小星體附著機構錨體系統(tǒng)設計及地面實驗研究.pdf

1、目前,深空探測已經成為航天領域的主要研究方向,作為深空探測的重要分支,小星體探測的重點與難點在于如何在微重力場空間環(huán)境下實現著陸器的穩(wěn)定著陸。錨體系統(tǒng)是小星體著陸器特有的輔助其著陸的功能單元,它可以在著陸瞬間將著陸器與小星體通過機械連接的方式牢固連接起來,實現小星體著陸器的穩(wěn)定著陸,為后續(xù)科學研究提供保障。
　　本文針對空間環(huán)境提出了一種用于錨體系統(tǒng)侵徹與附著過程的理論分析方法,研制了一套可用于空間環(huán)境下輔助著陸的錨體系統(tǒng),同時,

2、設計并搭建了用于錨體系統(tǒng)侵徹與附著過程測試的地面實驗系統(tǒng),并進行了相應的實驗研究。
　　首先,本文總結了小星體深空探測的研究現狀,分析比較了國內外小星體著陸器輔助著陸裝置的原理和優(yōu)缺點。
　　其次,本文對錨體侵徹與附著過程進行了理論分析,建立了侵徹過程的柱形動力空腔膨脹模型以及附著過程的柱形剪脹模型,獲得了侵徹深度以及附著力的理論計算公式,并通過理論計算和LS-DYNA有限元仿真分析了入射角度、入射速度、尖部形狀、介質材料以

3、及錨體材料等因素對侵徹與附著性能的影響情況,為錨體系統(tǒng)提供了設計依據,同時也為后續(xù)實驗研究提供了理論支持。
　　再次,根據錨體系統(tǒng)設計指標以及理論分析結果,確定了錨體系統(tǒng)設計方案,選擇了合理的驅動力方式,分別對錨體以及推進單元進行了詳細的設計,并對錨體系統(tǒng)關鍵零部件進行了動力學仿真和強度校核,保證了其安全性和可靠性。
　　最后,設計并搭建了用于錨體系統(tǒng)侵徹與附著過程測試的地面實驗系統(tǒng),選擇了多種不同性能的材料作為實驗模擬介質