小行星着陆装置着陆动力学及着陆性能分析

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1、2013年12月北京航空航天大学学报December2013第39卷第12期JournalofBeringUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．39No。12小行星着陆装置着陆动力学及着陆性能分析赵志军赵京东刘宏(哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室，哈尔滨150080)摘要：小行星着陆装置实现着陆器在小行星表面的着陆，其动力学及着陆性能研究对着陆装置研制具有重要意义．基于三腿式小型着陆装置，在对其结构特点及着陆策略分析的基础上，采用Lagrange方程建立了二维着陆动力学模型，模型对着陆及翻转阶段的动力学特性进行了描述，

2、其计算结果与仿真验证较为接近且具有一致的变化趋势．在最大允许倾角为30。的着陆面上，采用仿真分析方法对着陆装置在不同着陆速度及偏航角下的着陆性能进行了统计分析，结果表明着陆装置具有良好的着陆性能．关键词：小行星着陆装置；着陆动力学；Lagrange方程；过载加速度；稳定性中图分类号：V476．4文献标识码：A文章编号：1001．5965(2013)12—1676-06DevelopmentofthelandingdynamicandperformanceofanasteroidlandingmechanismZhaoZhijunZhaoJingdongLiuHong(Stat

3、eKeyLaboratoryofRoboticsandSystem，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150080，China)Abstract：Theasteroidlandingmechanismisusedtolandingontheasteroid．Itslandingdynamicandlandingperformancestudieshaveagratefulguidancetothedesignofitself．Themechanicalcharacteristicsandlandingstrategyofthesmalllan

4、dingmechanismwiththreelegswereanalyzed，andthenaLagrangemethodwasintroducedtobuilditstwo—dimensionallandingdynamicmodel．Thismodeldescribedthedynamiccharac—teristicsofthelandingmechanisminthelandingandturningstages．Theanalyzingresultsofthismodelwerevalidatedbysimulation．Theirresultswereclosea

5、ndhadaccordantchangingtrends．Onthemostpermittedinclinedlandingslopewith30degree，thelandingperformanceofthelandingmechanismwithdifferentlandingvelocitiesandyawangelsweresimulatedinAdamssoftwareandanalyzedstatistically．Theresultsshowthatthelandingmechanismhasareasonablelandingperformance．Keyw

6、ords：asteroidlandingmechanism；landingdynamic；Lagrangeequation；overloadingaccelera-tion；stability小行星着陆装置用于实现小行星的本地探测，使得探测小行星可以像探测月球、火星等大行星一样通过投放着陆器来进行．根据着陆器携带仪器设备的不同，可以对小行星展开多方面的研究，如介质特性、温度传导特性、环境特点等，加深对小行星的认识，为下一步开发利用小行星提供科学依据，促进空间科学技术的发展¨。．可以将一定的推进装置通过着陆装置固定在小行星表面来改变其运行轨道，避免小行星撞击地球旧o．小行星轨道

7、特性多样化，其在轨道上有大的倾斜度和倾角，如果将仪器设备通过着陆装置固定在小行星表面，小行星将成为研究太阳和其他星体的收稿日期：2013．03-30；网络出版时间：2013-07-2316：54网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20130723．1654．003．html基金项目：国家自然科学基金资助项目(51105091)；国家863高技术研究发展计划资助项目(2008AAl2A214)；国家基础研究发展规划资助项目(973-2013CB733103)