月球探测器软着陆机构.pdf

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1、2010年第1期上海航天AEROSPACESHANGHAI文章编号：1006-1630(2010)01-0043-08月球探测器软着陆机构胡亚冰，孙毅(哈尔滨工业大学航天学院，黑龙江哈尔滨，150001)摘要：综述了月球探测器软着陆机构的应用与发展现状。介绍了软着陆机构的性能要求和组成，并根据着陆腿结构和缓冲器种类对软着陆机构进行了分类。讨论了着陆器主体设计、着陆腿结构和缓冲器的模块化设计。阐述了着陆器发射、在轨飞行、着陆和着陆后阶段的动力学研究内容。分析了缓冲器设计、着陆机构基本构型设计，以及缓冲器与基本构型主要参数配置等关键技术

2、，对月球探测器软着陆机构设计有一定的参考意义。关键词：月球探测器；软着陆；模块化；动力学f着陆腿；缓冲器中图分类号：V525文献标示码：ASoftLanderofLunarLanderHUYa-bing。SUNYi(SchoolofAstronautics，HarbinInstituteofTechnology，HarbinHeilongjiang150001，China)Abstract：Theapplicationanddevelopmentofthesoftlanderoflunarlanderweredescribedint

3、hispaper．Theperformancerequirementandcompositionofthelanderwereintroduced，andthelanderwasclassifiedaccordingtothelegstructureofthelanderandthekindsofthebuffer．Themodularizationdesignofthemainstructure，legandbufferofthelanderwasdiscussed．Thedynamicsresearchinthephasesof

4、launch，flyingintheorbit，landingandafterlandingofthelanderwerepresented．Thekeytechnologiesofthebufferdesign，generalconstructionofthelander，andmajorparaemetersdistributionofthebufferandgeneralconstructionwereanalyzed，whichhadvaluetothedesignofthesoftlanerforthelunarlande

5、r．Keywords：Lunarlander；Softland；Modularization，Dynamics；Landingleg；Buffer0引言20世纪六七十年代是月球探测的一个高峰期。其间，美国和前苏联多次向月球发射了探测器，并有航天员登上月球。近年来，随着科学技术的进一步发展和对月球认识的加深，月球又重新成为世界各国关注的焦点。1994和1998年，美国成功发射克莱门汀和月球勘探者月球探测器，并于2005年9月19日正式宣布启动重返月球计划。俄罗斯、欧空局、日本和印度也都制定了各自的探月登月计划[1~4]。2004年，中

6、国的嫦娥探月工程正式启动，提出了我国月球探测工程的战略目标和阶段目标，其中第二、三期工程将开展月球软着陆、自动巡视勘查及月球样品自动采样返回的探测。软着陆是月球探测中的一项关键技术。在星球着陆探测中，主要有气囊式和软着陆机构式两大类缓冲模式。其中：软着陆机构有着陆姿态易控制和保持，通过缓冲器阻尼特性设计，可避免着陆过程的巨大反弹，对探测器质量和体积适用范围宽等优点，特别是对着陆区环境适应性强，可满足探测器着陆后返回的要求。因此，多数月球着陆探测器采用了腿式软着陆机构口]。本文对月球探测器软着陆机构的研究进行了综述。性能要求与基本构成

7、收稿日期：2008-04—17；修回日期：2008—05—29基金项目：：国家自然科学基金(50775048)作者简介：胡亚冰(1981一)，女，博士生，主要从事航天器的动力1．1性能要求学及稳定性研究。作为实现月球软着陆探测目标的基本组成，软上海航天AEROSPACESHANGHAI2010年第1期着陆机构需满足结构、功能和空间环境适应性等，要求E6’11]。a)结构要求：软着陆机构是探测器的支撑结构，其尺寸必须与着陆器主体相适应，并提供尽可能大的着陆支撑面积。但受运载器空间限制，除微小型探测器外，软着陆机构应具可收拢、展开和锁定

8、功能。在运送过程中，软着陆机构锁定于收拢位置。进入预定轨道后，锁定装置解锁，软着陆机构展开，其间应保证机构展开过程不出现奇异。到达设计工作位置后，机构再次锁定，在着陆冲击前应为固定结构。因着陆时的冲击作用，着陆机构的结构应有可变性，即