Diseño del Sistema de Aleta Recortada para Mejorar el Rendimiento de Entrada Balística-Lifting de la Sonda Mars Tianwen-1
Autores: Li, Xinli; Li, Yansong; Hu, Dayong; Rao, Wei; Qi, Yufeng; Yang, Qiang; Wang, Gang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño del Sistema de Aleta Recortada para Mejorar el Rendimiento de Entrada Balística-Lifting de la Sonda Mars Tianwen-1
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Flap
Aerodinámico
Marte
Recorte
Despliegue
Aterrizaje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
El alerón de trimado es una superficie de control aerodinámico capaz de permitir que los vehículos de entrada a Marte mejoren el rendimiento de aterrizaje durante la fase más peligrosa de entrada, descenso y aterrizaje (EDL). En el trabajo presente, se propuso un sistema de alerón de trimado desplegable para cumplir con el requisito de trimado aerodinámico de la sonda marciana Tianwen-1, que proporcionó una alternativa que ahorra masa en comparación con el uso convencional del desplazamiento del centro de gravedad (CG) de la masa de lastre. Para guiar el diseño del alerón de trimado, se establecieron modelos teóricos y de elementos finitos (FE) para predecir y evaluar el rendimiento del despliegue. Luego, se fabricó un prototipo físico a escala completa para experimentos de despliegue con el fin de verificar la efectividad del diseño y validar los modelos teóricos y de FE. Los resultados predichos por los modelos teóricos y de FE estuvieron en buena concordancia con los experimentos de despliegue. Además, se investigaron los efectos de tres factores sobre el rendimiento del despliegue, incluyendo el comportamiento no lineal de la amortiguación, el entorno de aceleración y la flexibilidad de la cubierta trasera. El prototipo fabricado se instaló en la sonda marciana Tianwen-1, ahorrando más de 300 kg en comparación con el uso convencional del desplazamiento del CG de la masa de lastre, y asistió a Tianwen-1 en lograr un aterrizaje exitoso, convirtiendo a China en el primer país del mundo en utilizar la tecnología de alerón de trimado para EDL en Marte.
Descripción
El alerón de trimado es una superficie de control aerodinámico capaz de permitir que los vehículos de entrada a Marte mejoren el rendimiento de aterrizaje durante la fase más peligrosa de entrada, descenso y aterrizaje (EDL). En el trabajo presente, se propuso un sistema de alerón de trimado desplegable para cumplir con el requisito de trimado aerodinámico de la sonda marciana Tianwen-1, que proporcionó una alternativa que ahorra masa en comparación con el uso convencional del desplazamiento del centro de gravedad (CG) de la masa de lastre. Para guiar el diseño del alerón de trimado, se establecieron modelos teóricos y de elementos finitos (FE) para predecir y evaluar el rendimiento del despliegue. Luego, se fabricó un prototipo físico a escala completa para experimentos de despliegue con el fin de verificar la efectividad del diseño y validar los modelos teóricos y de FE. Los resultados predichos por los modelos teóricos y de FE estuvieron en buena concordancia con los experimentos de despliegue. Además, se investigaron los efectos de tres factores sobre el rendimiento del despliegue, incluyendo el comportamiento no lineal de la amortiguación, el entorno de aceleración y la flexibilidad de la cubierta trasera. El prototipo fabricado se instaló en la sonda marciana Tianwen-1, ahorrando más de 300 kg en comparación con el uso convencional del desplazamiento del CG de la masa de lastre, y asistió a Tianwen-1 en lograr un aterrizaje exitoso, convirtiendo a China en el primer país del mundo en utilizar la tecnología de alerón de trimado para EDL en Marte.