吉林大学学报(工学版) ›› 2017, Vol. 47 ›› Issue (4): 1194-1200.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201704026

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着陆器足垫冲击特性模型试验

黄晗1, 李建桥1, 陈百超2, 吴宝广1, 邹猛1   

  1. 1.吉林大学 工程仿生教育部重点实验室,长春 130022;
    2.中国空间技术研究院,北京 100094
  • 收稿日期:2016-06-12 出版日期:2017-07-20 发布日期:2017-07-20
  • 通讯作者: 李建桥(1953-),男,教授,博士生导师.研究方向:车辆地面力学.E-mail:jqli@jlu.edu.cn
  • 作者简介:黄晗(1989-),男,博士研究生.研究方向:车辆地面力学.E-mail:huanghan452012@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(50875107); 吉林大学国防预研基金项目(201303042); 工程仿生教育部重点实验室开放基金项目(K201406).

Experiment of impact performance of space lander footpad

HUANG Han1, LI Jian-qiao1, CHEN Bai-chao2, WU Bao-guang1, ZOU Meng1   

  1. 1.Key Laboratory of Bionic Engineering, Ministry of Education, Jilin University, Changchun 130022, China;
    2.China Academy of Space Technology, Beijing 100094, China
  • Received:2016-06-12 Online:2017-07-20 Published:2017-07-20

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摘要： 本文探讨了着陆器在星球表面降落冲击过程中土壤类型和密实度、冲击高度和足垫直径对冲击深度、加速度峰值和冲击力峰值的影响。分析结果表明,土壤类型和密实度对冲击深度的影响最大,其次为足垫直径,冲击高度的影响最小。相较于冲击高度,土壤的密实度对足垫在冲击过程中的加速度峰值的影响较冲击高度的大。建立了足垫冲击力峰值模型,模型的拟合相关系数R2均达到0.9以上,结果表明该模型能较好的预测足垫冲击力峰值。

关键词: 工程仿生, 着陆器足垫, 冲击特性, 模拟月壤, 模拟火星壤

Abstract: The impact effect emerged during the touch down process of space lander may influence the safety of detection equipment and the reliability of the exploration mission. The effects of soil type and compactness, footpad diameter and impact height on the impact performance of the footpad, including impact depth, peak acceleration and force are investigated. Results show that the soil type and compactness have the maximal influence on the impact depth, followed by footpad diameter, then the impact height. The model of peak impact force was established, and the square of correlation coefficient R2 was above 0.9, which verifies that the proposed model can accurately predict the footpad peak impact force.

Key words: engingeering bionics, lander foorpad, impact performance, lunar simulant, martian simulant

中图分类号: 

