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第1章 绪论 1

1.1 深空软着陆探测技术的发展 1

1.2 航天器着陆的特点及类别 3

1.2.1 着陆准备及着陆特点 3

1.2.2 航天器的着陆类别 4

1.3 着陆缓冲机构的特点及类别 6

1.3.1 着陆缓冲机构的特点 6

1.3.2 着陆缓冲机构的类别 7

1.4 着陆缓冲机构研究的理论基础 11

1.4.1 常用运动副的种类及表示方法 11

1.4.2 机构的自由度分析 14

1.5 着陆缓冲机构研究的主要内容 15

1.5.1 缓冲方法研究 15

1.5.2 布局研究与结构设计 16

1.5.3 加工工艺研究 16

1.5.4 地面试验验证 17

1.5.5 着陆过程仿真 17

1.5.6 其他相关研究 17

1.6 目前研究存在的问题及发展展望 18

1.6.1 着陆缓冲机构研究存在的问题 18

1.6.2 着陆缓冲机构研究发展展望 19

参考文献 21

第2章 着陆缓冲方法 24

2.1 概述 24

2.2 多胞材料变形法 25

2.2.1 泡沫铝及其缓冲力特点 25

2.2.2 铝蜂窝及其缓冲力特点 27

2.3 薄壁金属管变形法 35

2.3.1 轴向压溃变形法 35

2.3.2 扩径变形法 39

2.3.3 翻转变形法 42

2.4 金属切削法 44

2.5 金属杆拉伸变形法 45

2.6 复合材料破碎法 47

2.7 其他缓冲方法 48

2.7.1 气液阻尼法 48

2.7.2 电磁阻尼法 50

2.7.3 磁流变液法 51

2.7.4 摩擦阻尼法 53

2.7.5 局部结构变形法 54

2.8 缓冲方法的综合评价 56

2.9 缓冲方法的选取与组合 58

2.10 缓冲力特性验证 60

参考文献 63

第3章 设计方法与制造过程 66

3.1 概述 66

3.2 设计应注意的基本问题 68

3.3 技术要求及任务分析 69

3.3.1 技术要求分析 69

3.3.2 任务分析 71

3.4 功能及组成分析 72

3.4.1 着陆缓冲机构功能分析 72

3.4.2 着陆缓冲机构组成分析 73

3.5 环境影响分析及对策 74

3.6 关键几何参数分析 77

3.6.1 安装布局与构型分析 77

3.6.2 关键几何参数分析与估算 78

3.7 缓冲能力分析与确定 81

3.8 着陆缓冲机构方案设计 83

3.8.1 组成确定 83

3.8.2 常用材料分析与选择 84

3.8.3 主缓冲器方案设计 87

3.8.4 辅助缓冲器方案设计 89

3.8.5 足垫方案设计 92

3.8.6 润滑设计 94

3.8.7 热设计 95

3.8.8 可靠性设计 96

3.8.9 其他设计内容 97

3.9 着陆缓冲机构方案分析 97

3.9.1 自由度分析 98

3.9.2 接头载荷分析 99

3.9.3 静力分析 102

3.9.4 模态分析 107

3.9.5 展开动力学分析 109

3.9.6 着陆过程分析 111

3.9.7 缓冲性能综合评价 113

3.10 座椅缓冲机构方案设计 115

3.10.1 座椅缓冲机构的功能及组成 115

3.10.2 人一椅系统的运动关系 117

3.10.3 平均缓冲力确定 119

3.10.4 缓冲组件设计 119

3.10.5 缓冲性能评价 121

3.11 着陆缓冲机构制造 123

参考文献 127

第4章 地面验证试验 129

4.1 概述 129

4.2 缓冲摩擦力测试 130

4.2.1 测试目的及测试方案 130

4.2.2 测试过程分析与结果处理 132

4.3 展开摩擦力测试 135

4.3.1 测试目的和测试方案 135

4.3.2 测试过程分析与结果处理 137

4.4 主缓冲器缓冲性能试验 139

4.5 足垫承载及缓冲能力试验 141

4.6 压紧释放装置试验 143

4.7 整机展开性能试验 146

4.7.1 试验目的及试验方案 146

4.7.2 试验过程及结果分析 146

4.8 整机缓冲性能试验 149

4.8.1 试验目的和试验方案 149

4.8.2 试验过程及结果分析 152

4.9 整机环境试验 154

4.9.1 力学环境试验 154

4.9.2 真空热试验 156

4.10 多机联合性能试验 157

4.10.1 着陆缓冲能力试验 157

4.10.2 着陆稳定性试验 162

4.11 可靠性鉴定试验 164

4.11.1 释放可靠性鉴定试验 165

4.11.2 展开可靠性鉴定试验 172

4.11.3 缓冲可靠性鉴定试验 175

4.11.4 着陆稳定性鉴定试验 178

4.11.5 触发指示可靠性鉴定试验 181

4.11.6 全任务阶段的可靠性评估方法 183

参考文献 185

第5章 着陆过程仿真分析 186

5.1 概述 186

5.2 着陆缓冲机构参数化建模 187

5.3 着陆缓冲机构动力学分析方法 188

5.3.1 柔性多体动力学建模方法 188

5.3.2 接触碰撞力学建模 198

5.3.3 着陆器着陆过程动力学建模 201

5.4 着陆缓冲试验预分析 209

5.4.1 单机缓冲试验预分析 209

5.4.2 组合缓冲试验预分析 210

5.5 着陆稳定性仿真分析 212

5.5.1 着陆稳定性判据 212

5.5.2 初始着陆工况 213

5.5.3 着陆极限工况及稳定性边界 215

5.5.4 极限适应能力分析 217

5.6 着陆缓冲机构可靠性仿真分析 218

5.6.1 蒙特卡洛法 219

5.6.2 着陆缓冲机构可靠性分析 222

5.7 着陆过程仿真模型修正 231

5.8 着陆缓冲机构数字化集成方法 233

5.8.1 数字化集成方法与平台框架 233

5.8.2 设计分析数据管理及流程集成 235

5.8.3 着陆缓冲机构设计分析系统 237

参考文献 241