[发明专利]一种着陆器冲击试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及深空探测技术领域，具体涉及一种着陆器冲击试验方法。

背景技术

着陆器是我国首次在地球以外的星球实现软着陆的航天器，为了便于表征着陆器和月球表面之间的坐标变换关系，考虑到着陆器的结构和重量分布特点，如图1(a)和如图1(b)所示，以位于着陆器几何中心的质心为坐标原点，垂直于着陆器顶板向上方向为X轴，两个太阳翼方向分别为+Y轴和-Y轴方向，Z轴方向根据右手定则确定。根据舱段划分，着陆器由中心舱、+Y舱、-Y舱、-Z舱、+Z侧板设备以及顶板设备等主要部分构成。中心舱主要安装推进分系统燃料贮箱、发动机、气瓶和管路设备，以及GNC分系统部分设备；+Y舱、-Y舱主要安装测控数传、一次电源、综合电子及有效载荷等分系统设备；-Z舱安装GNC分系统设备；巡视探测器安装在靠近+Z侧板一侧的中心舱顶部，通过两器连接解锁机构与着陆器主结构相连接。着陆缓冲分系统由4套以平面对称的方式安装在结构本体的着陆缓冲机构组成；为减小着陆器在航天器中所占空间，着陆器的中心舱设计成正方体四角被切掉的八面体，该八面体的包络最小，即可提高空间利用率。为方便中心舱的吊装，在中心舱顶板上表面分别沿+Y轴、-Y轴、+Z轴和-Z轴方向上加工有4个相对于质心对称的中心舱吊点。当中心舱的外围的组件，即+Y舱、-Y舱、-Z舱和着陆缓冲机构等设备安装完毕后，考虑到整器的搬运，需要设置若干整器吊点，因此考虑将分别位于4个中心舱吊点下方的缓冲器支架上的点作为整器吊点，理由为：4个连接点的位置相对于着陆器质心对称，如果借用该4个点对整个着陆器进行吊挂，着陆器受力平衡不会产生倾覆。如图1(b)所示，为了将着陆缓冲机构安装到着陆器上，在连接点处分别采用4个缓冲器支架将4个着陆缓冲机构固定在着陆器的4个外侧面上，每个缓冲器支架均包括两个三角板，其中一个三角板水平固定在外侧面上，另一个三角板竖直地置于水平的三角板的下方，竖直的三角板其中一条直角边固连在水平三角板下表面，另一条直角边固定在着陆器外侧面上，着陆缓冲机构连接在竖直的三角板上。

着陆器经历发射段、地月转移段、环月段后进入动力下降段，最终以一定的速度和姿态与月面接触，依靠着陆缓冲机构的缓冲作用，吸收着陆器着陆瞬时的冲击载荷和冲击能量，实现着陆器在月面的稳定安全着陆。在地面进行着陆冲击试验时，通过对着陆器运动速度、姿态、角速度和着陆缓冲机构和缓冲行程进行测量，同时测量着陆器关键部位和关键设备连接处的冲击响应，以达到考核着陆器主结构在典型工况下的抗冲击性能的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种着陆器冲击试验方法，能够完成着陆器的地标冲击试验，获得着陆器冲击试验数据。

本发明的一种着陆器冲击试验方法，其中，以位于着陆器几何中心的质心为坐标原点，垂直于着陆器顶板向上方向为x轴，两个太阳翼方向分别为+Y轴和-Y轴方向，Z轴方向根据右手定则确定；中心舱顶板上表面分别沿+Y轴、-Y轴、+Z轴和-Z轴方向上加工有4个相对于质心对称的中心舱吊点，将分别位于4个中心舱吊点下方的4个与着陆缓冲机构连接的缓冲器支架上的点作为整器吊点，包括如下步骤：

步骤1、采用厚度为150mm、尺寸至少为7.6m×7.6m水平放置的木板作为着陆器冲击试验的着陆面；

步骤2、根据试验需要设置木板的摩擦系数；

步骤3、采用吊挂释放系统对着陆器进行吊挂，具体方法为：

S301、采用两条垂直吊带分别固连在着陆器上，其中较短的垂直吊带的一端连接在着陆器-Z侧的中心舱吊点上，较长的垂直吊带通过吊点转接件连接在着陆器+Z侧的整器吊点上；

所述吊点转接件为由底座和直角架组成的U型结构，直角架弯向底座且与底座的一端固定连接，直角架远离底座一端加工有一通孔；底座由两个一体加工的支架组成，每个支架上沿所述通孔轴向均加工有连接孔，直角架向上且朝向着陆器，吊点转接件上的两个支架卡在所述缓冲器支架的竖直的三角板外侧，并通过支架上连接孔与竖直的三角板固定连接，直角架上的通孔轴线与缓冲器支架上整器吊点孔的轴线位于同一竖直面内，则较长垂直吊带即连接在所述直角架的通孔上；

所述较长一条垂直吊带中安装有花篮螺丝；

S302、采用两个转接板分别固连在吊梁两端，将两条垂直吊带悬空端分别与两个转接板的下端连接在一起；

S303、将两条长度相等的斜吊带的一端分别与两个转接板的上端固连；将两个斜吊带的另一端连接在一起后挂在处于锁紧状态的挂弹钩的卡钩中，使两条斜吊带和吊梁形成一个等腰三角形；然后将挂弹钩的上端挂在天车的吊钩上；