引用本文:董成成,张军,陆希,黄帆,倪江生,黄繁章,江朝军.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[J].上海航天,2020,37(1):125-134.
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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
董成成1,张军1,陆希2,黄帆2,倪江生1,黄繁章1,江朝军1
1.东南大学 仪器科学与工程学院,江苏 南京 210000;2.上海卫星工程研究所,上海201109
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。
(1.School of Instrument Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 210000, Jiangsu, China;2.Shanghai Institute of Satellite Engineering, Shanghai 201109, China)

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