局部伞绳收放对降落伞轨迹的影响与投放试验

发布时间：2020-03-30 06:55

【摘要】：降落伞是一种可展开式气动力减速装置,其具有质量轻、减速效果好、结构简单、工作可靠的优点,在航空航天领域得到大量应用,一直以来,主要使用降落伞实现气动减速,对于落点的控制主要依靠投放点控制实现。由于降落伞在下降过程中受到气流的干扰和自身特性等因素的影响,导致降落伞落点随机性较大,从而出现降落伞落点散布范围较大的情况。为了改善这种情况,本文采取主动控制手段来调整降落伞下降轨迹,使其能够有效缩小落点散布范围,因此,提出一种依靠局部伞绳收放方式来控制降落伞下降轨迹的方法。本文从降落伞可控机理出发,建立局部伞绳收放的降落伞六自由度模型,并开展了空投试验验证工作。通过CFD(Computational Fluid Dynamics)技术对降落伞可控机理进行分析。研究中,利用CFD技术模拟降落伞不同姿态的下降过程,分析了降落伞局部伞绳长度改变后的气动力变化情况。进而对局部伞绳收放的降落伞进行受力分析,证明了降落伞的下降轨迹可控。基于CFD计算得到的气动数据,建立了基于刚体假设的物伞系统六自由度动力学模型,模型中考虑了附加质量对降落伞动力学的影响,而模型中的附加质量项,采用工程经验公式获得,模型建立后使用Matlab软件完成对所建模型的动力学仿真。为了验证收放局部伞绳可以控制降落伞及降落伞动力学模型的正确性,开展了大量的降落伞投放试验,具体包括:降落伞自由下降过程试验、局部伞绳收放的下降过程试验等。文中给出了具体的投放试验设计及物伞系统构成。投放试验结果表明:在降落伞下降过程中改变降落伞局部伞绳长度能够改变降落伞的下降轨迹,进而控制落点;将下降过程与数值仿真结果对比,两者表现出较好的规律一致性,验证了本文动力学模型的正确性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V244.216

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本文编号：2607211