垂直起降运载器着陆支架总体设计与布局优化

发布时间：2021-08-03 20:56

　　高可靠的着陆缓冲机构是垂直起降可重复使用运载器顺利回收的必要保证。以Space-X公司Falcon-9运载器的着陆支架为参考,提出了垂直起降运载器着陆支架的设计方案,建立了着陆支架的几何拓扑模型。将着陆支架的总体设计参数作为决策变量,运用能量法建立运载器着陆支架的数学模型,以着陆动力学响应及主着陆腿长度为优化目标,对着陆支架的总体布局设计参数进行优化。在ADAMS中建立着陆支架的动力学模型,分别将优化前、后的设计参数输入动力学模型,并对优化前后的动力学响应进行对比。计算结果表明,优化后主着陆腿受到的最大压力以及副着陆腿受到的最大拉力分别降低了23.15%和21.43%,有效地降低了过载,提高了垂直起降运载器的着陆稳定性。 

【文章来源】：机械设计与制造工程. 2020,49(06)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

着陆支架收起和展开状态

由此,得到着陆支架运动机构的闭环矢量分析图,如图2所示。图中,Li(i=1,2,3)分别为主着陆腿、副着陆腿投影以及着陆支架上下支撑点间的X-Z平面内的矢量;li分别为主着陆腿、副着陆腿投影以及着陆支架上下支撑点间的长度;?i分别为主着陆腿、副着陆腿投影以及着陆支架上下支撑点间与Z轴正方向的夹角。

基于着陆支架的运动学分析,采用拓扑方法,绘制着陆支架二维收放拓扑原理图。着陆支架二维收放拓扑原理图的正视图与俯视图分别如图3和图4所示。图3和图4中分别标出了着陆支架在运载器上的站位布局,主、副着陆腿的关键几何参数以及着陆支架展开过程中的关键角度参数等。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]我国航天运输系统60年发展回顾[J]. 龙乐豪,李平岐,秦旭东,牟宇.  宇航总体技术. 2018(02)
[3]新型垂直起降运载器着陆支架收放系统设计与分析[J]. 肖杰,张明,岳帅,夏昊天.  机械设计与制造工程. 2017(03)
[4]垂直起降重复使用运载火箭发展趋势与关键技术研究进展[J]. 徐大富,张哲,吴克,李红兵,林剑锋,张晓东,郭筱曦.  科学通报. 2016(32)

硕士论文
[1]垂直起降重复使用运载器软着陆系统研究[D]. 陶海峰.南京航空航天大学 2017



本文编号：3320322