新一代载人飞船返回舱着陆缓冲过程仿真研究

李建阳 张常龙 邢伟

（1 航天工程大学士官学校，北京 102249）

（2 战略支援部队某部，北京 100720）

（3 北京特种工程设计研究院，北京 100028）

0 引言

随着航天发射技术的发展，世界各航天强国均抓紧研制新一代载人飞船[1-2]，其设计理念上更加注重系统优化，具有多用途、高可靠和低成本的特点。在载人飞船返回舱着陆缓冲方面，缓冲气囊以其高可靠性、良好缓冲性能和成本低廉等优势，在各国研制的载人飞船返回舱上被广泛应用[3-4]。现有缓冲气囊结构型式主要有密闭式、排气式和组合式[5-7]，其中组合式气囊是由排气式和密闭式联合组成的气囊系统，它能克服单独密闭式气囊和排气式气囊的缺点，提高系统的抗侧翻或内陷能力，增强气囊缓冲系统的地貌条件适应性[8]。组合式气囊着陆缓冲时，排气式气囊首先受到压缩，动能转化为气体内能，达到排气触发条件时，排气式气囊的排气口打开，开始排气，释放能量；密闭式气囊则始终保持密闭状态，在排气式气囊剩余高度小于密闭式气囊高度时，密闭式气囊起到弹性软支撑的作用，从而避免二次硬冲击的发生[9]。美国为“猎户座”飞船研制的两代回收气囊系统均是采用组合式气囊[10-11]。我国研制的新一代载人飞船返回舱采用了基于“大型群伞+大载重组合式气囊”的新型软着陆回收平台，相比“神舟”飞船采用的反推火箭减速着陆方式，组合式气囊具有系统简单可靠、质量小等优点[12]。

气囊缓冲过程的研究方法主要有理论解析、有限元仿真、试验等手段[13-15]。……