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弹箭与制导学报2025年第02期:火星上升器倾斜热发射力热效应研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:熊宗健;赵雨辰;姜毅;

单位:北京理工大学宇航学院;

摘要:火星上升器(Mars ascent vehicle, MAV)发射作为火星表面起飞进入环火轨道的第一步,是火星采样返回任务中的关键。MAV倾斜热发射过程力热冲击严重,燃气流动结构复杂,因此设计火星上升器倾斜热发射系统时,必须充分考虑发射过程中复杂的力热效应。采用计算流体力学方法,对火星表面MAV倾斜热发射过程的力热冲击效应进行数值模拟研究,并与地球表面环境发射过程对比。研究表明,火星表面MAV斜热发射过程上升器表面最高温度达到2 868 K;发射平台最高温度为2 908 K;MAV出筒过程中,发射平台抬头力矩逐渐增大,在火星低重力环境下,发射装置容易倾覆。火星、地球表面环境倾斜热发射过程差异大,相比于地球表面热发射过程,火星表面MAV发射过程更加稳定,但对平台和上升器力热冲击更加恶劣。

关键词:火星采样返回;;倾斜热发射;;数值模拟;;力热冲击