月球是距離地球最近的天體，自古以來(lái)便是人類探索太空的起點(diǎn)。月球著陸器能否在著陸過(guò)程中完成對(duì)沖擊能量的吸收進(jìn)而穩(wěn)定著陸，是整個(gè)探月項(xiàng)目中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。然而，現(xiàn)有著陸器不能適應(yīng)復(fù)雜的著陸環(huán)境，也不能在著陸過(guò)程中對(duì)突發(fā)的未知狀況進(jìn)行調(diào)整。盡管一些研究人員提出了半主動(dòng)控制月球著陸器的設(shè)計(jì)構(gòu)想，但對(duì)于半主動(dòng)控制的磁流變液月球著陸器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)際工況下著陸的研究仍相對(duì)較少。本書(shū)提出了一種新型的基于半主動(dòng)控制的磁流變液月球著陸器，該著陸器將一個(gè)磁流變液阻尼器作為主支柱，用于吸收著陸過(guò)程中的沖擊能量。針對(duì)著陸器主支柱內(nèi)磁流變液的流體動(dòng)力學(xué)特性推導(dǎo)出其阻尼力理論模型，并根據(jù)推導(dǎo)出的阻尼力理論模型提出了著陸器半主動(dòng)控制方案。在該控制方案中，通過(guò)控制電流實(shí)現(xiàn)對(duì)著陸器主支柱阻尼力和著陸器機(jī)體姿態(tài)的控制，以適應(yīng)復(fù)雜的著陸環(huán)境和解決著陸過(guò)程中可能產(chǎn)生的突發(fā)狀況，實(shí)現(xiàn)著陸器的穩(wěn)定著陸。
　　本書(shū)建立了傳統(tǒng)鋁蜂窩和新型基于半主動(dòng)控制的磁流變液月球著陸器的多體動(dòng)力學(xué)仿真模型，對(duì)兩者的著陸性能和對(duì)著陸環(huán)境的適應(yīng)能力進(jìn)行了對(duì)比分析。分析結(jié)果表明，本書(shū)所提出的新型基于半主動(dòng)控制的磁流變液月球著陸器，一是在質(zhì)心加速度響應(yīng)的極限工況下，機(jī)體的最大質(zhì)心加速度降低了12.7%；二是在主支柱壓縮的極限工況下，主支柱最大壓縮行程降低了4%；三是在對(duì)接環(huán)與月壤最小距離的極限工況下，著陸器對(duì)接環(huán)與月壤最小距離增加了4%；四是在傾倒的極限工況下，有效地增加了機(jī)體質(zhì)心與翻倒墻之間的距離。在以上四種典型的極限工況下，新型基于半主動(dòng)控制的磁流變液月球著陸器的主要性能參數(shù)均有出色的提升。同時(shí)，相比于傳統(tǒng)鋁蜂窩月球著陸器，新型基于半主動(dòng)控制的磁流變液月球著陸器能夠在更傾斜的月面、更大范圍的月壤摩擦系數(shù)下進(jìn)行著陸，對(duì)于著陸環(huán)境有著更好的適應(yīng)能力。
　　本書(shū)分析了穩(wěn)態(tài)和著陸高速?zèng)_擊瞬態(tài)下著陸器主支柱內(nèi)磁流變液的流體動(dòng)力學(xué)特性，并對(duì)其理論模型和流固耦合仿真結(jié)果進(jìn)行了分析對(duì)比。在Abaqus中建立了耦合歐拉一拉格朗日模型（CEL），進(jìn)行了流固耦合仿真，并將其仿真結(jié)果與所推導(dǎo)的理論模型進(jìn)行分析比較。在準(zhǔn)靜態(tài)恒定低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，流固耦合仿真得到的阻尼力與推導(dǎo)的阻尼力理論模型相吻合；在實(shí)際著陸的高速?zèng)_擊運(yùn)動(dòng)下，由于主支柱內(nèi)磁流變液發(fā)生短暫的非定常流動(dòng)，流固耦合仿真得到的阻尼力相比理論模型波動(dòng)更大，其波峰值也更大。為了獲得更輕且著陸性能更為優(yōu)異的著陸器主支柱，采用響應(yīng)面法（RSM）對(duì)主支柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化后的模型，不但質(zhì)量降低了16.070-/0，而且阻尼力波動(dòng)更小。
　　本書(shū)建立了主支柱的電磁耦合仿真模型，得到了所提出的半主動(dòng)控制方案中不同控制電流作用下的可控阻尼力。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析得到，在所需可控阻尼力較小的控制方案中，控制電流的收益很高，控制電流的增加量與磁流變液（MRF）的屈服應(yīng)力增加量呈線性關(guān)系。隨著所需可控阻尼力的增加，控制電流的增加量不再與MRF的屈服應(yīng)力增加量呈線性關(guān)系，MRF逐漸達(dá)到磁飽和。最后以Lord公司生產(chǎn)的RD-8041-1磁流變液阻尼器為研究對(duì)象，搭建了磁流變液阻尼器落震實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)不同配重質(zhì)量、不同高度、不同電流下的落震仿真和落震實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了利用磁流變液阻尼器進(jìn)行著陸沖擊吸能的可行性，并且驗(yàn)證了通過(guò)改變控制電流能夠顯著調(diào)節(jié)其對(duì)落震沖擊能量的緩沖吸收能力。
　　本書(shū)在撰寫(xiě)過(guò)程中，可能存在疏漏與不足之處，請(qǐng)廣大讀者指正。