基于瞬态动力学方法的月球探测器软着陆腿着陆冲击性能分析

摘要

月球探测器软着陆机构性能的优劣是能否实现月面软着陆这一探月重要目标的关键。以月球探测器软着陆机构常用缓冲装置铝蜂窝缓冲软着陆腿为研究对象，基于瞬态动力学方法，首先针对二级蜂窝缓冲装置进行了着陆冲击过程大变形模拟仿真分析;其次建立了铝蜂窝软着陆腿瞬态动力学分析模型，并应用于单条软着陆腿着陆冲击试验仿真，进一步研究了软着陆腿结构响应对其着陆冲击性能的影响。研究结果表明：两级蜂窝缓冲软着陆腿着陆过程中，当第二级蜂窝开始压缩时探测器加速度响应最大;由于软着陆腿结构柔性使约束偏离固有位置，也储存了可释放的弹性势能，从而导致着陆腿着陆冲击性能恶化;该瞬态动力学分析模型的探测器加速度响应峰值、能量吸收和缓冲行程等分析结果与试验结果基本一致。为软着陆机构着陆冲击性能的分析和优化提供参考。