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火星进入减速器技术综述与展望 被引量：12
1
作者 李爽 江秀强 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期422-440,共19页
随着火星着陆探测任务的不断推进,火星采样返回、载人登陆火星和火星基地等任务要求能将更大、更重的探测器着陆到火星表面,这就需要在火星大气进入阶段进行高效减速。基于以往成功的火星着陆探测任务,首先系统地回顾了火星进入段气动... 随着火星着陆探测任务的不断推进,火星采样返回、载人登陆火星和火星基地等任务要求能将更大、更重的探测器着陆到火星表面,这就需要在火星大气进入阶段进行高效减速。基于以往成功的火星着陆探测任务,首先系统地回顾了火星进入段气动减速技术的发展历史;然后,结合火星进入过程的特点阐述了火星进入段减速设计的必要性及其面临的挑战;接着,系统地总结了充气式气动减速器、可展开式气动减速器和超声速反推减速器的系统构成和研究进展;最后,对这3种减速器技术的未来发展方向和亟待解决的关键问题进行了比较全面的分析和展望。 展开更多
关键词 火星进入 大质量着陆任务 充气式减速器 可展开式减速器 超声速反推减速器
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考虑高空环境影响的充气式减速器折叠展开动力学计算
2
作者 何宜谦 雷庆 +4 位作者 薛齐文 郭敏 刘飞 张贺 刘旭东 《计算机辅助工程》 2023年第3期1-8,14,共9页
为研究高空环境工作条件下充气式减速器的折叠充气展开过程,以美国IRVE-3飞行器为例,建立充气式减速器折叠数值模型,对绑带结构采用膜单元建模,基于控制体积法和LS-DYNA软件进行流-固耦合动力学计算。在动力学分析中分析地面与高空对于... 为研究高空环境工作条件下充气式减速器的折叠充气展开过程,以美国IRVE-3飞行器为例,建立充气式减速器折叠数值模型,对绑带结构采用膜单元建模,基于控制体积法和LS-DYNA软件进行流-固耦合动力学计算。在动力学分析中分析地面与高空对于展开过程的影响,并进行机理分析。结果表明:所建模型能较好地模拟折叠充气展开过程,并且高空环境对充气式减速器的展开时间、气囊体积与内压变化等关键指标有显著影响。 展开更多
关键词 充气式减速器 控制体积法 折叠建模 充气展开 数值仿真 高空环境
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气动热作用下的充气式减速器性能研究 被引量：3
3
作者 王帅 余莉 +1 位作者 张章 曹旭 《航天返回与遥感》 CSCD 2019年第2期33-42,共10页
为了解高超声速再入时气动热载荷对充气式减速器柔性结构的影响,文章基于松散耦合方法开展了极端热载荷工况下的耦合数值研究。文章首先建立了流固耦合和热固耦合两种模型,分别对比研究了气动力和气动热两种气动载荷对蒙皮结构的影响。... 为了解高超声速再入时气动热载荷对充气式减速器柔性结构的影响,文章基于松散耦合方法开展了极端热载荷工况下的耦合数值研究。文章首先建立了流固耦合和热固耦合两种模型,分别对比研究了气动力和气动热两种气动载荷对蒙皮结构的影响。结果表明,气动热对结构的影响远大于气动力,在高超声速再入时应重点考虑。之后研究了气动热载荷下充气式减速器防热层各功能层温度分布,结果表明,绝热层隔热效果最为显著,绝热层导热系数增大一倍,内部最高温度升高21.7%,热变形最大值升高10.7%。上述成果为充气式减速器的设计提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 热固耦合 数值模拟 高超声速 充气式减速器 航天返回
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充气式再入减速器动态气动载荷与结构特性研究 被引量：3
4
作者 吴杰 张章 +3 位作者 侯安平 王立武 王洁 曹旭 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期287-297,共11页
