检索结果-南通市图书馆

航空学报 2024年

作者：邹天琪薛晓鹏赵党军杨德贵梁步阁中南大学自动化学院光电智能测控湖南省重点实验室

超声速降落伞是火星探测器成功实现软着陆的关键技术之一，然而，由于目前火星探测在着陆任务采用的主流伞型-盘缝带伞已达该类伞型减速能力的尺寸极限。为了应对未来更重载荷的火星探测任务，NASA已针对超声速盘帆伞开展了专项研究。... 详细信息

超声速降落伞是火星探测器成功实现软着陆的关键技术之一，然而，由于目前火星探测在着陆任务采用的主流伞型-盘缝带伞已达该类伞型减速能力的尺寸极限。为了应对未来更重载荷的火星探测任务，NASA已针对超声速盘帆伞开展了专项研究。但盘帆伞飞行试验均以失败告终，造成这一结果的原因很可能与伞衣的透气性（织物透气性和结构透气性）有关。本文采用流固耦合方法针对超声速盘帆伞设计不同的组合透气性方案，对比分析在总孔隙率相同的前提下盘帆伞衣采取不同的结构/织物分配比例对降落伞开伞过程中流场结构及气动特性的影响规律，并研究其作用机理。同时，设计了与G5F5、G7F3这两种伞衣结构孔隙率相同的盘缝带伞伞衣进行开伞特性对比分析。结果表明：对于总孔隙率12%的超声速盘帆伞，结构透气性与织物透气性的贡献比为5:5时，降落伞前的脱体激波波动幅度较小，降落伞的稳定性能相较其他组合透气性有明显优势，同时在结构和织物透气性的共同作用下，充气时间最长；结构透气性与织物透气性的贡献比为7:3时的阻力性能最佳，随着织物透气性的贡献由30%提高至70%，盘帆伞的阻力性能呈现下降趋势；结构透气性与织物透气性的贡献比为6:4时的摆动角度最大，稳定性最差。另外，通过对比盘帆伞与盘缝带伞开伞过程发现：盘缝带伞呈现常见的“灯泡式”充气顺序，而盘帆伞则展现出一种“伞带式”充气顺序，即气流首先从伞带处开始充气，随后逐渐扩散至整个伞面。该研究结果可为新一代火星降落伞的设计提供一定的理论参考。

关键词：火星降落伞结构/织物透气性充气性能流固耦合气动特性

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