载人登月月面软着陆缓冲装置设计与分析.pdf

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1、航天返回与遥感第36卷第6期22SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2015年12月载人登月月面软着陆缓冲装置设计与分析王永滨蒋万松王磊黄伟(北京空间机电研究所，北京100094)摘要文章介绍了一种载人登月着陆缓冲装置的设计原理，并对缓冲装置的构型和缓冲器的选择进行了分析；基于ADAMS软件建立了缓冲结构动力学模型，进行了多个X-况的着陆冲击仿真计算，通过仿真分析验证了设计的合理性。结合设计和仿真分析结果，实现了载人登月月面着陆缓冲装置全尺寸原理样机的研制，该着陆缓冲装置的设计思想及经验可作为相关设计的参考。关键词载人登月着陆支架

2、缓冲仿真试验空间探测中图分类号：V476文献标志码：A文章编号：1009．8518(2015)06—0022—07DOI：10．3969／j．issn．1009—8518．2015．06．004ResearchofLandingGearTechnologyofHumanLunarLandingWANGYongbinJIANGWansongWANGLeiHUANGWei(BeijingInstituteofMechanics&Electricity，Beijing100094，China)AbstractAnewlunarlandinggeartechnolo

3、gyofhumanlunarlandingisdiscussedinthispaper．Firstly,theresearchsituationanddesignprinciplesoflandinggearisintroduced，andthechoiceoftechnicalmethodisanalyzedandcompared．Secondly,thecompositionsoflandinggearareanalyzed．Finally,thelandinggearisverifiedbylandingimpactsimulationtest．The

4、dynamicssimulationmodelisestablishedbyusingADAMSsoftwaretoevaluatethebufferperformances，andthephysicaldescriptionofthealuminumhoneycombisestablishedbykineticequation．Theresultsprovethedesignrationalityoflandinggear．Thefull—scaleprincipleprototypeoflandinggearforhumanlunarlandingise

5、stablishedwiththedesigningandsimulationresults．Thedesignprinciplesandexperienceoflandinggearcanbeasareferenceforrelatedresearcharea．Keywordshumanlunarlanding；landinggear；buffer；simulationtest；spaceexploration雹引言随着世界各国对空间探测技术的关注与研究，各类深空探测任务对空间探测的星表着陆能力提出了非常强烈的需求。目前成功实现深空探测着陆的途径主要包括支

6、架式着陆缓冲装置着陆和气囊着陆。在进行载人登月探测活动中，需要采用着陆缓冲装置吸收探测器在月球表面着陆冲击过程中所产生的冲击能量，确保将月面载荷作用于探测器结构和舱载设备的过载系数减小到系统设计范围之内，保证航天器及其内部结构不因月面冲击载荷过大而受到损伤，着陆缓冲装置是着陆器月面着陆的关键系统。此外，通过着陆缓冲装置建立返回的平台，而着陆缓冲气囊不具备这样的功能，故在进行载人登月探测活动时需要采用支架式着陆缓冲装置进行着陆缓冲【11。国内外相关科研机构针对不同的适用环境和指标要求，对载人登月舱月面着陆缓冲装置进行了大量收稿日期：2015—04—10第6期王

7、永滨等：载人登月月面软着陆缓冲装置设计与分析23的理论和应用研究。美国航空航天局(图1(a)～(b))[2-51、美国SpaceX公司(图1(C))、欧空局(图l(d))[61和俄罗斯(图1(e)～(f))【71等国家和机构均针对载人登月相关任务需求开展了月面着陆缓冲装置的研究【11。目前成功实现载人月球探测只有美国“阿波罗”系列月球着陆器瞄一J(图l(a))，其设计理念和方法对于载人登月软着陆缓冲装置的设计有十分重要的借鉴意义。国内针对载人登月月面着陆缓冲装置的研究相对有限，目前大多进行的是无人着陆器月面着陆研究。已实现在月球软着陆的“嫦娥三号”月球着陆器

8、采用基于铝蜂窝的四支腿软着陆缓冲装置实现月面软着陆器