某型无人机回收气囊缓冲性能试验研究

高浩鸿 王欢欢 张红英 童明波

（1 南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京 210016）

（2 中国运载火箭技术研究院空间物理重点实验室，北京 100076）

0 引言

随着无人机回收、地外探测器着陆、大载荷空投等对着陆冲击缓冲需求的日益提高，着陆方式也一直在不断的发展与变化。从早期采用较为简单的纸蜂窝缓冲装置[1-2]发展到如今复杂的反冲制动火箭、软着陆机构缓冲器[3-4]等，寻求一种全时段各地型安全可靠且经济的回收方式一直是着陆缓冲课题的关键。而气囊就是在一定程度上能够满足上述条件的缓冲方式[5]，该方式相较纸蜂窝型缓冲装置所占用空间小，可多次利用，而在成本及技术要求上远远低于制动火箭、软着陆机构，因此在航空航天领域受到了广泛的应用[6-8]。

美国在缓冲气囊方面的研究较早，在20世纪50年代就开始了对气囊的理论研究。随着计算机技术的发展，运用LS-DYNA等仿真软件进行数值仿真分析成为了缓冲气囊理论研究的主要方面。为了更好探究气囊的缓冲特性，美国Jet Propulsion Laboratory运用在Plum Brook真空室内建立的缓冲试验平台在多角度复杂地形下进行了投放试验，模拟火星环境下的回收[9-10]。NASA Langley Research Center建立了高达73m的塔型投放平台，进行了高速度下气囊的缓冲试验[11-13]。试验平台的建立与运用极大加快了气囊的研究进程，并于20世纪90年代成功将缓冲气囊作为火星探测着陆的缓冲器[14]。国内在此方面的研究也取得了较大成就，文献[15-17]运用试验方法分析了排气面积、着陆速度、载荷质量等参数对气囊缓冲性能的影响；……