氣囊式火星著陸器著陸緩沖過程仿真分析與試驗驗證.pdf

1、氣囊式緩沖技術是工程上常用的一種著陸緩沖技術，廣泛應用于航空、航天以及國防工業(yè)領域，可以明顯地降低重要儀器與裝備著陸時的沖擊載荷，具有結構輕便、緩沖效率高和適應范圍廣等優(yōu)點，適合應用于火星探測的著陸系統(tǒng)。
　　由于氣囊式火星著陸器結構復雜、工況極端、可靠性要求高等特點，設計分析往往涉及多物理場、大規(guī)模科學計算，其計算“效率”與“精度”已成為相關領域的瓶頸問題?；诔闫脚_來解決上述瓶頸問題，構建基于超算平臺的火星著陸器優(yōu)化設計，對

2、火星探測工程與裝備的設計研發(fā)具有重大意義。
　　本文基于超算平臺，以CAE數值模擬分析技術為基礎，采用有限元仿真與試驗驗證相結合的方法研究了氣囊式火星著陸器的著陸緩沖性能。主要有以下工作:
　　(1)基于國內外各類型緩沖裝備的技術與功能指標，以及現有著陸裝備的優(yōu)勢與劣勢，提出氣囊式著陸器的總體設計方案，并完成物理模型的制作;
　　(2)基于著陸器著陸緩沖過程的實際工況，結合有限元仿真模型的計算結果以及其驗證的需要，提出

3、了火星著陸器試驗臺架的總體設計方案，并完成了結構設計及主要部件的強度、剛度和可靠性校核;
　　(3)基于氣囊的控制體積算法，結合LS-DYNA有限元分析軟件，建立氣囊式火星著陸器的有限元模型，并提交到超算平臺，對其著陸過程進行仿真分析，得到著陸艙體質心的加速度曲線和緩沖氣囊的壓力變化曲線;
　　(4)對氣囊式火星著陸器物理模型進行著陸緩沖試驗，測得試驗過程中著陸艙體的加速度變化曲線與氣囊壓力變化曲線。將火星著陸器物理模型的緩