王 颖 黄 晗 李建桥 陈百超 邹 猛

(1.吉林大学工程仿生教育部重点实验室， 长春 130025； 2.中国空间技术研究院， 北京 100194)

基于相似理论的月球车坡面通过性能试验

王 颖1黄 晗1李建桥1陈百超2邹 猛1

(1.吉林大学工程仿生教育部重点实验室， 长春 130025； 2.中国空间技术研究院， 北京 100194)

基于相似理论开展月球车轮壤相互作用系统参数量纲分析，分别以模拟月壤内聚力和密度参数不变为约束条件，推导了轮壤系统参数比例尺。采用轻质量模型样车法当量月面低重力环境影响，设计1/2比例月球模型样车；以速度和坡度为试验因素，开展月球车坡面通过性试验；分析了试验因素对各车轮滑转率和沉陷量的影响规律；讨论了不同坡度条件下驱动扭矩、挂钩牵引力和牵引系数随滑转率的变化规律。结果表明，坡度对通过性的影响明显较速度的大；随着滑转率的增加，驱动扭矩和挂钩牵引力呈现增加趋势，最大值分别为3.6 N·m和10.5 N；牵引系数呈现先增加后减小趋势，在滑转率为21.6%时达到最大值0.18。为保障月球车安全可靠的通过性能，其巡视坡度在20°以内合理。

车辆; 车轮; 相似理论; 月球车; 坡面; 行驶特性

引言

随着各国深空探测任务的发展，无人探测车辆成为执行巡视勘测任务的主要工具。星球车在星球表面移动过程中，会遇到多种复杂类型地形地貌，包括坡地、沙丘和撞击坑等[1]。为确保在轨月球车探测任务顺利进行，充分的地面试验需发挥重要作用。为顺利开展地面验证试验，月球车行驶环境的模拟显得尤为重要，包括月球表面低重力环境、地形地貌、星壤的模拟等[2-4]。……