何成陈国平何欢姜金辉

（1机械结构力学及控制国家重点实验室，南京 210016）（2南京航空航天大学振动工程研究所，南京 210016）

1 引言

探测器的着陆过程主要分为着陆下降减速和着陆接地缓冲两个阶段。在前一个阶段，大多是利用降落伞的气动阻力对登陆系统进行减速。然而，在实际工程中，降落伞降速能力的提高是以总质量和总体积为代价，因此受降落伞系统总质量和体积的限制，必须采取进一步的接地缓冲措施以确保登陆舱内携带的精密、贵重仪器设备等有效负载的安全。

缓冲气囊缓冲原理是利用系统着陆时，气囊内气体压缩来吸收着陆冲击能量，从而达到缓冲的目的。由于其良好的缓冲性能，并且具有质量轻，可折叠等特点，因此在汽车、航空、航天领域都得到了广泛应用[1,2]。近些年随着深空探测发展，大量精密探测器的着陆安全对缓冲系统的缓冲特性提出了更高的要求，因此如何合理设计缓冲系统，进一步提高其缓冲性能就显得尤为重要。

目前对气囊缓冲系统的冲击动力学研究方法主要分为试验分析方法和有限元仿真分析方法两类。由于试验方法最能直观反映出缓冲系统的真实特性，在国内外开展了大量研究工作[3-5]。但是受实际试验场地、试验技术水平、试验周期以及研究经费等条件限制，无法开展大量、大规模验证试验和研究。因此采用有限元仿真分析方法成为近些年进行气囊系统缓冲特性研究的热点，文献［6］以“火星探路者”着陆系统的全向式气囊缓冲装置为对象，利用有限元分析技术，实现气囊系统的建模与着陆全过程的仿真研究；……