月球着陆器着陆性能及多因素影响分析

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1、第42卷第3期2010年6月南京航JournalofNanjing空航天大学学报V01．42UniversityofAeronautics＆AstronauticsJun．月球着陆器着陆性能及多因素影晌分析万峻麟1聂宏1李立春1陈金宝1曾福明2(1．南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京，210016，2．中国空间技术研究院总体部，北京，100094)No．32010摘要：以某型号月球着陆器铝蜂窝缓冲软着陆腿为对象，研究了月球着陆器月面软着陆性能。采用非线性有限元方法，建立了月壤和着陆腿结构有限元模型，进行了单腿着陆

2、冲击非线性动力学仿真分析，将仿真结果与试验及多刚体系统动力学分析结果比较。文中还研究了月壤模型和主辅支柱结构弹性对月球着陆器着陆性能的影响．结果表明：非线性有限元分析结果与实验结果吻合较好，优于多刚体系统动力学分析结果，着陆腿主支柱的结构弹性对着陆性能影响较大；月壤有限元模型的离散化对分析结果有一定影响。关键词：航天器结构与设计；月面着陆；结构动力学；非线性分析}动态响应中图分类号：V476．3文献标识码；A文章编号：1005—2615(2010)03—0288—06AnalysisofLandingPerformanceandMult

3、i-factorEffectswithLunarLanderWanJunlinl，NieHon91，LiLichunl，ChengJinba01，ZengFumin92(1．KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense—AdvancedDesignTechnologyofFlightVehicle·NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China；2．BeijingInstituteofSpacecr

4、aftSystemEngineering，Beijing。100094，China)Abstract：Thesoft—landingperformanceoflunarlanderisstudiedbyacertaintypeofAl-honeycombbufferingsoft—landingleg．Thefiniteelementmodelsforthelunarregolithandthelandinglegarebuiltbynonlinearfiniteelementmethod．Then，thenonlineardynami

5、csofsingleleglandingimpactisana—lyzed．Simulationresultsarecomparedwithboththetestdataandthemulti—rigid—bodysystemdynamicsresults．Andthesensitivitiesofthelunarregolithmodelandtheflexibilitiesoftheprimary／secondarystructuretothelunarlandingperformanceareinvestigated．Result

6、sindicatethattheanalyticalresultsagreewellwithtestdataandarebetterthanthemulti—rigid—bodysystemdynamicsresults．Theflexibili．tyofthemainstruthasaconsiderableeffectonthelandingperformance．Resultsareeffectiveforthemeshdiscretizationofthefiniteelementmodelofthelunarregolith．

7、Keywords：spacecraftstructureanddesign；lunarlanding；structuraldynamics；nonlinearanalysis；dy—namicresponse月球拥有得天独厚的地理优势和丰富的矿产资源，科学研究和开发利用价值极高。早在20世纪60年代美国和前苏联就已成功完成月面着陆，并开展载人登月等计划，取得了一系列极具科学价值的成果和发现。近年来，随着国际探月新一轮高潮的出现，月球探测也已成为我国航天事业发展的重点方向之一，我国相继开展了月球探测一、二期工程的研究，但在月面着陆方面的研

8、究还相对较少‘¨。为了实现月球着陆器在月球表面软着陆这一基金项目：国家高技术研究发展计划(“八六三”计划)(2008AAl2A214．5，2009AA042405)资助项目．收稿日期：2009—10-13；