小行星着陆装置着陆动力学及着陆性能分析

小行星着陆装置实现着陆器在小行星表面的着陆,其动力学及着陆性能研究对着陆装置研制具有重要意义.基于三腿式小型着陆装置,在对其结构特点及着陆策略分析的基础上,采用Lagrange方程建立了二维着陆动力学模型,模型对着陆及翻转阶段的动力学特性进行了描述,其计算结果与仿真验证较为接近且具有一致的变化趋势.在最大允许倾角为30°的着陆面上,采用仿真分析方法对着陆装置在不同着陆速度及偏航角下的着陆性能进行了统计分析,结果表明着陆装置具有良好的着陆性能.

运载器着陆装置展开动力学及影响因素分析

以垂直起降重复使用运载器收放、锁定、缓冲一体化着陆装置及其气压驱动控制系统为研究对象,首先分析了着陆装置展开机构的运动奇异性,在此基础上,建立了展开机构动力学模型与气压驱动系统集中参数模型,将两模型相耦合从而构建了展开系统协同仿真分析模型,随后重点研究了运载器主体自旋角速度、垂向返回速度、减压阀调节压力以及支柱摩擦力对展开性能的影响。研究结果表明:运载器自旋角速度越大,产生的离心力越高,将导致支柱展开时间及各腔压力峰值减小;垂向着陆速度越高,引起的支柱气动阻力越大,将会大幅延长展开时间;减压阀调节压力的增加将缩短展开时间,但会引起各腔峰值压力上升;支柱摩擦力的增加将增大展开时间,但会减小锁定到位时间。

星表着陆装置多工况落震试验台的设计与应用

设计了一种新型的星表着陆装置多工况落震试验台,并进行了结构力学性能分析。试验台装置包括台架系统、提升系统、落震系统、载荷采集系统和安保系统五部分,采用三维虚拟建模技术完成了试验台的结构设计;基于某型探月着陆器虚拟样机落震仿真结果,运用有限元方法进行试验台装置的瞬态动力学分析并校核其抗冲击性能。结果表明,该试验台装置满足着陆器的落震试验要求。

可复用运载火箭着陆装置展开与着陆分析

针对可复用运载火箭垂直回收的技术需求,文章提出了一种新型着陆缓冲装置,介绍了其内部构型及工作原理,并通过运动学和着陆动力学分析验证了其实用性。建立了单套缓冲装置展开过程的运动学方程,通过对比在Adams仿真软件中得到的数据,验证了展开过程运动学方程的准确性。该装置通过铝蜂窝吸收火箭着陆时的冲击能量,为了提高缓冲性能,在着陆质量已知的情况下,基于运载火箭的三种代表性着陆工况,拟合出了着陆过程响应面代理模型,采用多学科协同优化方法,得到了理想的蜂窝压溃力值。最后,基于上述结果进行了多工况的着陆落震仿真。结果表明:该装置可有效降低冲击载荷并支撑箭体,可为后续相关领域的设计研发提供参考。

支腿式着陆装置运载器缩比模型相似性分析

为节省整机实验成本,实现运用垂直降落运载器缩比模型试验反演原型的着陆过程,为垂直降落运载器着陆研究提供便利,运用相似性分析理论,建立垂直降落运载器着陆过程的缩比模型,定量反映其原型着陆过程的动力学行为。针对着陆过程中碰撞、缓冲两种典型动力学行为建立分析模型,碰撞过程分别以速度跳变及冲击力作为分析目标,建立离散型、连续型(包含弹性与弹塑性两种模型)碰撞模型,采用量纲分析法和方程分析法,分别导出原型-缩比模型间的相似准则及力学参量比例关系。开展垂直降落运载器原型、缩比模型着陆过程仿真,验证离散型碰撞与连续型弹性碰撞、缓冲过程及着陆过程的动力学、运动学相似性,仿真结果数据与相似性分析理论推导吻合程度较高,该成果可为垂直降落运载器缩比样机设计及等效试验提供理论依据。

燃气收缩式作动器——一种新颖高效的着陆缓冲装置

文章介绍一种新颖的着陆缓冲装置——燃气收缩式作动器。可是在回收物体乘降落伞着陆前,通过回收物体快速向上（向降落伞方向）提升,抵消物伞系统的垂直下降速度,从而达到回收物体以很小的速度着陆,实现回收物体的软着陆。

缓冲座椅系统着陆冲击响应的研究与分析

根据返回舱着陆过程中的特点、等效的着陆冲击加速度和缓冲机构的工作原理,建立了缓冲座椅系统的动力学模型。然后给出了座椅上任意点动力响应的计算方法,数值算例验证了缓冲座椅系统建模、计算的正确性。最后分析了着陆速度、输入冲击波形、座椅上测点位置和缓冲机构力学特性不同因素对航天员胸背向、头盆向加速度、座椅缓冲行程的影响及其原因,为提高缓冲座椅的工作性能提供了参考。

火星探路者的可膨胀气囊着陆系统综述

火星探路者的再入、下降和着陆系统包括一个独立的子系统—可膨胀气囊 ,用于着陆冲击缓冲。文章介绍了火星探路者可膨胀气囊的发展过程 ,包括 :材料的选择、形状的确定、制造的过程、部件的设计以及打包/展开等。

