深空探測氣囊著陸緩沖系統的原理樣機沖擊動力學相似問題研究

摘要： 研究深空探測氣囊著陸緩沖系統的地面原理樣機沖擊動力學相似問題。首先，從理論角度出發，對氣囊著陸緩沖系統的沖擊動力學響應進行了推導，發現初始氣壓、氣囊體積、接觸面積、登陸艙質量和著陸初速度等參數對著陸沖擊響應特征起主要影響。然后，給出了地面原理樣機設計思路，并且在理論推導的基礎上提出了利用地面原理樣機沖擊響應與外星環境下全尺寸氣囊著陸系統沖擊響應的動力學相似關系。最后，設計了幾種不同參數的地面原理樣機，通過數值模擬方法計算了火星環境下的全尺寸氣囊系統著陸沖擊響應和原理樣機沖擊響應，利用地面原理樣機沖擊響應計算結果和所提出的動力學相似關系對火星環境下的全尺寸氣囊系統著陸沖擊響應進行了估計，驗證了所提出的動力學相似關系的有效性。

關鍵詞： 氣囊； 沖擊響應； 緩沖系統； 相似關系