一種帶條傘最小收口比的確定方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及航天器用降落傘技術領域，特別是一種帶條傘最小收口比的確定方 法。
【背景技術】
[0002] 降落傘收口技術是減小大載荷體在高速條件下開傘的開傘動載最有效的方法。對 于高速條件下開傘的大面積帶條傘來說，逐級增加帶條傘阻力面積的多級收口技術在減小 載荷體開傘動載、降低傘的結構強度要求、增加傘的穩(wěn)定性等方面有著顯著效果，而最小收 口比則是初級收口設計的重要依據。收口比過小，傘衣進氣量太少，很難形成穩(wěn)定的氣動外 形，無法對載荷體形成穩(wěn)定的氣動力；收口比過大，后面各級收口比可選范圍變窄，難以達 到有效減載和優(yōu)化設計的目的。目前最小收口比的確定尚缺乏有效的試驗數據和理論分析 成果作為支持，對收口比進行優(yōu)化從而實現對降落傘整體設計的優(yōu)化難于進行。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種確定帶條傘最小收 口比的方法，為工程應用多級收口技術時確定各級收口比提供了參考依據。
[0004] 本發(fā)明的技術解決方案是：一種帶條傘最小收口比的確定方法，包括如下步驟：
[0005] (1)根據帶條傘結構尺寸、材料、當前收口比和給定動壓建立帶條傘模型后進行仿 真，獲取帶條傘傘衣不同部位隨時間變化的數據，將帶條傘頂孔圓周上兩個初始位置信息 關于帶條傘中軸線對稱的部位作為一組數據點，共選取A組數據點，并計算第i組數據點內 兩個數據點的距離為Di(t)，其中，i= 1，2, 3…A，t為計算兩點距離的時刻且為有限個；所 述初始位置信息為帶條傘傘衣不同部位在仿真開始時的位置信息；
[0006] (2)分別截取Djt)曲線上穩(wěn)定過程的時間段后記為A心，計算A個A&的算術 平均值并記為At，計算At內任一時刻進氣口當量直徑D_(t)和穩(wěn)定過程的進氣口當量 直徑均值D_:
【主權項】
1. 一種帶條傘最小收口比的確定方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 根據帶條傘結構尺寸、材料、當前收口比和給定動壓建立帶條傘模型后進行仿真， 獲取帶條傘傘衣不同部位隨時間變化的數據，將帶條傘頂孔圓周上兩個初始位置信息關于 帶條傘中軸線對稱的部位作為一組數據點，共選取A組數據點，并計算第i組數據點內兩個 數據點的距離為D i (t)，其中，i = 1，2, 3…A，t為計算兩點距離的時刻且為有限個；所述初 始位置信息為帶條傘傘衣不同部位在仿真開始時的位置信息； (2) 分別截取Di (t)曲線上穩(wěn)定過程的時間段后記為Ati，計算A個Ati的算術平均 值并記為At，計算At內任一時刻進氣口當量直徑1)_(〇和穩(wěn)定過程的進氣口當量直徑 均值D ave:
其中
為穩(wěn)定過程時間段均值Λ t內nt個時刻D _(t)的取值之和； (3) 計算穩(wěn)定過程的時間均方差％和時間變異系數Ct:
其中，nt為穩(wěn)定過程時間段均值At內數據點對應的時刻的個數， 穩(wěn)定過程時間段均值At內nt個時刻對應的（Dave-Draiu(t)) 2的和； (4) 計算A組傘衣不同部位隨時間變化數據的空間均方差〇p(t)為
然后計算穩(wěn)定過程時間段均值At內nt個時刻A組傘衣不同部位隨時間變化的數據 的平均空間均方差為
(5) 計算傘衣外形穩(wěn)定性判定因子S為 S = C1 · Ct+C2 · Cp 并進行判斷，其中，CpC2為權因子； (6)如果
I則當前收口比為當前工況下試驗帶條傘的最小收口比并 輸出，如果
，則增大當前收口比并重復步驟（1)-步驟（5)直至計算得到最小收 口比，如男
，則減小當前收口比并重復步驟（1)-步驟（5)直至計算得到最小 收口比。
2. 根據權利要求1所述的一種帶條傘最小收口比的判定方法，其特征在于：所述的步 驟（2)中Ati的計算方法為：對于獲得的D i (t)，從t = O開始沿時間軸正方向查找第一 個周期曲線段，記該段曲線起始時刻估計值為tstd= t std(l，時間長度估計值為Tf= T f(l，取 該段曲線的時間均值并記為g，取第二個周期曲線段[tstd+Tf，tstd+2T f]的時間均值，記為 ￥b ,若
則認為當前tstd即是帶條傘進入穩(wěn)態(tài)周期段的起始時刻且穩(wěn)態(tài)周期段 周期為Tf，并取當前tstd到Di⑴曲線末端的時長為At，否則取T f= 1.05Tf重復上述過 程直至滿足上述判斷條件，若計算過程中Tf值大于1. 5倍T f(l，則重取Tf = T f(l，并令tstd = tstd+Tf，繼續(xù)計算直至滿足上述判斷條件。
3. 根據權利要求1或2所述的一種帶條傘最小收口比的判定方法，其特征在于：所述 的步驟（1)中A彡4。
【專利摘要】一種帶條傘最小收口比的確定方法，首先利用帶條傘衣頂孔位置的數據點數據，計算得到多組關于降落傘中軸對稱的測量點間的相對距離，并將之定義為傘衣頂孔的表觀直徑；然后根據表觀直徑分別計算帶條傘的時間變異系數和空間變異系數并組合成傘衣充氣的穩(wěn)定性判定因子；最后根據穩(wěn)定性判定因子的取值對帶條傘的穩(wěn)定性和收口比情況做出判定，確定帶條傘的最小收口比。本發(fā)明根據傘衣的動態(tài)幾何構型得到頂孔位置的數據點數據，進而判定和計算最小收口比，填補了目前關于降落傘最小收口比理論研究方面的空白，并且可操作性較強，簡潔實用，能夠應用于工程實踐中。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號】CN104750930
【申請?zhí)枴緾N201510145150
【發(fā)明人】張宇, 余莉, 甘和麟, 楊雪, 吳卓
【申請人】北京空間機電研究所
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月30日