航天器着陆缓冲装置设计及性能分析

张斌 徐方舟 张庆利 孔文秦

摘  要：文章研究了航天器着陆缓冲器的设计及分析方法，从工程设计到仿真分析两个方面探讨了航天器前着陆缓冲器研制过程中的关键技术，总结了设计及分析过程中需要重点解决的几个主要问题。并结合某型前着陆缓冲器的一组设计参数进行了仿真计算，用计算结果验证了设计方案的准确性和有效性。

关键词：前着陆缓冲器;工程设计;仿真分析

中图分类号：V525 文献标志码：A         文章編号：2095-2945（2020）24-0078-02

Abstract： In this paper， the design and analysis method of the landing gear of spacecraft is studied. The key technologies in the process of developing the landing gear is summarized from two aspects： engineering design and simulation analysis. Several main problems that need to be solved in the process of design and analysis are summarized. Combined with a set of design parameters of a certain type of landing gear of spacecraft， the simulation calculation is carried out， and the calculation results are used to verify the accuracy and validity of the design scheme.

Keywords： landing gear of spacecraft; engineering design; simulation analysis

1 概述

本文给出了一种航天器前着陆缓冲器的设计方案，针对该方案进行迭代设计后得到的一组设计参数进行缓冲性能仿真分析。借助LMS Virtual.Lab 10软件建立了着陆架动力学模型并进行了仿真计算，对设计方案和设计参数的正确性和有效性进行了验证。

2 前着陆缓冲器的设计

前着陆架缓冲器主要由外筒、活塞杆、扭力臂、阻尼阀、浮动活塞、凸轮等组成，如图1所示。缓冲支柱采用油-气分离式结构，浮动活塞安装于活塞杆孔内将缓冲支柱分为上、下腔，上腔为油腔，下腔为气腔。阻尼阀安装在活塞杆杆头，缓冲支柱工作时油液流经阻尼阀上小孔实现缓冲。

前着陆架缓冲器主要的设计参数如表1所示。

3 着陆架动力学模型

采用商业软件LMS Virtual.Lab 10进行动力学仿真分析，在软件中搭建前着陆架动力学模型：

（1）各运动关节按照实际落震时的自由度进行创建。

（2）轮胎采用“Complex Tire”。

（3）缓冲支柱轴向力按常规分析方法分为三个部分组成：空气弹簧力fa、油液阻尼力fd和摩擦力ff。……