火星全向气囊的着陆缓冲特性研究

全向气囊是一种适应性较强的着陆缓冲装置,能在火星着陆过程中有效保护着陆器的安全。文章针对某一种全向气囊与着陆器构型方案,首先建立了气囊和着陆器结构的数学有限元模型,并对全向气囊的着陆缓冲过程进行了动力学仿真,获取重要结构部位的缓冲过载。其次利用全向气囊原理样机,按照仿真时的工况进行了投放试验,测量了相应结构部位的缓冲过载。研究结果表明,理论分析与试验结果基本一致,可为将来火星全向气囊的工程应用研究提供一定的参考。

空降着陆将如履平地

伞兵着陆受伤和空投设备受损每年都会发生.能否设计一种新的装置来改变这种状况?日前,美国的工程师们已解决了这一难题.他们发明了一种可以减少着陆痛楚的伞兵着陆新装置,并在巴尔的摩召开的第22届军事科学大会上进行了展示.

新型返回式着陆舱

新型返回式着陆舱○刘彦骅美国航空和宇航局希望２１世纪初发射一枚不载人的空间探测器往返火星，采集火星岩石并带回地球进行研究，以便弄清楚火星上是否曾经存在过生命。休斯敦市约翰逊航天中心航天工程师达克尔·罗伯茨一直致力于探索空间探测器安全着陆火星并返回地球...

飞机起落架的演进

从无到有从匈牙利1978年发行的20福林小型张上就可以看出,莱特兄弟发明的世界上第一架飞机不具备起飞、着陆装置(图1),起飞和降落全靠机翼下面固定着的两条木质滑撬支撑。

铝蜂窝结构的冲击动力学性能的试验及数值研究

通过分析蜂窝胞元中取出的Y型单元,推导了正六边形蜂窝胞元的相对密度计算公式,并分析了蜂窝的典型动态压溃过程;通过自制刀具切割蜂窝板得到了外径为Φ100的三种规格(0.06 mm(胞元壁厚t)×4mm(胞元边长l)×60mm(试件高h)、0.06mm(t)×6mm(l)×30mm(h)和0.06mm(t)×10mm(l)×50mm(h))的蜂窝试件,并在标准冲击试验机上得到了它们在5m/s名义初始压溃速度下的应力-应变曲线;在保证与试验条件相同的前提下,简化蜂窝单元为Y型单元,辅以适当的边界条件,通过数值方法研究了此三种蜂窝试件的动态压溃过程,并将得到的应力-应变曲线与试验得到的应力-应变曲线作了比较,发现它们吻合的很好;最后将理论得到的弹性坍塌应力和塑性坍塌应力与相应的试验值和仿真值进行了对比,发现塑性坍塌应力的仿真值和试验值比较接近,而理论值则小于它们。最后结合蜂窝片标准冲击试验结果设计出可用于着陆缓冲装置着陆缓冲的蜂窝减振器,试验结果表明缓冲后加速度的试验值和设计值吻合的较好。

登陆火星靠它! 美宇航局测试“充气飞碟”

美国宇航局将在六月中上旬测试超音速减速装置,工程师希望在未来的火星登陆任务中使用,可降落更大、更重的火星着陆装置。

美国宇航局测试“充气飞碟＂登陆火星

美国宇航局的科学家已经成功将近1t的火星车安全降落在火星表面，如果重量达到数吨的着陆装置要想降落在火星上就需要更先进、更可靠的着陆装置，对此美国宇航局瓦罗普斯飞行研究中心开始对超音速减速系统进行研究，其将被用于未来的火腿登陆任务中，可让更大更重的火星着陆器安全着陆。

一种直降式滑橇减震器性能研究

为验证无人机伞降回收系统的直降式滑橇着陆装置的动力学性能,对其着陆缓冲过程进行数学模拟构造了该装置的动力学模型,通过数值求解得出了该装置缓冲过程的动态特性。对其着陆压缩过程的动力学模型进行了简化,计算结果可用于减震器参数的确定。落震试验结果表明:动力学模型能准确模拟着陆装置的缓冲过程;以5m/s着陆时过载仅为6.8g;本文所采用动力学模型的数值求解结果与实验结果一致,误差小于5%。

空天飞行器着陆系统发展趋势分析

在分析当前空天飞行器回收着陆系统发展趋势的基础上,针对升力式空天飞行器的发展需求,对其着陆装置涉及的关键技术进行了分析,并提出了升力式空天飞行器着陆系统发展的建议。

巧思妙设计，让“彩蛋空降兵”安全着陆

我刊2012年5月“玩转科学”活动的主题是——让“彩蛋空降兵”安全着陆（具体内容请看2012年5月《我们爱科学》少年版（上）），你的“彩蛋空降兵”做好了吗？如果做好了，那就赶紧动脑动手，为它设计、制作安全着陆装置吧。什么样的装置才能帮助“彩蛋空降兵”安全着陆呢？我们得先弄明白，用蛋壳制作的“空降兵”，为什么直接落地会破碎。这是因为，蛋壳从空中落下，会以很快的速度与地面相撞，大约在0．01秒内就会停下来，由于撞击的瞬间会产生很大的冲击力，蛋壳就会破碎。

俄美谁将率先登陆火星?

一向对火星考察计划守口如瓶的俄罗斯宇航计划负责人和军事工程技术专家,近来向外界披露了鲜为人知的火星考察计划。