月球着陆器软着陆冲击仿真

林轻 聂宏 陈金宝 万峻麟 李立春

（南京航空航天大学，南京210016）

1 引言

软着陆缓冲机构是月球探测器着陆过程中重要的吸能装置，其主要功能是缓冲探测器在月面着陆时的冲击载荷，保证结构和有效载荷的安全，防止探测器倾倒并为其在月面工作提供可靠的支持。自20世纪60年代以来，月球探测器着陆过程动力学研究已在国内外广泛开展［1］。前期的研究工作主要围绕探测器3自由度、6自由度模型及软着陆单腿落震模型展开，视探测器为刚体结构，并将月面做刚性假设［2-3］。然而将探测器和月壤刚性化处理后仿真所获得结果并不能真实反映软着陆缓冲器的缓冲性能。随着我国月球探测的深入发展，探测器结构势必越来越大，内部装载势必增多，探测器机体及着陆腿的柔性随之增大，对缓冲机构工作影响明显。近年来，开始有学者对机体柔性、着陆腿柔性及月壤弹塑性变形对探测器着陆冲击性能的影响进行了研究。文献［4］建立了单条着陆腿柔性体模型；文献［5］建立了着陆腿结构为刚性的刚柔耦合动力学模型，研究了着陆器机体变形对着陆器着陆性能的影响，指出机体柔性变形会使着陆性能恶化。

综合该领域相关文献，大部分研究仅局限于着陆器和月壤刚性化处理或着陆器部分柔性化考虑，有关全机柔性化的文章未见相关报道。同样，运用瞬态动力学方法分析月球探测器软着陆冲击性能的研究也少见报道。MSC.DYTRAN是专门适用于高速瞬态非线性动力问题，特别适合于分析包含大变形、高度非线性和复杂的动态边界条件的瞬态动力学过程的非线性动态行为的数值仿真软件。……