一种两级减速再入返回系统优化设计

摘要

针对未来天体大质量取样返回需求,为了降低再入返回过程的热流密度和温度,避免降落伞被开伞时产生过大的载荷破坏,提高减速系统的工作效率,文章提出了充气锥+降落伞两级减速再入返回系统.首先,对不同取样返回方案的钝头半径进行总热流密度的优化设计;然后,获取了各方案中充气减速段驻点的热流密度、温度变化,降落伞收口、全展开开伞载荷和着陆速度;最后,根据返回舱质量与尺寸的关系,对取样质量进行估算.当返回舱的质量为6～8t时,各方案驻点最大热流密度范围为3.35～11.4 MW/m2,降落伞的最小收口充满载荷为77.1 kN,最小全展开充满载荷为159.9 kN.两级减速再入返回系统的样品舱质量可达3000～6000 kg.文章的研究结果,可为后续深空探测取样返回回收系统设计提供参考.