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针对火星飞行器探测需求,提出了一种共轴双旋翼式火星飞行器,基于计算流体力学方法优选了桨叶翼型、平面形状和扭转角等结构参数,基于叶素动量理论建立了旋翼气动力学模型,利用数值模拟方法选择了旋翼转速、旋翼间距和桨叶安装角等飞行参数,设计了原理样机"火星飞鸟-I"的结构与控制系统。构建了火星大气环境模拟器和重力补偿与运动约束装置,开展了模拟火星环境下旋翼式飞行器地面飞行试验,验证了共轴双旋翼式火星飞行器的推进性能,展望了旋翼式火星飞行器技术的发展方向。研究成果对我国开展的火星探测工程具有重要借鉴价值。 相似文献
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蠕动步态是解决火星车在火星松软表面行走或爬坡困难时提高牵引力的有效方法,合理设置蠕动步态对充分发挥火星车在松软地表上的移动性能至关重要。文章将Bekker等人的轮地力学理论用于整车蠕动步态的受力分析,通过建立火星车的运动学模型,分析关节的运动关系,得到蠕动步态的协调运动方案,并通过原理样机试验对该方案的作用效果进行验证,为主动悬架蠕动步态的轮速配合给出了合理的建议。 相似文献
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针对火星车在非结构化环境下行驶存在的稳定性不足而导致倾覆的风险,提出针对一种六轮主动悬架式火星车的稳定裕度优化控制方法。首先,考虑了火星车悬架机构调整过程中车轮与接触地面滑移和侧倾等运动关系,建立和完善了六轮主动悬架式火星车行驶的运动学模型。然后,以火星车夹角调整机构角度为变量,推导火星车在非结构环境下的稳定裕度模型。之后,使用内点法求解火星车稳定裕度的最优解,并获得期望的夹角调整机构关节角度。在此基础上,对夹角调整机构的关节角度进行规划和控制,实现火星车悬架机构构型的调整,从而提高火星车在非结构化环境下行驶的稳定裕度。最后,对火星车稳定裕度优化控制策略的有效性进行仿真验证,结果表明,所提出的控制方法可有效提高火星车在非结构化环境下行驶的稳定裕度。 相似文献
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为了保证火星车在火星表面能够正常工作,需要在地面模拟火星表面的有风热环境,包括风速、风向、气体温度、气体成分和压力等,完成火星车在火星表面有风热环境下的热平衡试验。针对火星表面有风热环境特点,开展低压风速模拟、低压风速测量、压力控制、温度控制等研究,利用现有的KM3E真空容器,在其内部增加特殊设计的风扇、导流装置、压力控制系统、气体温度控制系统、火星车姿态调整系统等,使KM3E具备火星表面有风热环境模拟条件。该模拟技术成功应用于火星车有风热平衡试验,充分验证了火星车热控系统设计,为火星车热分析模型提供了重要参考。 相似文献
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通过对月球车和火星车的跟踪调研,重点介绍了俄罗斯所承担的欧洲空间局“火星快车”项目中火星车自行底盘概念的设计思想和具体实施情况。结合火星表面的复杂环境,研制方探讨了几种底盘结构设计方案,通过对比分析确立了6×6×4+4ш方案为优化方案;根据该优化方案研制的比例模型样机通过行走试验验证,结果表明自行底盘概念设计思想正确,有助于提高行星车在复杂地形中的运动能力、稳定性和可靠性。最后针对我国深空探测项目实施的需求,提出了拟开展工作建议。 相似文献
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<正>"火星500"十大实验任务1.研究模拟飞行环境对航天员的健康和工作能力的影响;2.充分考虑火星飞行的特点,研究乘组活动的组织、乘组与地面飞行控制中心的协同配合;3.研究长期密闭条件下,居住环境监测与控制的原则、方法和手段;4.设计并模拟登陆火星及火星表面的 相似文献
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火星进入器高超声速气动力/热研究综述 总被引:2,自引:0,他引:2
《宇航学报》2017,(3)
针对火星探测任务进入阶段复杂且特殊的气动力/热环境,总结了国际火星探测进入任务的历史沿革、发展动向和关键气动问题,综述了火星进入器地面风洞试验、飞行任务和高超声速气动力/热数值模拟的研究进展,提出了国内后续研究的重点方向,包括复杂气动问题建模和精细化模拟、风洞及相关试验研究、气动设计相关问题等,为我国未来火星进入器设计提供技术支持。 相似文献
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针对飞行器进入火星大气时气体辐射加热对防热设计带来不确定性,在简述火星探测和气体辐射研究的发展历程的基础上,对火星进入气体辐射加热研究的进展进行综述。首先,针对火星大气环境描述了气体辐射加热的概念和问题由来。其次,重点综述了近年来火星进入气体辐射加热基础模型的数值和试验研究进展,其中包括:热化学非平衡气体动力学、气体辐射特性和辐射传输的计算模型与方法等数值研究;地面测试设备、试验技术和模拟火星大气环境的气体辐射测量与验证等试验研究。再次,综述了流动辐射耦合和后体气体辐射加热等火星进入器设计方面开展的研究。最后,对未来火星进入气体辐射加热研究进行了展望,提出了研究建议。 相似文献
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对一种抽展式火星车转移坡道开展柔顺性优化设计和动力学分析。首先,分析火星车与存在异面角的坡道的挤压几何原理。然后,设计坡道的间隙机构和限位机构,并计算出机构关键设计参数的最优值,以自适应调整两侧坡道的距离,〖JP2〗减小火星车与坡道护栏之间的相互作用力。最后,对坡道下落过程和火星车在坡道上的行驶过程进行动力学仿真,验证坡道柔顺性优化设计的效果。结果表明:优化后的坡道柔顺性大幅提高,坡道可以自适应调整两侧的距离;使用优化后的坡道,可以有效降低火星车与坡道护栏的作用力,实现火星车在坡道上的安全行驶。 相似文献
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Survival of Bacillus subtilis endospores on ultraviolet-irradiated rover wheels and Mars regolith under simulated Martian conditions 总被引:1,自引:0,他引:1
