月壤钻探阻力预测模型

轴倾工况可靠预测

这是一个考虑钻具轴倾的钻探阻力预测模型，能可靠预测倾斜钻具在月壤中的阻力，为地外钻探采样任务提供理论支持。

Zhou, Jun · Liu, Tianxi · 赵阳

Advances in Space Research 2024

技术优势

轴倾不再是盲区

模型显式纳入钻具轴线倾角，反映其对钻具受力状态的影响，避免传统忽略轴倾导致的阻力低估。

参数敏感性明确

分析了主要土壤力学参数的敏感性，指出内聚力、土压力系数和重力加速度对阻力正相关，为参数标定提供指导。

计算成本低

解析模型无需复杂数值仿真即可快速估算阻力，适合嵌入实时控制或初步设计。

应用场景

• 地外钻探采样：为地外钻探采样任务提供理论支持，预测倾斜钻具阻力。
• 空间探测载荷设计：载荷设计时可用该模型预估钻探阻力，优化电机选型。
• 钻探工具优化：通过分析轴倾等参数对阻力的影响，指导钻具几何优化。
• 月壤采样装备：为月壤采样装备提供阻力预测，支持钻进策略制定。