近年來,包括中國(guó)在內(nèi)的諸多國(guó)家相繼開展垂直起降重復(fù)使用火箭的研究,運(yùn)載火箭在平臺(tái)上垂直著陸時(shí)的著陸穩(wěn)定性為實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭重復(fù)使用的關(guān)鍵問題.由于在運(yùn)載火箭設(shè)計(jì)初期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚未完成,不具有供著陸穩(wěn)定性分析的詳細(xì)的動(dòng)力學(xué)模型,難以開展著陸過程動(dòng)力學(xué)仿真,故對(duì)運(yùn)載火箭著陸穩(wěn)定性評(píng)估方法的研究尤為必要.本文基于廣義碰撞定律,對(duì)二維運(yùn)動(dòng)模式下運(yùn)載火箭與著陸平臺(tái)的多點(diǎn)碰撞過程進(jìn)行了分析,切向采用庫(kù)倫摩擦模型給出了切向運(yùn)動(dòng)學(xué)恢復(fù)系數(shù)的表達(dá)式.本文首先通過機(jī)械能約束和接觸碰撞中的單邊約束給出了一般運(yùn)動(dòng)形式下廣義運(yùn)動(dòng)學(xué)恢復(fù)系數(shù)的值域,再對(duì)兩種典型運(yùn)動(dòng)模式,給出了該兩種典型運(yùn)動(dòng)模式下廣義運(yùn)動(dòng)學(xué)恢復(fù)系數(shù)的值域.然后考慮著陸腿中緩沖器的作用,將運(yùn)載火箭與平臺(tái)的碰撞近似為完全非彈性碰撞,得到了其廣義運(yùn)動(dòng)學(xué)恢復(fù)系數(shù),并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和能量法提出了一種基于碰撞后速度的著陸穩(wěn)定性的判別方法.最后以某型運(yùn)載火箭著陸樣機(jī)的參數(shù)為例,分析了碰撞前速度、著陸腿跨距、摩擦系數(shù)對(duì)著陸穩(wěn)定性的影響,結(jié)果表明,本文提出的穩(wěn)定性判別方法較能量法更為精確,可以考慮觸地速度、角速度、摩擦系數(shù)等參數(shù)間的耦合關(guān)系. 

【文章來源】：力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,52(04)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：17 頁(yè)

【部分圖文】：

2-2著陸模式的通用等效模型

箭體與著陸平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型如圖2所示，其質(zhì)心水平坐標(biāo)為xc，質(zhì)心距著陸平臺(tái)高度為yc，箭體傾角為θ，取描述系統(tǒng)的廣義坐標(biāo)q={xc,yc,θ}，1點(diǎn)、2點(diǎn)與著陸平臺(tái)的距離分別為δ1(q)，δ2(q).則箭體受到單邊約束

在運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)，考察2點(diǎn)與地面碰撞后保持與地面接觸qn,2=0，,1點(diǎn)懸空且，如圖3左側(cè)所示.在t時(shí)刻1點(diǎn)與地面發(fā)生碰撞，即qn,1(t)=0，θ(t)=0，則在t時(shí)刻箭體與地面發(fā)生多點(diǎn)碰撞，在空間中為四條著陸腿與地面的四點(diǎn)碰撞，在簡(jiǎn)化的平面運(yùn)動(dòng)模型中為兩點(diǎn)碰撞，碰撞后運(yùn)動(dòng)如圖3右側(cè)所示.碰撞前的速度為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3520639