月球着陆器着陆缓冲性能研究

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1、!第!"卷!第#期航!天!器!工!程1234!"!.24#!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!$%!%年"月&'()*)+(,-*./0.**+0./!!!56月球着陆器着陆缓冲性能研究曾福明!杨建中!朱!汪!陈天智!满剑锋!徐青华!北京空间飞行器总体设计部"北京!!%%%"5#摘!要!首先基于7&)4.89:;89软件建立了模拟月球着陆器的动力学模型"并利用模拟月球着陆器在地面冲击试验来验证仿真模型的正确性"重点关注缓冲机构与结构连接处的载荷"结构特征点的加速度响应"

2、以及缓冲器的工作行程#然后利用模拟着陆器地面试验结果修正动力学分析模型"研究表明$着陆器结构和缓冲机构的柔性对缓冲性能具有较大的影响#最后"把动力学分析模型中的模拟结构更换成真实结构"进行着陆器在月球表面的着陆冲击仿真分析"从而获得模拟着陆器地面试验与着陆器在月面着陆的冲击缓冲性能差异#关键词!月球着陆器%缓冲机构%模拟结构%(=8>9软件%冲击载荷中图分类号!15?@A6!!文献标志码!(!!文章编号!!@?6BC?5C"$%!%#%#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

4、:Z8;P9"8<=:KP9F>E38:F2<>2=P3F9[83F=8:P=YW9FY3W=;2U:P9:8<=[PKFV3P9:;EV:E;83=;2U:P9:=8:8F<:KPP8;:KG;8[F:WP<[F;2<>P<:4-KF9;P9P8;VKO2VE9P92<:KP328=8:V2<

5、F8E38:P=38<=P;9:;EVB:E;PF<:KP38<=P;38<=FFV>2=P3F99EY9:F:E:P=YW8;P8338<=P;9:;EV:E;P":2UP;O2;>38<=BF

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=并在复杂地形中容易产生翻滚"这意味着为了保证!!引言着陆器最终安全着陆"必须增加辅助的着陆缓冲

7、系统在一段有限的距离内吸收剩余动能'目前常用的着陆器在进行月球着陆探测时"首先通过反推着陆缓冲系统有气囊式和机械式两种"机械式缓冲发动机实现减速"但是在完全接触月球表面前"速度系统具有着陆姿态易于控制"且通过缓冲器阻尼特无法降低到零"使得着陆器要承受巨大的冲击载荷"性的设计"可以避免着陆过程的巨大反弹等突出优收搞日期!$%!%B%?B$C$修回日期!$%!%B%"B!%基金项目!国家重大科技专项工程作者简介!曾福明&!"?C^'"男"高级工程师"主要从事航天器结构与机构设计分析工作#55!航!天!器

8、!工!程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"卷!点"特别适用于着陆质量和体积较大"以及着陆后需与相应的边界自由度数量相等且一一对应"由边界要返回的探测器的软着陆'因此目前大部分月球着自由度变形引起的整个柔体的变形"都可以由约束陆器都是采用机械式的缓冲系统来保证结构和有效模态的线性叠加得到'固定边界的自然模态是将柔载荷的安全着陆"例如美国的勘测者号!&E;[PW2;#体的边界自由度固定"并计算它的特征值问题而得着陆器和阿波罗号载人登月舱"以及苏联的部分月到的自然模