  • TU435
[1] 欧阳自远.月球科学概论[M]. 北京: 中国宇航出版社, 2005.
[2] Liang D, Chai H, Chen T. Landing dynamic analysis for landing leg of lunar lander using Abaqus/Explicit[C]//IEEE International Conference on Electronic and Mechanical Engineering and Information Technology (EMEIT), Harbin, China,2011: 4364-4367.
[3] Zupp G A. An analysis and a historical review of the Apollo program lunar module touchdown Dynamics[R]. Houston:NASA Johnson Space Center, 2013.
[4] Huang B, Jiang Z, Lin P, et al. Research on impact process of lander footpad against simulant lunar soils[J]. Shock and Vibration, 2015(6):1-24.
[5] 郝飞, 蒋明镜, 孙德安, 等. TJ-1 模拟月壤承载特性室内试验研究[J]. 岩土力学, 2015, 36(7): 1953-1958.
Hao Fei, Jiang Ming-jing, Sun De-an, et al. Indoor experimental research on bearing behavior of TJ-1 lunar soil stimulant[J]. Rock and Soil Mechanics, 2015, 36(7): 1953-1958.
[6] 吴晓君, 钟世英, 凌道盛, 等. 着陆器足垫垂直冲击模型试验研究[J]. 岩土力学, 2012, 33(4): 1045-1050.
Wu Xiao-jun, Zhong Shi-ying, Ling Dao-sheng, et al. Model test study of vertical impact of space lander footpad[J]. Rock and Soil Mechanics, 2012, 33(4): 1045-1050.
[7] Zhang Z, Nie H, Chen J, et al. Investigation on the landing-impact tests of the lunar lander and the key technologies[J]. Journal of Astronautics, 2011, 32(2): 267-276.
[8] 凌道盛, 蒋祝金, 钟世英, 等. 着陆器足垫冲击模拟月壤的数值分析[J]. 浙江大学学报:工学版, 2013, 47(7): 1171-1177.
Ling Dao-sheng, Jiang Zhu-jing, Zhong Shi-ying, et al. Numerica study on impact of unar lander footpad against stimulant lunar soil[J]. Journal of Zhejiang University (Engineering Science), 2013, 47(7): 1171-1177.
[9] 邹猛, 李建桥, 张金换, 等. 月球车驱动轮在不同介质上的牵引性能[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2010,40(1): 25-29.
Zou Meng, Li Jian-qiao, Zhang Jing-huan, et al. Traction ability of lunar rover's driving wheel on different soils[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2010,40(1):25-29.
[10] 李建桥, 薛龙, 邹猛, 等. 已有模拟火星壤力学性质分析及新火星壤研制[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2016, 46(1): 172-178.
Li Jian-qiao, Xue Long, Zou Meng, et al. Terramechanics characters and development of Martian stimulant regolith[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2016, 46(1): 172-178.
[11] 李建桥, 黄晗, 党兆龙, 等. 轻载荷条件下的筛网轮沉陷[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2015,45(1): 167-173.
Li Jian-qiao, Huang Han, Dang Zhao-long, et al. Experimental study on the sinkage of wire mesh wheel under light load[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2015,45(1): 167-173.
[12] George A Z. An analysis and a historical review of the Apollo Program lunar module touchdown dynamics[C]//NASA Paper, NASA/SP-2013-605.
[1] 熙鹏,丛茜,王庆波,郭华曦. 仿生条纹形磨辊磨损试验及耐磨机理分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1787-1792.
[2] 郭昊添,徐涛,梁逍,于征磊,刘欢,马龙. 仿鲨鳃扰流结构的过渡段换热表面优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1793-1798.
[3] 田为军, 王骥月, 李明, 张兴旺, 张勇, 丛茜. 面向水上机器人的水黾运动观测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 812-820.
[4] 钱志辉, 周亮, 任雷, 任露泉. 具有仿生距下关节和跖趾关节的完全被动步行机[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 205-211.
[5] 田丽梅, 王养俊, 李子源, 商延赓. 仿生功能表面内流减阻测试系统的研制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1179-1184.
[6] 陈东辉, 刘伟, 吕建华, 常志勇, 吴婷, 慕海锋. 基于虾夷扇贝体表结构的玉米茬根捡拾器仿生设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1185-1193.
[7] 王颖, 李建桥, 张广权, 黄晗, 邹猛. 基于多种介质的仿生步行足力学特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 546-551.
[8] 葛长江, 叶辉, 胡兴军, 于征磊. 鸮翼后缘噪声的预测及控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1981-1986.
[9] 李梦, 苏义脑, 孙友宏, 高科. 高胎体仿生异型齿孕镶金刚石钻头[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1540-1545.
[10] 梁云虹, 任露泉. 自然生境及其仿生学初探[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1746-1756.
[11] 梁云虹, 任露泉. 人类生活及其仿生学初探[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(4): 1373-1384.
[12] 崔金生, 侯绪研, 邓宗全, 潘万竞, 姜生元. 真空颗粒系统有效导热系数测量试验台研制及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(2): 457-464.
[13] 李建桥, 薛龙, 邹猛, 宗魏, 肖杰. 已有模拟火星壤力学性质分析及新火星壤研制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(1): 172-178.
[14] 钱志辉， 苗怀彬， 任雷， 任露泉. 基于多种步态的德国牧羊犬下肢关节角[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(6): 1857-1862.
[15] 邹猛， 于用军， 张荣荣， 魏灿刚， 王会霞. 仿牛角结构薄壁管吸能特性仿真分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(6): 1863-1868.
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