真空环境中羽流侵蚀月壤颗粒的初步研究

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着陆器登月过程中发动机羽流侵蚀,扬起的月壤会造成很多不利因素。这些不利因素包括:阻碍宇航员的视线,损害机械装置,破坏密封装置以及粘附在热防护系统的表面。为了对这些影响有一个量化的预测,研究羽流与月壤相互作用非常重要。发动机羽流在撞击到月表时,会在月表形成压力和剪力。随着发动机喷口距月表距离不断减少,羽流在月表引起的压力和剪力也会逐渐的增大,羽流侵蚀月壤的现象也愈发明显。论文根据Mohr-Coulomb土体破坏准则,建立力学平衡方程,计算月壤被羽流侵蚀的质量,得到月球表面形成新月坑的位置和尺寸。进一步,采用月壤颗粒受力运动方程,得到月壤分布的密度、月壤的喷射角度等。论文进一步讨论了不同参数对羽流侵蚀月壤计算结果的影响。同时,根据阿波罗11着陆月球的实际情况,与本文计算结果进行对比,计算结果与阿波罗11的着陆实际情况基本吻合。
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