本文關(guān)鍵詞：載人登月飛行器用多級蜂窩緩沖器及全機(jī)軟著陸沖擊研究

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【摘要】：得益于上個(gè)世紀(jì)50年代的美國和蘇聯(lián)為爭奪空間霸權(quán)而開展的深空探測競爭,人們開始對月球有了深刻的認(rèn)識和了解。在二十一世紀(jì)地球資源越趨緊張而難以滿足人類發(fā)展需要的背景下,各航天大國紛紛開展了月球探測活動并宣布將進(jìn)行載人登月活動,為了爭奪未來對月球資源開采的合法權(quán)益,同時(shí)為了促進(jìn)我國科學(xué)的跨越式發(fā)展,我國也只有實(shí)施載人登月。載人登月包含諸多關(guān)鍵技術(shù),而實(shí)現(xiàn)載人登月飛行器的安全著陸是其首要考慮。本文在前人研究基礎(chǔ)上,利用動力學(xué)分析軟件ANSYS-LSDYNA對載人登月飛行器的著陸緩沖器進(jìn)行了研究,主要對其多級緩沖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)分析;建立了載人登月飛行器的簡化結(jié)構(gòu)并對其軟著陸沖擊響應(yīng)進(jìn)行了分析,在此分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種新結(jié)構(gòu)載人登月飛行器并進(jìn)行了仿真模擬。本文的研究內(nèi)容分為三個(gè)部分:首先對載人登月飛行器的多級著陸蜂窩緩沖器進(jìn)行了詳細(xì)研究。先分析了二級蜂窩緩沖器的緩沖性能并與已有研究進(jìn)行對比,在驗(yàn)證建模有效性后又對于三級、四級和五級蜂窩緩沖器的緩沖性能進(jìn)行了研究對比,結(jié)果表明采用三級蜂窩緩沖器的緩沖性能最好。在此研究基礎(chǔ)上,建立了全尺寸的載人登月飛行器有限元模型,并對其進(jìn)行了沖擊仿真,分析了其加速度響應(yīng),保證其不超過允許過載以確定是否安全著陸,結(jié)果與已有的研究成果進(jìn)行對比驗(yàn)證了建模的有效性。然后,設(shè)計(jì)了一種新結(jié)構(gòu)載人登月飛行器并對其在平整月面四腿著陸的情況進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明新結(jié)構(gòu)的著陸性能要好于舊結(jié)構(gòu)。最后,針對實(shí)際著陸的情況,當(dāng)載人登月飛行器不得不在有一定坡度的月面著陸時(shí),對新結(jié)構(gòu)載人登月飛行器和舊結(jié)構(gòu)載人登月飛行器在“1-2-1”著陸模式和“2-2”著陸模式下的軟著陸情況進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明在兩種著陸模式下,新結(jié)構(gòu)載人登月飛行器的著陸安全性均優(yōu)于舊結(jié)構(gòu)載人登月飛行器;此外,在兩種著陸模式中,“2-2”著陸模式要優(yōu)于“1-2-1”著陸模式;兩種著陸模式中在不同著陸腿著陸時(shí)機(jī)體加速度響應(yīng)均有一個(gè)突變,此時(shí)要注意不能超過載人登月飛行器允許的過載。
【關(guān)鍵詞】：載人登月飛行器 多級蜂窩緩沖器 軟著陸沖擊 著陸模式
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V476.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題來源及研究背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析10-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 國內(nèi)外綜述文獻(xiàn)的簡析12-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 多級蜂窩緩沖器的性能研究16-30
• 2.1 引言16-17
• 2.2 蜂窩材料緩沖性能研究17-18
• 2.3 蜂窩緩沖過程分析18-20
• 2.4 蜂窩緩沖器沖擊仿真研究20-28
• 2.4.1 蜂窩緩沖器參數(shù)選擇20-21
• 2.4.2 二級蜂窩緩沖器沖擊仿真21-25
• 2.4.3 多級蜂窩緩沖器沖擊仿真25-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第3章 月壤建模及載人登月飛行器沖擊仿真30-43
• 3.1 引言30
• 3.2 載人登月飛行器建模方案與設(shè)計(jì)30-31
• 3.2.1 載人登月飛行器的著陸初始條件和緩沖特性要求30
• 3.2.2 載人登月飛行器的基本構(gòu)型和尺寸30-31
• 3.3 載人登月飛行器有限元建模31-34
• 3.4 月壤有限元建模34-35
• 3.4.1 月壤參數(shù)研究34
• 3.4.2 月壤有限元模型的建立34-35
• 3.5 載人登月飛行器全機(jī)仿真35-39
• 3.5.1 仿真參數(shù)設(shè)置及動力學(xué)方程的建立35-37
• 3.5.2 仿真結(jié)果及分析37-39
• 3.6 新結(jié)構(gòu)載人登月飛行器39-42
• 3.6.1 模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元模型39-41
• 3.6.2 仿真及結(jié)果對比分析41-42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 第4章 新舊結(jié)構(gòu)載人登月飛行器著陸工況分析43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 “121”軟著陸工況仿真研究43-47
• 4.2.1 “121”軟著陸工況下新舊結(jié)構(gòu)動力學(xué)方程43-45
• 4.2.2 “121”軟著陸工況下新舊結(jié)構(gòu)仿真45-47
• 4.3 “2-2”著陸工況仿真研究47-50
• 4.3.1 “2-2”軟著陸工況下新舊結(jié)構(gòu)動力學(xué)方程47
• 4.3.2 “2-2”軟著陸工況下新舊結(jié)構(gòu)仿真47-50
• 4.4 新舊結(jié)構(gòu)載人登月飛行器不同軟著陸模式?jīng)_擊仿真對比50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 結(jié)論53-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 CHEN JinBao;NIE Hong;WAN JunLin;LIN Qing;;Investigation on landing impact dynamic and low-gravity experiments for deep space lander[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2014年10期

2 陳金寶;聶宏;陳傳志;陳Y，

本文編號：1122824