[發明專利]一種低重力模擬月壤

無效

• 申請號: 201210528963.X
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN102967498A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 江磊;蘇波;王長科;賈文華;盧國軒;劉興杰;楊樹嶺;蔣云峰;毛寧;姚其昌
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉東升

技術領域

本發明屬于模擬月壤的配置技術領域，具體涉及一種低重力模擬月壤。

背景技術

國外模擬月壤有美國的JSC-1、MLS-1、MLS-2，日本的MKS-1，FJK-1，俄羅斯等，主要模擬Apollo11登月點的高鈦月海月壤、Apollo14登月點的低鈦月海月壤和高地月壤。國內方面，發明專利“一種模擬月壤的制備方法(CN?101957280A)”，由中國科學院天文臺提出，并制備了CAS-1模擬月壤，其主量元素組成與Apollo14登月點月壤樣品的化學組成相似。發明專利“模擬月壤的材料(CN?102115321A)”，由北京衛星環境工程研究所提出，其配置了一種摩擦角為40°的模擬月壤，用于月面巡視探測器試驗。另外，吉林大學工程仿生重點試驗室，北京航天航空大學都曾開展了模擬月壤的相關研究工作。

上述模擬月壤，著重于月壤的物理性能全模擬，包括密度、粒徑級配、礦物組成、含水量、顆粒形態等方面。但是，根據研究，月面1/6g重力條件對于土壤的力學性能將產生明顯影響：物理性能全模擬的模擬月壤，其力學性能遠高于月面原位力學性能。為此，國外通常采用大型飛機，裝載相應的試驗設備，進行拋物線飛行模擬低重力狀態，從而開展力學性能評估試驗，其缺點在于成本巨大，單次試驗時間短。

基于此，開發一種可用于1g重力條件下，且其力學性能指標完全達到月面就位力學性能要求的模擬月壤是非常必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種1g重力條件下的低重力模擬月壤，該材料的力學性能達到月面原位力學性能，可用于月面巡視器試驗內場中開展通過性能試驗。

本發明提供的模擬月壤，采用石家莊郊區的干粉土為主要原料，配比少量玄武巖，用于調整密度，使其在1g地面重力條件下，物理密度是月壤平均密度的1/6，即密度為0.35g/cc；然后，通過研磨、篩分、和粒徑級配混合而成；

上述模擬月壤，力學性能為月面原位力學性能，即承壓系數K_c為0.14N/cm²，為0.82N/cm³，n為1；剪切系數C為0.017N/cm²，為35°，j為1.8cm；

本發明提出的低重力模擬月壤，可實現在地面重力條件下月面力學性能全模擬，無需采用飛機拋物線飛行的方式進行性能評估試驗，試驗狀態穩定，能大幅度節約開支，對于提高試驗考核的有效性具有實際意義。

附圖說明

[圖1]低重力模擬月壤配比過程

[圖2]4種備選材料的粒徑級配曲線

[圖3]貝氏壓碟試驗中采用三組原型壓板

[圖4]備選材料的承壓特性一

[圖5]備選材料的承壓特性二

[圖6]備選材料的內摩擦角和內聚力測試結果

[圖7]備選材料的剪切模量測試結果

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明，參照圖1，

該方法具體包括以下步驟：

步驟一：應用模型相似理論確定配置目標；

為了在地球1g重力狀態下，模擬月球1/6低重力模擬月壤的力學性能特性，首先需要確定月壤當量配置目標。

月球車在模擬月壤上進行牽引性能試驗時，對月球1/6g重力環境和地球1g重力環境開展相似理論和模型試驗的分析，可得月球車輪壤作用的π項如下：