[發明專利]一種航天器軟著陸模擬實驗裝置及模擬方法

有效

• 申請號: 201611046469.4
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106628280B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 文浩;成龍;金棟平
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

1.一種航天器軟著陸模擬實驗裝置，其特征在于，包括小角度傾斜平臺(3)，

所述的小角度傾斜平臺(3)的其中一端部的下側連接有小型液壓同步調整系統(4)；

所述的小角度傾斜平臺(3)上設置有著陸器模擬件(1)；

所述的著陸器模擬件(1)的下表面安裝有氣浮氣墊(5)；所述的著陸器模擬件(1)的上表面貼有輕質熒光反射片(6)；所述的著陸器模擬件(1)側面安裝有冷氣推力噴管(2)；

所述的實驗裝置還設置有雙目計算機視覺系統(7)。

2.根據權利要求1所述的一種航天器軟著陸模擬實驗裝置，其特征在于，所述的輕質熒光反射片(6)的數目為3個。

3.一種航天器軟著陸模擬實驗裝置的模擬方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1，利用等比縮放的辦法實現地面實驗系統與真實系統的力學等效；

步驟2，通過氣浮平臺的氣墊支撐，將著陸仿真器置于小角度傾斜平臺上；

步驟3，根據在著陸仿真器上表面貼輕質熒光反射片，利用雙目計算機視覺系統確定標識點位置信息，實現著陸仿真器狀態的無接觸測量；

步驟4，根據控制器輸出指令實時調整冷氣推力噴管的方向或對其進行開關控制，實現著陸仿真器的運動控制。

4.根據權利要求3所述的一種航天器軟著陸模擬實驗裝置的模擬方法，其特征在于，所述的步驟1具體為：

1.1，根據縮比系數δ確定期望的縮比重力加速度值：

g‾=δg]]>

式中，g為真實重力加速度；

1.2，通過調節斜坡，即氣浮平臺的傾角，使得重力加速度沿斜坡上平面的有效分量等于實現重力加速度的縮比等效；縮比系數δ與斜坡傾角應滿足以下關系：

g‾=δg=g sinθ;]]>

1.3，進一步由縮比系數可確定斜坡傾角為：

θ＝arcsinδ；

1.4，對真實外力進行縮比；將真實系統所受噴氣力大小記為F，其在實驗系統中的縮比值記為所致的平動加速度大小分別記為a和取真實系統與實驗系統質量相等，則有：

F‾=δF,a‾=δa;]]>

1.5，同理，噴氣力F所得力矩值M和角加速度值α與其縮比量和的關系為：

M‾=δM,α‾=δα.]]>

5.根據權利要求3所述的一種航天器軟著陸模擬實驗裝置的模擬方法，其特征在于，所述的步驟3具體為：通過三個輕質熒光反射片的位置，確定著陸仿真器的轉角φ，公式為：

φ=13(arc tan(y3′-y1′x3′-x1′)+arc tan(y3′-y2′x3′-x2′)+arc tan(y2′-y1′x2′-x1′))]]>

其中x₁′、y₁′分別為1號熒光反射片移動后的坐標值，x₂′、y₂′分別為2號熒光反射片移動后的坐標值，x₃′、y₃′分別為3號熒光反射片移動后的坐標值。