火星上升器倾斜热发射力热效应研究

作     者：熊宗健 赵雨辰 姜毅 

作者机构：北京理工大学宇航学院 

出 版 物：《弹箭与制导学报》 (Journal of Projectiles,Rockets,Missiles and Guidance)

年 卷 期：2025年

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] 

主　　题：火星采样返回 倾斜热发射 数值模拟 力热冲击 

摘      要：火星上升器（MAV）发射作为火星表面起飞进入环火轨道的第一步，是火星采样返回任务中的关键。MAV倾斜热发射过程力热冲击严重，燃气流动结构复杂，因此设计火星上升器倾斜热发射系统时，必须充分考虑发射过程中复杂的力热效应。本研究采用计算流体力学方法，对火星表面MAV倾斜热发射过程的力热冲击效应进行数值模拟研究，并与地球表面环境发射过程对比。研究表明，火星表面MAV斜热发射过程上升器表面最高温度达到2868K；发射平台最高温度为2908K；MAV出筒过程中，发射平台抬头力矩逐渐增大，在火星低重力环境下，发射装置容易倾覆。火星、地球表面环境倾斜热发射过程差异大，相比于地球表面热发射过程，火星表面MAV发射过程更加稳定，但对平台和上升器力热冲击更加恶劣。