隨著深空探測技術(shù)的提高,各國相繼制定了新的火星探測計劃,不約而同地將所用到的探測方式由飛掠、繞飛、硬著陸轉(zhuǎn)向能夠?qū)崿F(xiàn)有效載荷安全著陸,隨后利用搭載的探測設(shè)備,開展移動巡視探測、星壤樣品采集和潛入式原位探測的軟著陸探測方式。在實現(xiàn)軟著陸的眾多手段中,緩沖氣囊具有優(yōu)良的緩沖性能,且成本低廉、質(zhì)量較輕、結(jié)構(gòu)簡單、易于折疊、可回收重復(fù)利用,已成為新的研究熱點(diǎn)。本文以火星軟著陸為應(yīng)用背景,針對火星軟著陸過程中出現(xiàn)較大回彈及沖擊過載等問題,擬采用多氣囊緩沖的方式,設(shè)計一種旨在提高著陸安全性的緩沖裝置,通過方案設(shè)計、理論建模與動力學(xué)仿真相結(jié)合的研究手段,對其著陸緩沖過程中氣囊系統(tǒng)緩沖特性進(jìn)行分析,為火星探測器氣囊式著陸緩沖裝置的設(shè)計提供參考依據(jù)。首先,基于對以往火星探測活動的調(diào)研,規(guī)劃設(shè)計火星探測器總體構(gòu)成及工作流程,在此基礎(chǔ)上,選定緩沖氣囊系統(tǒng)六氣囊排布模式,針對著陸緩沖過程,建立能量方程、絕熱壓縮與排氣釋能過程參數(shù)化模型及氣囊單元多外形參數(shù)化模型,確定影響氣囊緩沖系統(tǒng)著陸緩沖性能的各項因素。其次,對氣囊系統(tǒng)有限元仿真所采用的理論基礎(chǔ)——控制體積法進(jìn)行詳細(xì)介紹,并基于該理論建立已有文獻(xiàn)中膠囊狀雙緩... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

“嫦娥三

陸后的姿態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，在深空探測早期就被應(yīng)用到著陸器緩沖裝置中。蘇聯(lián)于1970年9月12日發(fā)射的Luna16探測器，由上升級、下降級兩部分組成，采用液壓式著陸緩沖裝置實現(xiàn)了月球表面的軟著陸，是第一個在月球背面實現(xiàn)著陸并完成采樣返回的探測器[22,23]。美國Surveyor著陸器也采用了液壓緩沖器，在液壓缸內(nèi)的液體介質(zhì)中加入了硅樹脂以增強(qiáng)其可壓縮性。但在一次Surveyor月球著陸器月面軟著陸探測試驗中，著陸器著陸完成后出現(xiàn)了液體介質(zhì)泄漏的現(xiàn)象，因此，使用液壓緩沖器必須要很好地解決緩沖器的密封和溫控等問題[24]。圖1-2Luna16探測器[22]圖1-3Surveyor著陸器[24](3)薄壁金屬管變形式緩沖器薄壁金屬管變形式緩沖器是通過錐臺對脹環(huán)擴(kuò)徑過程中產(chǎn)生的塑性變形和摩擦來吸收沖擊能量的，工作原理如圖1-4所示，當(dāng)沖擊載荷達(dá)到設(shè)定值時，錐臺由于所受壓力過大而向下運(yùn)動進(jìn)入脹環(huán)，由于錐臺大端的外徑大于脹環(huán)的內(nèi)徑，脹環(huán)發(fā)生擴(kuò)徑現(xiàn)象，將沖擊能量轉(zhuǎn)換為脹環(huán)的塑性變形及脹環(huán)和錐臺之間的摩擦熱能，達(dá)到緩沖吸能的目的[25]。該緩沖器結(jié)構(gòu)簡單、緩

Surveyor著陸器[24]


本文編號：3062242