基于刷扫和研磨的复合式小行星取样器取样过程仿真与分析

作     者：董成成 张军 陆希 黄帆 倪江生 黄繁章 江朝军 DONG Chengcheng;ZHANG Jun;LU Xi;HUANG Fan;NI Jiangsheng;HUANG Fanzhang;JIANG Chaojun

作者机构：东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210000 上海卫星工程研究所上海201109 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61873066) 上海航天科技创新基金资助项目(SAST2017045) 江苏省自然科学基金资助项目(BK20181270) 

出 版 物：《上海航天（中英文）》 (Aerospace Shanghai（Chinese&English）)

年 卷 期：2020年第37卷第1期

页      码：125-134页

摘      要：针对小行星表面微重力环境及样品机械属性未知的特点,提出了一种基于刷扫和研磨的复合式取样器设计方案。该取样器通过刷扫和研磨的复合方式进行取样,能够提高小行星表面取样任务的成功率。为了研究该取样器刷扫取样时刷轮叶片数、刷轮转速、推进速度、星壤参数等对取样效率的影响,研磨和刷扫复合取样的优越性以及刷扫和研磨时的驱动力矩,开展了样品颗粒相互作用建模及研磨取样动力学分析。基于离散元仿真软件EDEM,构建了取样器3D模型并仿真其在小行星表面取样,获得了样品收集质量与取样时间的关系曲线,分析了各个参数对取样效率的影响。结果表明:刷轮叶片数越多,刷轮转速越大,推进速度越大,取样器取样效率更高,刷扫和研磨的复合取样方法比起单一的刷扫取样,具有更高的取样效率。该研究为设计小行星取样器、取样参数设定和取样效果分析提供了依据。

主 题 词：小行星取样 刷扫取样 研磨取样 复合式取样 EDEM仿真 取样效率 

学科分类：08[工学] 082503[082503] 0825[工学-环境科学与工程类] 

D　O　I：10.19328/j.cnki.1006⁃1630.2020.01.018

馆 藏 号：203884491...