针对充气式再入减速器在动态飞行环境下的结构特性变化问题,提出一种基于飞行轨迹参数的CFD动态边界条件加载方法,有效实现了飞行动力学与空气动力学之间的耦合。同时,建立考虑内充压气体热效应的流固耦合模型,较已有方法更全面地考虑... 针对充气式再入减速器在动态飞行环境下的结构特性变化问题,提出一种基于飞行轨迹参数的CFD动态边界条件加载方法,有效实现了飞行动力学与空气动力学之间的耦合。同时,建立考虑内充压气体热效应的流固耦合模型,较已有方法更全面地考虑了结构变形对流场的影响以及内充压气体状态参数的改变,突破了现有研究中未能完整考虑温度对结构特性影响的局限。利用此模型着重对比了再入过程中气动力与气动热对结构应力及一阶固频的影响,并研究了尺寸变化对结构特性的影响规律。研究发现单独考虑气动力与气动热作用时,结构最大应力分别升高至39.6 MPa与33.5 MPa,而适当减小半锥角和增多气囊数目有利于减小结构应力。本文研究为充气式再入减速器的强度校核及优化设计提供了有价值的参考。 展开更多
关键词 充气式再入减速器 结构特性 飞行轨迹参数 内充压气体 流固耦合
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充气式气动减速器的折叠方法及充气过程数值仿真 被引量：2
5
作者 赵晓舜 余莉 杨雪 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期948-956,共9页
针对充气式气动减速器难以建立折痕有序、径向压缩的折叠模型,本文提出了分割映射折叠方法。首先基于分割映射技术得到分割展平面;其次通过矩阵变换将分割展平面转换为连续的几何折叠模型;最后,采用初始应力修正了建模过程中的模型误差... 针对充气式气动减速器难以建立折痕有序、径向压缩的折叠模型,本文提出了分割映射折叠方法。首先基于分割映射技术得到分割展平面;其次通过矩阵变换将分割展平面转换为连续的几何折叠模型;最后,采用初始应力修正了建模过程中的模型误差,降低了充气过程中的应力集中和网格畸变问题。数值结果表明:充满的单圆环的表面积和体积误差仅为1.8%,验证了本文折叠方法的高精度;充气式气动减速器的初始和充满外形与实验外形一致,展开过程稳定、有序,说明该方法的可靠性和适用性。本文折叠方法适用于任意旋转曲面的多维压缩和有序折叠,提高了曲面展开数值仿真的精确度和稳定性。 展开更多
关键词 人机与环境工程 充气式气动减速器 折叠建模 初始应力修正 数值仿真
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充气式气动减速器增强结构对蒙皮凹坑的影响研究
6
作者 王智超 戈嗣诚 甄铎 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2022年第1期40-50,共11页
针对愈发频繁和迫切的进入、减速、着陆与上升任务需求,充气式气动减速技术由于质轻、弹道系数低和折叠展开比大等优点,成为目前着陆技术研究热点之一。文章针对堆叠充气环型充气式气动减速器在气动载荷作用下的蒙皮凹坑问题进行了增强... 针对愈发频繁和迫切的进入、减速、着陆与上升任务需求,充气式气动减速技术由于质轻、弹道系数低和折叠展开比大等优点,成为目前着陆技术研究热点之一。文章针对堆叠充气环型充气式气动减速器在气动载荷作用下的蒙皮凹坑问题进行了增强结构设计,比较研究了五种设计对蒙皮凹坑形变的减轻程度,并对比研究每种结构的尺寸变化对蒙皮凹坑的影响。结果表明,相比原始模型,环向充气管对蒙皮外形保持较好,内外侧位移变化均匀;径向充气管可使凹坑离散分布,减小凹坑深度;径向刚性板的改善效果受其宽度影响显著,宽度较小时改善效果差;鳞状刚性板对蒙皮整体的位移量减轻程度较好,仿真结果中最大位移量减小至原始结构约50.7%;负泊松比柔性织物材料由于存在弹性模量较低的问题,对凹坑问题的改善效果较差。 展开更多
关键词 凹坑 增强结构 鳞状刚性板 负泊松比织物 充气式气动减速器
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