[發(fā)明專利]一種著陸器沖擊試驗(yàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310220490.1
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN103335803A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王闖;張熇;李青;吳學(xué)英;孫澤洲
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 付雷杰;仇蕾安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及深空探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種著陸器沖擊試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

著陸器是我國首次在地球以外的星球?qū)崿F(xiàn)軟著陸的航天器，為了便于表征著陸器和月球表面之間的坐標(biāo)變換關(guān)系，考慮到著陸器的結(jié)構(gòu)和重量分布特點(diǎn)，如圖1(a)和如圖1(b)所示，以位于著陸器幾何中心的質(zhì)心為坐標(biāo)原點(diǎn)，垂直于著陸器頂板向上方向?yàn)閄軸，兩個太陽翼方向分別為+Y軸和-Y軸方向，Z軸方向根據(jù)右手定則確定。根據(jù)艙段劃分，著陸器由中心艙、+Y艙、-Y艙、-Z艙、+Z側(cè)板設(shè)備以及頂板設(shè)備等主要部分構(gòu)成。中心艙主要安裝推進(jìn)分系統(tǒng)燃料貯箱、發(fā)動機(jī)、氣瓶和管路設(shè)備，以及GNC分系統(tǒng)部分設(shè)備；+Y艙、-Y艙主要安裝測控?cái)?shù)傳、一次電源、綜合電子及有效載荷等分系統(tǒng)設(shè)備；-Z艙安裝GNC分系統(tǒng)設(shè)備；巡視探測器安裝在靠近+Z側(cè)板一側(cè)的中心艙頂部，通過兩器連接解鎖機(jī)構(gòu)與著陸器主結(jié)構(gòu)相連接。著陸緩沖分系統(tǒng)由4套以平面對稱的方式安裝在結(jié)構(gòu)本體的著陸緩沖機(jī)構(gòu)組成；為減小著陸器在航天器中所占空間，著陸器的中心艙設(shè)計(jì)成正方體四角被切掉的八面體，該八面體的包絡(luò)最小，即可提高空間利用率。為方便中心艙的吊裝，在中心艙頂板上表面分別沿+Y軸、-Y軸、+Z軸和-Z軸方向上加工有4個相對于質(zhì)心對稱的中心艙吊點(diǎn)。當(dāng)中心艙的外圍的組件，即+Y艙、-Y艙、-Z艙和著陸緩沖機(jī)構(gòu)等設(shè)備安裝完畢后，考慮到整器的搬運(yùn)，需要設(shè)置若干整器吊點(diǎn)，因此考慮將分別位于4個中心艙吊點(diǎn)下方的緩沖器支架上的點(diǎn)作為整器吊點(diǎn)，理由為：4個連接點(diǎn)的位置相對于著陸器質(zhì)心對稱，如果借用該4個點(diǎn)對整個著陸器進(jìn)行吊掛，著陸器受力平衡不會產(chǎn)生傾覆。如圖1(b)所示，為了將著陸緩沖機(jī)構(gòu)安裝到著陸器上，在連接點(diǎn)處分別采用4個緩沖器支架將4個著陸緩沖機(jī)構(gòu)固定在著陸器的4個外側(cè)面上，每個緩沖器支架均包括兩個三角板，其中一個三角板水平固定在外側(cè)面上，另一個三角板豎直地置于水平的三角板的下方，豎直的三角板其中一條直角邊固連在水平三角板下表面，另一條直角邊固定在著陸器外側(cè)面上，著陸緩沖機(jī)構(gòu)連接在豎直的三角板上。

著陸器經(jīng)歷發(fā)射段、地月轉(zhuǎn)移段、環(huán)月段后進(jìn)入動力下降段，最終以一定的速度和姿態(tài)與月面接觸，依靠著陸緩沖機(jī)構(gòu)的緩沖作用，吸收著陸器著陸瞬時的沖擊載荷和沖擊能量，實(shí)現(xiàn)著陸器在月面的穩(wěn)定安全著陸。在地面進(jìn)行著陸沖擊試驗(yàn)時，通過對著陸器運(yùn)動速度、姿態(tài)、角速度和著陸緩沖機(jī)構(gòu)和緩沖行程進(jìn)行測量，同時測量著陸器關(guān)鍵部位和關(guān)鍵設(shè)備連接處的沖擊響應(yīng)，以達(dá)到考核著陸器主結(jié)構(gòu)在典型工況下的抗沖擊性能的目的。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種著陸器沖擊試驗(yàn)方法，能夠完成著陸器的地標(biāo)沖擊試驗(yàn)，獲得著陸器沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的一種著陸器沖擊試驗(yàn)方法，其中，以位于著陸器幾何中心的質(zhì)心為坐標(biāo)原點(diǎn)，垂直于著陸器頂板向上方向?yàn)閤軸，兩個太陽翼方向分別為+Y軸和-Y軸方向，Z軸方向根據(jù)右手定則確定；中心艙頂板上表面分別沿+Y軸、-Y軸、+Z軸和-Z軸方向上加工有4個相對于質(zhì)心對稱的中心艙吊點(diǎn)，將分別位于4個中心艙吊點(diǎn)下方的4個與著陸緩沖機(jī)構(gòu)連接的緩沖器支架上的點(diǎn)作為整器吊點(diǎn)，包括如下步驟：

步驟1、采用厚度為150mm、尺寸至少為7.6m×7.6m水平放置的木板作為著陸器沖擊試驗(yàn)的著陸面；

步驟2、根據(jù)試驗(yàn)需要設(shè)置木板的摩擦系數(shù)；

步驟3、采用吊掛釋放系統(tǒng)對著陸器進(jìn)行吊掛，具體方法為：

S301、采用兩條垂直吊帶分別固連在著陸器上，其中較短的垂直吊帶的一端連接在著陸器-Z側(cè)的中心艙吊點(diǎn)上，較長的垂直吊帶通過吊點(diǎn)轉(zhuǎn)接件連接在著陸器+Z側(cè)的整器吊點(diǎn)上；

所述吊點(diǎn)轉(zhuǎn)接件為由底座和直角架組成的U型結(jié)構(gòu)，直角架彎向底座且與底座的一端固定連接，直角架遠(yuǎn)離底座一端加工有一通孔；底座由兩個一體加工的支架組成，每個支架上沿所述通孔軸向均加工有連接孔，直角架向上且朝向著陸器，吊點(diǎn)轉(zhuǎn)接件上的兩個支架卡在所述緩沖器支架的豎直的三角板外側(cè)，并通過支架上連接孔與豎直的三角板固定連接，直角架上的通孔軸線與緩沖器支架上整器吊點(diǎn)孔的軸線位于同一豎直面內(nèi)，則較長垂直吊帶即連接在所述直角架的通孔上；

所述較長一條垂直吊帶中安裝有花籃螺絲；

S302、采用兩個轉(zhuǎn)接板分別固連在吊梁兩端，將兩條垂直吊帶懸空端分別與兩個轉(zhuǎn)接板的下端連接在一起；

S303、將兩條長度相等的斜吊帶的一端分別與兩個轉(zhuǎn)接板的上端固連；將兩個斜吊帶的另一端連接在一起后掛在處于鎖緊狀態(tài)的掛彈鉤的卡鉤中，使兩條斜吊帶和吊梁形成一個等腰三角形；然后將掛彈鉤的上端掛在天車的吊鉤上；