无人靶机的起降过程包括零长发射、伞降减速及气囊缓冲着陆三个阶段。零长发射为靶机经火箭推力作用实现发射起飞,伞降减速是指靶机在完成任务后经降落伞开伞载荷作用减速到着陆初始速度,气囊缓冲着陆为靶机以一定的初始速度开始接地,并在气囊的缓冲压缩过程中实现安全着陆回收。这三阶段组成的起降过程靶机都会受到一定的瞬时冲击荷载,如发射阶段的火箭推力、减速阶段的伞降阻力、缓冲阶段的接触力,故起降是一个多学科、多技术领域的复杂冲击动力学问题。起降过程中存在多个结构安全问题,如:火箭推力线与靶机重心偏差导致靶机起飞后姿态异常、瞬时冲击力过大导致机身过载或局部应力过大而引起机身结构局部破坏等。因此,起降阶段通常是靶机出现事故的主要阶段,将直接影响靶机能否成功完成工作任务。基于刚柔耦合动力学计算方法,利用ADAMS联合PATRAN、ABAQUS软件建立了靶机零长发射过程的仿真动力学模型,考虑了靶机与滑块、火箭的连接接触关系及气动载荷、发动机推力的作用。在标准发射工况下,对比实际试飞试验数据,飞行高度及速度一致性良好,靶机的过载分布合理,结构动强度在材料强度许可值内。此外还分析了油箱状态、发射角度及重心偏差等不同发射参数对靶机零长发射的影响。结果表明,半油状态靶机可以进行零长发射;不同发射角度会影响靶机发射后的飞行高度,且发射角度越大,飞行高度越大,不同的发射角度对机身的动响应影响较小;靶机机身质心与推力线之间的偏差对靶机零长发射的姿态影响较大,靶机在标准工况满油发射时质心不应过低,以避免火箭与靶机机身的碰撞。根据ALE流固耦合和多体动力学的理论,分别对伞降过程的降落伞展开、靶机受伞降阻力下的结构响应进行计算,在HYPERMESH中建立了降落伞充气展开的模型,利用LS-DYNA求解以研究降落伞充气过程伞衣形状变化、伞衣强度及开伞动载,计算结果表明,伞顶周围应力较大,开伞动载与物块速度变化曲线一致性良好。基于ADAMS软件建立靶机伞降刚柔耦合动力学模型,通过在伞绳节点施加伞降载荷对机身动响应进行分析,计算表明,机身姿态变化合理,采样点中前、后机身过载大于中机身,机翼过载与应变分布有较好的相关性。依照显式动力计算方法和流体腔气囊模型,在ABAQUS中建立了靶机机身和气囊的有限元模型,分析靶机在气囊缓冲着陆阶段机身、机翼在冲击作用下的动力学响应,得到靶机回收过程中的姿态与强度特性和气囊变化参数,并探讨了气囊缓冲参数和靶机状态等参数对靶机着陆过程机身的影响。结果表明:标准工况下,经过气囊缓冲后靶机姿态、强度符合安全着陆要求,过载曲线与等质量落震实验数据对比趋势及峰值误差较小。不同着陆参数中气囊排气口面积对缓冲效果影响较大,气囊排气压力阈值和初始内压影响较小,同一气囊对靶机不同着陆初始速度适应性高,带有俯仰角的靶机晚着陆机身部分局部应力偏大。