[发明专利]一种月面起飞初始姿态模拟装置

说明书

一种月面起飞初始姿态模拟装置，包括平台(1)、主体支撑结构(2)、角度调节机构(3)、锁止机构(4)、钻取筒模拟装置(5)。平台(1)在下方支撑探测器(6)并与之对接。主体支撑结构(2)位于平台(1)下方，通过两组铰链与平台(1)连接。角度调节机构(3)一端连接主体支撑结构(2)，另一端连接平台(1)，通过液压系统驱动角度调节机构(3)调整平台(1)与水平面的夹角，实现探测器初始起飞姿态对角度的要求。锁止机构(4)安装于平台(1)下。钻取筒模拟装置(5)安装于平台(1)之上。本发明能够实现0°至25°范围内月面起飞多种姿态角的模拟，姿态角调节精度高且能够连续调节，可用于月球表面取样返回探测。

技术领域

本发明属于航天器地面模拟试验设计领域，涉及一种月面起飞初始姿态模拟装置。

背景技术

可靠、安全地实现月面起飞是月球探测器完成月球样品采集和返回任务的基本条件，也是探测器研制的一项关键技术，需要在地面开展真实、充分的全物理验证试验。探测器月面起飞的姿态即为其初始着陆的姿态，受月面地形、着陆参数及探测器结构设计的影响，该姿态是组随机变化的参数。在月球探测器着陆起飞地面验证试验中，虽然依靠真实的着陆环节能够直接获得起飞的姿态，但该方式难以模拟极端的起飞条件，且模拟参数的随机性无法用于对探测器设计边界的精确摸底验证。因此研制一种月面起飞初始姿态模拟装置需求迫切。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，本发明涉及的月面起飞初始姿态模拟装置具备对射向和姿态角度的连续可调功能，可以模拟探测器不同的起飞姿态，月面起飞初始姿态模拟装置的整体结构力学特性与探测器保持一致，能够模拟真实月面起飞情况下的支撑特性，采用该装置有助于顺利完成月面起飞环节的地面验证试验。

本发明的技术解决方案是：一种月面起飞初始姿态模拟装置，包括平台、主体支撑结构、角度调节机构、锁止机构；主体支撑结构位于平台下方，平台底部一侧与主体支撑结构旋转连接，平台底部另一侧与角度调节机构一端转动连接；角度调节机构另一端连接主体支撑结构，通过伸缩调整平台与水平面的夹角；锁止机构安装于平台下，当平台调整到所要求的倾斜角度时，锁止机构对平台进行支撑和限位。

还包括钻取筒模拟装置，钻取筒模拟装置为圆筒结构，安装在平台一侧，模拟实际月面起飞条件下钻取筒对探测器起飞姿态的影响，材料为20#碳素结构热轧钢板。

所述平台为槽钢和钢板焊接形成的框架结构的平台，平台中心位置预留发动机导流孔，平台正反表面分别喷涂热防护涂料，并提供探测器、角度调节机构、钻取筒模拟件的安装接口。

所述主体支撑结构为梯形桁架结构，通过两组铰链与平台连接，主体支撑结构通过下方安装的4个高度可调节的支脚实现平台相对于水平面0°初始角度的调校，在主体支撑结构下框架处安装有防静电橡胶拖带并接地。

所述角度调节机构一端连接主体支撑结构，另一端连接平台，通过液压系统驱动调整平台与水平面的夹角，角度调节机构表面包裹防火石棉布。

所述锁止机构包括夹持板、止动销托座及止动销；止动销托座安装在主体支撑结构上端框上，止动销托座设置有销轴限位槽；夹持板为弧形，一端安装在平台底部，夹持板分布有限位孔，限位孔分布在以平台与主体结构铰链销轴为中心的圆弧上；止动销与限位孔、销轴限位槽配合，当平台绕铰链销轴旋转发生倾斜角变化时，止动销插入夹持板相应的限位孔和止动销托座的销轴限位槽内，实现角度的锁定。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1)本发明所述的月面起飞初始姿态模拟装置，通过保持整体结构的力学特性与探测器一致，并在地面起飞验证试验中保持起飞初始姿态模拟装置与探测器对接后机械接口及安装方式均与月面起飞状态的探测器一致，从而能够模拟月面真实起飞状态下的姿态角特性与支撑特性。

2)本发明通过角度调节机构调整平台与水平面的夹角，可以在0°至25°范围内连续调节探测器起飞初始姿态角，从而实现对月球探测器多种起飞姿态的模拟。