[发明专利]一种用于模拟探测器冲击月面扬尘的试验装置及测试方法

说明书

本发明提供了一种用于模拟探测器冲击月面扬尘的试验装置及测试方法，装置包括有机玻璃筒，重物，模拟月壤，岩石层，金属底座，高速摄像机，分层收集器，螺栓和支架；所述有机玻璃筒固定在金属底座上，顶部设有一个可拆卸的带孔顶盖，侧壁上设有支架和圆孔；所述高速摄像机分别固定在有机玻璃筒侧壁的各个支架上，通过圆孔进行拍摄；所述分层收集器放入有机玻璃筒内，通过上部的固定挂钩和下部的固定棒进行固定；所述有机玻璃筒内依次埋置岩石层和模拟月壤；该试验装置操作简单，使用方便，可以简单明确地模拟探测器冲击扬尘的流动特点和测定不同高度的落尘量，对探测器冲击扬尘进行测试分析，为降低扬尘提供分析数据。

技术领域

本发明属于隧道与地下工程试验仪器技术领域，特别涉及一种用于模拟探测器冲击月面扬尘的试验装置及测试方法。

背景技术

随着当今科学技术和经济的迅速发展，对于未知宇宙的探索也越来越频繁。月球着陆器，月球车等探测器冲击月壤扬尘对于探测器的影响是一个重要的研究内容。

目前关于模拟探测器冲击月壤扬尘的研究相对较少，多是停留在理论层面，也很少有真实模拟探测器冲击月壤扬尘的试验装置及试验。如：曾令斌在其论文《月面扬尘特性和月尘防护技术研究》中，分析了着陆扬尘，静电悬浮扬尘和车轮滚动扬尘的形成机理和典型特征，从月尘扬起，传输，沉降的全过程探究了防尘除尘技术；白羽在其论文《模拟月尘对巡视车车轮轮轴材料的磨损试验研究》中，利用月尘环境模拟器，模拟月尘和摩擦磨损试验机，对车轮轮轴主要材料进行了磨损试验研究。这些研究都没有涉及到真实模拟探测器冲击月壤扬尘的试验装置及试验。综上所述，现有研究存在的不足有：①目前没有模拟探测器冲击月壤扬尘的试验装置。②没有采用高速摄像机来监测月壤扬尘流动的特点。③也没有通过分层采集测定不同高度的落尘量的试验装置。

发明内容

本发明提供了一种用于模拟探测器冲击月面扬尘的试验装置及测试方法，其目的在于，模拟探测器冲击月面，对中国探月工程以及宇航装备顺利着陆开展工作有着重要作用。通过高速摄像机捕捉月壤在受重物撞击后上升下降的特点，通过分层收集器，来确定在不高度的落尘量。

一种用于模拟探测器冲击月面扬尘的试验装置，其特征在于，包括有机玻璃筒(1)，重物(2)，模拟月壤(3)，岩石层(4)，金属底座(5)，高速摄像机(6)，分层收集器(8)，螺栓(9)和支架(10)；

所述有机玻璃筒(1)内径为1m，高度为3.5m，通过螺栓(9)固定在金属底座(5)上；

所述有机玻璃筒(1)设有一个可拆卸的带孔顶盖(17)，一侧设有弧形缺口，允许分层收集器(8)插入和取出；

所述有机玻璃筒(1)侧壁绘有刻度线(7)，侧壁上设有5～7个支架(10)，支架前方对应的筒壁处设有圆孔(15)，圆孔(15)内装有薄壁透光玻璃(16)；

所述高速摄像机(6)分别固定在有机玻璃筒(1)侧壁的各个支架(10)上，通过侧壁的圆孔(15)进行拍摄；

所述分层收集器(8)包括分层隔板(11)，固定棒(12)，弧形底板(13)和固定挂钩(14)，分层隔板(11)胶粘于弧形底板(13)上，放入筒内，固定挂钩(14)挂扣在筒口上，固定棒(12)贴着壁面插入月壤层；

所述有机玻璃筒(1)内依次埋置5～10cm高的岩石层(4)和10～60cm的模拟月壤(3)；

所述模拟月壤(3)原料为红色火山灰，经过烘干，粉碎，筛分后按一定级配拌和而成；

所述岩石层(4)由大理石板叠合胶结并切割而成。

进一步地，在筒一侧放置5～7个高速摄像机(6)，用来拍摄模拟月壤(3)在被重物(2)冲击后产生的扬尘上升和下降的情况。

进一步地，在筒的一侧设置有分层收集器(8)可拆卸安装，用来测定模拟月壤(3)在被重物(2)冲击后产生的扬尘，经过一定时间在不同高度隔板上的落尘量。