高可靠的着陆缓冲机构是垂直起降可重复使用运载器顺利回收的必要保证。以Space-X公司Falcon-9运载器的着陆支架为参考,提出了垂直起降运载器着陆支架的设计方案,建立了着陆支架的几何拓扑模型。将着陆支架的总体设计参数作为决策变量,运用能量法建立运载器着陆支架的数学模型,以着陆动力学响应及主着陆腿长度为优化目标,对着陆支架的总体布局设计参数进行优化。在ADAMS中建立着陆支架的动力学模型,分别将优化前、后的设计参数输入动力学模型,并对优化前后的动力学响应进行对比。计算结果表明,优化后主着陆腿受到的最大压力以及副着陆腿受到的最大拉力分别降低了23.15%和21.43%,有效地降低了过载,提高了垂直起降运载器的着陆稳定性。

以多体系统动力学为理论基础,在动力学分析软件ADAMS中建立了火箭整流罩分离模型,对该分离机构模型进行动力学仿真计算与分析,得到了分离机构的动力学仿真计算结果。对整流罩和箭体分离过程中的速度和角速度进行分析,比较各个载荷随时间的变化情况,结果表明分离火箭推力对分离机构在分离过程中速度和姿态的变化影响最大。