Endospores of Bacillus subtilis HA101 were applied to a simulated Mars Exploration Rover (MER) wheel and exposed to Mars-normal UV irradiation for 1, 3, or 6 h. The experiment was designed to simulate a contaminated rover wheel sitting on its landing platform before rolling off onto the martian terrain, as was encountered during the Spirit and Opportunity missions. When exposed to 1 h of Mars UV, a reduction of 81% of viable endospores was observed compared to the non-UV irradiated controls. When exposed for 3 or 6 h, reductions of 94.6% and 96.6%, respectively, were observed compared to controls. In a second experiment, the contaminated rover wheel was rolled over a bed of heat-sterilized Mars analog soil; then the analog soil was exposed to full martian conditions of UV irradiation, low pressure (6.9 mbar), low temperature (-10°C), and an anaerobic CO(2) martian atmosphere for 24 h to determine whether endospores of B. subtilis on the contaminated rover wheel could be transferred to the surface of the analog soil and survive martian conditions. The experiment simulated conditions in which a rover wheel might come into contact with martian regolith immediately after landing, such as is designed for the upcoming Mars Science Laboratory (MSL) rover. The contaminated rover wheel transferred viable endospores of B. subtilis to the Mars analog soil, as demonstrated by 31.7% of samples showing positive growth. However, when contaminated soil samples were exposed to full martian conditions for 24 h, only 16.7% of samples exhibited positive growth-a 50% reduction in the number of soil samples positive for the transferred viable endospores. 相似文献
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美国火星表面探测使命述评(上) 总被引:3,自引:1,他引:3
从1975年发射(1976年着陆火星)的海盗-1探测器以来,美国已成功执行了6次火星表面探测使命,即海盗-1与海盗-2轨道器/着陆器,"火星探路者"(MPF)着陆器/巡游车,"勇气"与"机遇"火星探测巡游车(MER),以及"凤凰"着陆器;而推迟到2011年发射的"好奇心"火星科学实验室(MSL)将火星着陆技术与表面巡游车技术推向一个新的高度。从"海盗"着陆器到"好奇心"巡游车、美国历经三种火星着陆系统与三代火星表面巡游车技术的发展。三种着陆系统为着陆腿着陆系统("海盗"与"凤凰"),气囊着陆系统(MPF与MER),以及空中吊机着陆系统(MSL)。三代巡游车为MPF"旅居者"巡游车、MER"勇气"与"机遇"巡游车,以及MSL"好奇心"巡游车。现在,美国在火星进入、降落与着陆(EDL)运作与表面避障移动方面,已达到技术成熟与先进的水平,满足安全着陆与表面移动探测的要求。文章阐述美国上述七项火星表面探测使命的立项背景、科学目标与有效载荷、飞行系统组成,以及飞行运作程序;分析美国火星着陆技术与表面巡游车技术的发展。 相似文献
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美国火星表面探测使命述评(下) 总被引:2,自引:2,他引:2
从1975年8月发射(1976年7月着陆火星)的海盗-1探测器以来,美国已成功执行了6次火星表面探测使命,即海盗-1与海盗-2轨道器/着陆器,"火星探路者"(MPF)着陆器/巡游车,"勇气"与"机遇"火星探测巡游车(MER),以及"凤凰"着陆器;而推迟到2011年发射的火星科学实验室(MSL)将火星着陆技术与表面巡游车技术推向一个新的高度。从"海盗"着陆器到MSL"好奇心"巡游车、美国历经三种火星着陆系统与三代火星表面巡游车技术的发展。三种着陆系统为着陆腿着陆系统("海盗"与"凤凰"),气囊着陆系统(MPF与MER),以及空中吊机着陆系统(MSL)。三代巡游车为MPF"旅居者"巡游车、MER"勇气"与"机遇"巡游车,以及MSL"好奇心"巡游车。现在,美国在火星进入、降落与着陆(EDL)运作与表面避障移动方面,已达到技术成熟与先进的水平,满足安全着陆与表面移动探测的要求。文章阐述美国上述七项火星表面探测使命的立项背景、科学目标与有效载荷、飞行系统组成,以及飞行运作程序;分析美国火星着陆技术与表面巡游车技术的发展。 相似文献
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火星精确着陆制导问题分析与展望 总被引:6,自引:0,他引:6
美国火星科学实验室(MSL)任务成功将“好奇”号火星车着陆到火星表面,开创了火星精确着陆探测的新局面。以MSL着陆任务为典型代表,分析了目前火星着陆探测进入、下降和着陆(Entry, Descent and Landing, EDL)过程的制导方案及制导系统的发展趋势。以在火星高海拔、复杂地形区域定点着陆为潜在工程目标,归纳了火星EDL过程面临的制导主要问题。根据未来制导系统自主性和自适应性的技术需求及潜在工程任务制导面临的问题,提出了火星EDL制导方面需要解决的关键技术,并对其在未来工程中的应用潜力进行了展望。 相似文献