龚升 吴锤结

(大连理工大学航空航天学院,辽宁大连 116024)

引言

火星是地球的近邻,其特征在很多方面与地球很相似,特别是美国的多项火星探测计划,使人类对火星有了更进一步的认识.探测结果表明:火星可能具有生命存在的某些必要条件,极有可能成为人类未来开发的理想星球,特别是2014 年林杨挺研究团队在对提森特(Tissint)火星陨石的研究中发现其碳颗粒来自火星生命产生的碳[1].而在火星探测任务中,柔性材质的降落伞系统具有良好的透气性、优良的气动减速性能以及体积小、质量轻等特点,使其成为了火星探测计划中气动减速器的首选[2].

由于火星大气密度较低且环境复杂,且距离火星较远,与探测器之间的信号交换传输存在着一定的延迟,对于火星探测器的降落以及着陆过程无法做到实时的控制,因此火星探测任务主要依靠降落伞系统作为气动减速器来使得探测器安全着陆于火星表面.通常火星探测降落伞系统的工作过程主要包括:自由降落阶段、伞绳拉直阶段、伞衣充气阶段以及稳定下降阶段,其工作环境在超音速以及低动压的状态.早期人们通过超音速风洞实验以及高空飞行空投试验等对降落伞系统的气动减速性能进行了研究,去重复设计了降落伞系统的尺寸大小等[3-6].近年来,人们开始采用各种数值计算模型来研究超音速降落伞系统流场流体结构特征,对各种类型的降落伞系统的拉直……