连亮张红英李方童明波

（1南京航空航天大学航空宇航学院，南京 210016）

（2空降兵研究所，孝感 432100）

1 引言

火星探测器要成功登陆火星，需要一套高精度进入、减速和着陆系统 （Entry,Descent,and Landing,EDL），而降落伞减速系统（Parachute Deceleration System,PDS）是EDL系统的重要组成部分，给探测器提供非常有效的大气阻力，使探测器的下降速度从超声速减到亚声速，为软着陆创造有利条件。由于火星大气密度非常稀薄，降落伞的开伞条件和工作性能都与地球上的降落伞有所不同。因此，从火星着陆探测计划开始，降落伞的研究就一直是整个探测计划的工作重点和难点之一。

从“海盗号”到“火星探测漫游者”的几次火星探测着陆任务中，降落伞均采用了盘缝带伞[1-3]。如“火星探路者”(MarsPathfinder,MPF)使用的盘缝带伞是在“海盗号”的基础上，根据进入质量、开伞高度、动压等技术要求作了相应改进[4-6]。参数与“海盗号”有显著不同，主要是带宽明显增加，达到名义直径的0.234倍；使阻力系数从0.67减小到0.41，而降落伞在超声速时的稳定性却得到明显改善[7-8]。因此降落伞结构参数对开伞性能有着明显的影响，本文以“火星探路者”所用伞为基础，对其结构作相应改变后进行充气过程仿真计算，研究结构参数对降落伞充气性能的影响。希望能够为我国未来的火星探测研究工作提供参考。

2 数学模型

进行数值模拟计算时，一般把降落伞充气过程分为两个阶段：初始充气阶段和主充气阶段。初始充气阶段是指气流从伞衣底部冲到伞衣顶部的阶段，主充气阶段是从气流冲到伞衣顶部开始一直到伞衣第一次完全充满。……