火星降落伞的结构设计与初步性能试验研究

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1、16航天返回与遥感SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING第32卷第3期2011年6月火星降落伞的结构设计与初步性能试验研究张宇(jl：京空阅机电研究所，北京100076)摘要文章综述了霉莆美茜、俄罗斯和欧空局研制的火星降落伞中盘缝带伞秘发展清况。在参考已有盘缝带伞结构设计的基础上，通过改爱结构设计参数，设计出4种不同结构形式的盘缝带伞，并宛成了高塔投放和低速风涧等初步性能试验。根据试验结果，对伞型的带宽比及透气量与阻力系数及稳定性也间的关系进行了讨论；最终得出带宽比、透气量戈的盘缝带伞稳定性好，但阻力系数较小，而带宽比、透气量小的盘缝带伞阻力系数太。但稳

2、定性较差的结论。关键词火麓藩疆降落伞结祷设许性能试验深蜜攘潮器中图分类号：V445文献标谈鹤：A文鬟编号：1009—8518(20li)03一∞16埘StructureDesignandElementaryPerformanceTestsStudyonMarsParachuteZhangYu(BeijingInstituteofSpaceMechanicsandElectricity，Beijing100076，China)AbstractThepapersummarizedthedevelopmentoflIM瞪撼parachute(disk-gap-bandparachute

3、)abroadnow．Basing011structuredesignofdesk-gap-bandparachuteabroad，fourtypesofdesk-gap-bandparachuteshavebeendesignedbychangingstructuredesignparameter,andtheirelementaryperformancetests(towerdroptestandlowspeedtunnelwindtes0havebeencompleted．Basedonthetestdata，therelationsamongbandwidthratio,

4、clothpermeabilityanddragcoefficient，stabilityhavebeendiscussed，andtheresultsarepresented．Thehigherbandwidthratioandclothpermeabilityresultinabetterstabilityandalowerdragcoefficient，whereasthelowerbandwidthratioandclothpermeabilityresultinaworBestabilityandahigherdragcoefficient．KeywordsMarsla

5、ndingParachuteStructuredesignPerformancetests&肇spaceprobe1引言自从2008年“风凰号”(Phoenix)成功着陆火星以来，作为靛天技术三大重要领域之一的深空探测引起了整赛各匡的广泛关注。它已戒蠹美圜、俄罗囊穰13本等糍有空闻技术实力的隧家在本整纪的重要蔽略鹭标。在深空探测领域，人类探索最多的行星是火星。迄今为幢，人类先后共进行了15次火星着陆任务．其中有7次成功着陆，前苏联1次、美国6次。火星探测的进入、减速与着陆技术(Entry，DescentandLanding，EDL)是火腿探测的关键技术之～。进人、减速与着陆火腿的

6、过程与地球上的方式类似，进入大气层后一般先通过着陆舱的气动外形减速，然后弹牧藕嚣期：20l秘12一lO基金瑗嚣：孛莺空麓授零疆窕麓鑫主骚发谍鬏第3期张宇：火星降落伞的结构设计与初步性能试验研究17出降落伞再度减速。在接邂地面时再采用制动火箭发动机反推．使其进一步减速，最后通过气囊或着陆支架的方式进行着陆缓冲，以实现探测器的软着陆。从减速功效看，降落伞减速是人们公认的最佳手段，目前已进行的火星着陆均采用此方案。据报导美毽娜予火星EDL的降落伞系统全部采用盘缝带伞fDisk—Gap—Bandparachute，DGB)。随着我圈航天下业的快速发展，深空探测技术也正被逐步提到汉事13程

7、上来。但是作为火星EDL重要组成部分的降落伞系统的研发目前尚未正式开展。本文以此为切入点，对火星降落伞巾盘缝带伞的结构设计与憔能进行研究。2国外发展情况2．1美国发展情况美网宇航局(NASA)于20世纪60年代开始进行火星降落伞的研究。先后进行过十字伞、环帆伞和盘缝带伞等多种伞型的研究，最终采用盘缝带伞作为火星降落伞【11。其殴经发射的7个火星着陆器的降落伞系统全部采用盘缝带伞的单级气动减速，并且将“海盗号”(Viking)着陆器的盘缝带伞的结构设计参数，作为盘缝带伞设计标准蘑被