一种垂直起降运载器支腿构型设计与尺度优化

实现垂直起降运载器可重复使用是大幅降低发射成本的重要途径.运载器在完成发射任务返回着陆场后,依次执行着陆支腿展开、锁定及落地缓冲以实现平稳软着陆.针对运载器着陆支腿构型,以图论分析为切入点,确立了多种单自由度支腿展开方案,依据基于动力学模型计算机构性能的评判指标,完成支撑构型方案优选.在此基础上建立支腿尺度参数化模型并推导着陆极限工况下的杆件受力方程,以支腿轻量化和改善铰链受力为目标,对支腿结构参数进行优化.最后完成了机构方案设计并对着陆支腿强度、模态及着陆性能进行分析.仿真结果表明,优化结果及力学性能满足工程使用需要.研究成果可为未来重复使用运载器的研制提供方案参考和技术支持.