"

2、以及緩沖器的工作行程#然后利用模擬著陸器地面試驗(yàn)結(jié)果修正動(dòng)力學(xué)分析模型"研究表明$著陸器結(jié)構(gòu)和緩沖機(jī)構(gòu)的柔性對(duì)緩沖性能具有較大的影響#最后"把動(dòng)力學(xué)分析模型中的模擬結(jié)構(gòu)更換成真實(shí)結(jié)構(gòu)"進(jìn)行著陸器在月球表面的著陸沖擊仿真分析"從而獲得模擬著陸器地面試驗(yàn)與著陸器在月面著陸的沖擊緩沖性能差異#關(guān)鍵詞!月球著陸器%緩沖機(jī)構(gòu)%模擬結(jié)構(gòu)%(=8>9軟件%沖擊載荷中圖分類號(hào)!15?@A6!!文獻(xiàn)標(biāo)志碼!(!!文章編號(hào)!!@?6BC?5C"$%!%#%#B%%56B%?!"#"$%&'()*$)+,)-./0$&1

3、211")3$1,()4"%5(%/$)&"(5*3)$%*$)+"%D*./,E>F*FV9F>E38:F2<>2=P3F9YEF3:Y89P=2<:KP7&)4.89:;8<%7&)4(=B8>992O

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6、F92<3E<8;9E;O8VP":KP<38<=P;38<=F8U8;FE38:P=38<=P;G;2E<=:P9:ZF:K38<=P;92O:B38<=FE38:P=9:;EV:E;P&(=8>9&9K2V328=并在復(fù)雜地形中容易產(chǎn)生翻滾"這意味著為了保證!!引言著陸器最終安全著陸"必須增加輔助的著陸緩沖

7、系統(tǒng)在一段有限的距離內(nèi)吸收剩余動(dòng)能'目前常用的著陸器在進(jìn)行月球著陸探測(cè)時(shí)"首先通過(guò)反推著陸緩沖系統(tǒng)有氣囊式和機(jī)械式兩種"機(jī)械式緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)減速"但是在完全接觸月球表面前"速度系統(tǒng)具有著陸姿態(tài)易于控制"且通過(guò)緩沖器阻尼特?zé)o法降低到零"使得著陸器要承受巨大的沖擊載荷"性的設(shè)計(jì)"可以避免著陸過(guò)程的巨大反彈等突出優(yōu)收搞日期!$%!%B%?B$C$修回日期!$%!%B%"B!%基金項(xiàng)目!國(guó)家重大科技專項(xiàng)工程作者簡(jiǎn)介!曾福明&!"?C^'"男"高級(jí)工程師"主要從事航天器結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析工作#55!航!天!器

8、!工!程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"卷!點(diǎn)"特別適用于著陸質(zhì)量和體積較大"以及著陸后需與相應(yīng)的邊界自由度數(shù)量相等且一一對(duì)應(yīng)"由邊界要返回的探測(cè)器的軟著陸'因此目前大部分月球著自由度變形引起的整個(gè)柔體的變形"都可以由約束陸器都是采用機(jī)械式的緩沖系統(tǒng)來(lái)保證結(jié)構(gòu)和有效模態(tài)的線性疊加得到'固定邊界的自然模態(tài)是將柔載荷的安全著陸"例如美國(guó)的勘測(cè)者號(hào)!&E;[PW2;#體的邊界自由度固定"并計(jì)算它的特征值問(wèn)題而得著陸器和阿波羅號(hào)載人登月艙"以及蘇聯(lián)的部分月到的自然模