垂直降落运载器着陆动力学建模与稳定性分析

目前,垂直起降运载器的可重复使用是大量节约空间进入成本的直接有效方式。如若运载器在整个着陆过程中维持未倾翻状态直至安全着陆,则意味着实现了运载器的成功回收。在垂直起降可重复使用运载器着陆过程中,利用着陆装置吸收冲击能量以协助运载器实现稳定是其最终环节,此过程对运载器能否安全着陆有重要影响。针对支腿式运载器着陆装置,在传统多体动力学分析基础上,引入含摩擦单点碰撞模型以模拟足地碰撞引起的动力学不连续过程,建立典型着陆模式下运载器各着陆状态动力学方程,构建腿式着陆装置运载器完整着陆过程有限状态机。通过数值仿真计算,对运载器着陆结果进行参数化区间划分,获得稳定着陆的参数组合,可为后续运载器着陆控制提供策略参考和技术支撑。