基于折纸技术的组合型缓冲气囊设计及仿真

作     者：徐彦 杨毅龙 陈刚 李广兴 陈华健 XU Yan;YANG Yilong;CHEN Gang;LI Guangxing;CHEN Huajian

作者机构：浙江大学航空航天学院杭州310027 上海宇航系统工程研究所上海201108 

出 版 物：《航天返回与遥感》 (Spacecraft Recovery & Remote Sensing)

年 卷 期：2022年第43卷第5期

页      面：24-35页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(91748209,11402229) 上海航天科技创新基金(SAST2021-059) 

主　　题：组合型缓冲气囊 折纸 冲击动力学 最大过载 复杂环境 返回式航天器 

摘      要：为了改善传统圆柱缓冲气囊的缓冲性能,文章基于折纸技术,设计并研究了一种新型组合型缓冲气囊。基于解析模型,设计了气囊的几何尺寸、初始压力、卸载压力及排气口等;基于控制体积法建立了返回器和组合型缓冲气囊的有限元分析模型,仿真得到了缓冲过程的动力学行为,并对组合型缓冲气囊的缓冲特性进行了分析。和传统圆柱缓冲气囊对比,新型组合型缓冲气囊的最大过载为5.95gn,将返回器的过载降低了39.6%。研究了组合型缓冲气囊在复杂环境下的缓冲性能,探究了非水平着陆面、有风环境、地面障碍等对缓冲过程的影响机理。结果表明:缓冲气囊具有良好的缓冲性能,适用于复杂着陆环境,为大载重返回器的软着陆缓冲系统设计提供技术支撑。