摘要：文章对中性浮力地面实验系统中实验体的外形进行了设计。首先利用Fluent软件求解计算出几种可供选择的实验体外形在各种工况下的水动力系数,同时通过力矩系数给出几种外形的静稳定性;然后在对水阻力系数和静稳定性进行分析和对比的基础上,选择了正方体作为实验体的外形;最后对正方体实验体进行动力学建模及仿真分析,结果表明此外形实验体的水阻力可以被克服。由此说明从阻力能够被克服和具有良好的静稳定性的角度考虑,此外形可以作为较好的实验体外形选择。研究结果可为相关方面的进一步研究和设计提供依据。

摘要：中性浮力地面实验系统的实验体设计问题是有效实现空间飞行器研制阶段地面演示验证实验的关键技术之一。根据实验系统的任务需求,对实验体结构系统进行了设计。首先根据阿基米德原理对浮心和重心相对位置进行设计;然后通过对质量特性进行计算,给出了实验体结构的最终设计方案;并进行了物理仿真实验,实验结果证明了设计方案的合理性和可行性。

摘要：实验体的动力学建模研究是航天器地面中性浮力实验的关键技术。针对实现实验体精确配平,解决水动力建模中的粘性力和惯性力不便分割等问题,采用矩阵运算形式代替矢量叉乘形式,通过应用忽略一些不易分割的次要粘性水动力项的方法,最终将实验体的质心变量和发动机推力作为控制量,建立了实验体动力学状态方程,为地面中性浮力实验环境中航天器六自由度运动控制与仿真提供了重要的理论基础。