合成月壤与足垫相互作用模型试验的分析研究.pdf

摘要随着人类对地球以外空间探测技术研究的逐步深入,对着陆器的设计要求越来越高,一台具有高安全性、多功能的着陆器是必不可少的。由于着陆器着陆过程中存在巨大的冲击作用,为保证内部精密仪器不受损坏,着陆器要能安全的实现软着陆,足垫与月壤相互作用的动力过程分析尤为重要。着陆器着陆过程中四只足垫与月壤的相互作用过程非常复杂,其中的基本问题是单只足垫与月壤间的冲击相互作用和滑移相互作用。本文将问题分解为垂直冲击和水平滑动两个方向的运动。根据着陆器着陆过程中的运动特性,独立研发了垂直冲击模型试验装置和水平拖曳试验装置。首先对月壤和常用模拟月壤的物理力学性质进行了总结归纳,通过室内试验研究了本文所用合成月壤的基本物理力学性质,并与月壤进行了比较,对合成月壤进行了评价。然后利用上述两套装置,在合成月壤中进行了大量的垂直冲击和水平拖曳试验,最终对着陆器的设计提出了具有参考意义的结论。本文的具体内容如下c l、介绍了探月工程的研究背景,综述了国内外航天计划的发展历程以及着陆器及缓冲腿设计的研究现状。 2、查阅了国内外文献,对目前各国航天计划中带回地球的月壤以及在各类航天研究中所使用模拟月壤的物理力学特性进行了总结归纳。 3、通过一系列的室内试验,得出了本研究中所使用合成月壤的一系列基本物理力学性质,并将试验所得结果与月壤进行了比较,作出评价。为模型试验的研究提供了基本参数。 4、独立研制了垂直冲击模型试验装置,详细介绍了试验装置的各项组成以及能实现的功能。利用该套装置进行了不同密实度合成月壤、不同冲击速度以及不同冲击质量下的大量垂直冲击试验。研究了合成月壤相对密实度,冲击速度以及冲击质量对足垫运动性状的影响。 5、独立研制了水平拖曳模型试验装置,详细介绍了试验装置的各项组成以及能实现的功能。利用该套装置进行了不同密实度合成月壤、+不同刺入深度以及不同拖曳速率下的大量水平拖曳试验。研究了合成月壤相对密实度、拖曳速率以及刺入深度对足垫运动性状的影响。关键词:合成月壤;垂直冲击;水平拖曳;模型试验 AB STRACT As thestudy of outer space explorationdevelops,a lunarlander谢tllhighsafety and interactionbetween footpad andsoilisofgreatimportance due tothestrongimpactproduced during thebriefperiod ofthespace landertouchdown which willaffectthenormal operation ofthe inner precision on the study ofthelanding process,theproblem Can posed intotwophases,vertical impact and on thedynamic characteristicsinthese twolanding phases,vertical impact model testequipment and horizontal dragging model test equipment first,thephysical andmechanicalproperties ofthe stimulant lunar thesetwo equipments,lots ofverticalimpactand horizontal dragging model tests are last,several meaningful conclusionsforlunar landerdesign main contents are asfollows inthisthesis: l、Spaceflight plan andlanderdesign development athome and abroad are summarized based onthelunarexplorationbackground. 2、Physical and mechanical properties pound lunarsoil ale studiedthrough laboratory tests,providing basicparameters formodel