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真空环境中羽流侵蚀月壤颗粒的初步研究

发布时间:2018-07-15 14:57
【摘要】:着陆器登月过程中发动机羽流侵蚀,扬起的月壤会造成很多不利因素。这些不利因素包括:阻碍宇航员的视线,损害机械装置,破坏密封装置以及粘附在热防护系统的表面。为了对这些影响有一个量化的预测,研究羽流与月壤相互作用非常重要。 发动机羽流在撞击到月表时,会在月表形成压力和剪力。随着发动机喷口距月表距离不断减少,羽流在月表引起的压力和剪力也会逐渐的增大,羽流侵蚀月壤的现象也愈发明显。论文根据Mohr-Coulomb土体破坏准则,,建立力学平衡方程,计算月壤被羽流侵蚀的质量,得到月球表面形成新月坑的位置和尺寸。进一步,采用月壤颗粒受力运动方程,得到月壤分布的密度、月壤的喷射角度等。 论文进一步讨论了不同参数对羽流侵蚀月壤计算结果的影响。同时,根据阿波罗11着陆月球的实际情况,与本文计算结果进行对比,计算结果与阿波罗11的着陆实际情况基本吻合。
[Abstract]:The plume erosion of the engine during the landing of the lander will cause a lot of unfavorable factors. These include obstructing the sight of astronauts, damaging machinery, destroying seals, and sticking to the surfaces of thermal protection systems. In order to predict these effects quantitatively, it is very important to study the interaction between plume and lunar soil. When an engine plume hits the surface, it forms pressure and shearing on the surface. With the decrease of the distance from the engine nozzle to the monthly surface, the pressure and shear caused by plume on the monthly surface will increase gradually, and the phenomenon of plume eroding the lunar soil becomes more and more obvious. According to the Mohr-Coulomb soil failure criterion, the mechanical equilibrium equation is established, and the mass of lunar soil eroded by plume is calculated. The position and size of the crescent crater on the lunar surface are obtained. Furthermore, the distribution density of lunar soil and the jet angle of lunar soil were obtained by using the equation of motion of lunar soil particles. The effect of different parameters on the calculated results of plume erosion is discussed. At the same time, according to the actual situation of Apollo 11 landing on the moon, the calculated results are compared with those of this paper. The calculated results are in good agreement with the actual conditions of Apollo 11 landing.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P184;V476.3

【参考文献】

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本文编号:2124458

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