载人飞船主伞包出舱动力学

中国新一代载人飞船试验船的气动减速系统由2具减速伞和3具主伞组成,减速伞在实现第1阶段减速后分离并将主伞包从飞船中拉出。主伞包出舱作为降落伞系统的一个重要工作环节,一直是回收着陆系统的关键技术和设计难点之一,由于这一瞬时高动态过程涉及吊带、伞包和舱盖等多体接触和受力耦合作用,因此采用基于简化动力学模型的理论计算方法难以准确描述该过程。该文提出了一种基于有限元模型的气动-动力学耦合分析方法,建立了主伞包出舱动力学模型,运用气动力载荷动态匹配控制方法实现了降落伞由气动载荷向动力学模型的精确传递,通过对初始速度、防热层拉力和舱盖质量等影响主伞包出舱的因素进行全面分析对比,获得了主伞包出舱过程的载荷、速度和过载等动力学特性,直观且逼真地描述了主伞包出舱的动态过程。该方法有效指导了新一代载人飞船试验船回收系统方案的设计,为后续的正式飞行任务提供了理论支持。