降落伞参考文献
专题:空间科学与技术
21113 开发新的试验模拟手段
世界科技研究与发展
2005年10月
原有的经典试验方法主要有风洞试验、投放试验、拖曳试验等。为了对降落伞的工作过程进行更细致的分析,我们应该大力开发新的试验手段。比如降落伞的开伞过程试验,由于开伞过程非常短暂,采用传统的风洞模拟方法很难精确地捕捉到伞形及绕伞衣周围流场的情况,为此我们可以采用水洞(watertunnel)模拟方法,由于水比空气的粘度大得多,使得在水洞中的开伞速度大大降低,可以稳定地测得各类参数。
对于当前的试验研究工作,有如下问题需要迫切得到解决:
(1)有限质量情况下的开伞动载问题。开伞动载是降落伞工作时一个非常重要的物理参数,当前开伞动载的测量主要是在风洞中进行,但风洞中的开伞动载是无限质量情况下的开伞动载,而实际降落伞是有限质量情况下的开伞动载。如何更好地对开伞过程进行试验模拟,使开伞动载更接近于真实情况,是我们目前迫切要解决的问题。
(2)测量。题,,吸现象……。如何更好地测、阻尼系数是摆在我们面前的一个非常棘手的问题。
(3)动态参数的测量问题。降落伞从伞衣套拉出到完全充满,其时间非常短暂,有时在1秒内就完成一个充气过程。在这么短暂的时间内,要完成动态参数的记录,必须大力开发可实施的反应灵敏的测量仪表。
2.2 降落伞的计算机仿真技术
就开始了这方面的研究[16]。它由降落伞工作时的
力学仿真和很大一部份的视景仿真组成。在降落伞力学仿真方面,部份依赖于实验数据,模拟出降落伞的拉直、充气、稳降等行为以及外界力学环境造成的旋转、摇摆、倾斜等降落伞运动现象。环境的仿真包括气象环境的仿真和地形、地貌的仿真。所有的仿真需要借助于商业建模软件、三维图形建模软件及图象编辑软件、地形数据库生成软件等来完成降落伞的实时仿真。
21212 降落伞工作过程的数值仿真技术降落伞工作时是一种非常复杂的气动弹性问题。美、俄在上世纪七十年代就开始了降落伞工作过程的数值模拟工作,已经取得了很大的成绩。当前降落伞的数值模拟主要有两种方法。一种是涡元法(VEM),它在建立流场方程的基础上,通过伞衣,。,在轴对称伞CFD模型和MSD(质点弹性阻尼)模型的耦合求解正日益受到重视。由于伞衣是个柔性透气体,在对每一工作状态进行数值模拟时,要建立合适的方程,采用好的方法进行离散,才可能模拟出较真实的解。
2.3 大力提高降落伞的工作包线和控制技术
21311 大力研制降落伞高速开伞技术和提高
降落伞的载荷回收能力
在高超音速情况下的开伞,不仅带来高动压、高过载的问题,同时回收物后的尾流、伞绳冲击波、气动加热等都会造成开伞困难,迫切要求提高材料的热容性并解决降落伞高速开伞下的可靠性、高过载问题,不断提高降落伞的载荷回收能力。在高载荷下,气动减速器的展开面积将加大,对于单伞来讲,造成制造工艺复杂,对于多伞系统,又存在开伞干扰问题。为此要设计良好的伞系统结构和开伞控制器,不断提高伞的制造工艺,使伞日益满足载荷增大的要求。
21312 新的控制技术的应用
随着降落伞研究的进一步深入,降落伞的工作包线日益增大。同时,为了使降落伞有更合理的载荷和运动轨迹,我们必须大力提高降落伞的控制技术。当前我国除了对降落伞的开伞进行控制外,对降落伞的全程工作过程几乎没有控制,可以引入新
在我国,由于不能准确分析降落伞工作时的气动力情况,降落伞的设计和性能分析往往建立在半理论加经验的基础上。从气动力参数的选取到产品的最后定型,都要经过大量的风洞试验和投放试验才能成功,不仅耗费大量的人力物力,更重要的是延长了试验周期。降落伞计算机仿真技术的研究在我国尚未起步。而国外早在上世纪七十年代就已经开始对降落伞工作过程进行仿真研究。当前计算机仿真研究工作主要有以下几个方面。
21211 降落伞的虚拟仿真技术
这主要是指在计算机上进行虚拟跳伞试验、虚拟投放试验等等。早在上世纪八十年代,美、英两国
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