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伞—载系统拉直过程动力学仿真研究进展

南京航空航天大学学报 2016年第4期48卷 454-462页

作者：余莉史献林南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 上海飞机设计研究院上海201210

降落伞拉直过程是关系到伞-载系统安全可靠工作的关键阶段,涉及到三维空间多体系统动力学和变质量变自由度动力学问题。本文综述了柔性降落伞拉出过程动力学仿真技术中的一些关键问题。首先从拉直过程仿真方法进行介绍,通过具体算例分... 详细信息

降落伞拉直过程是关系到伞-载系统安全可靠工作的关键阶段,涉及到三维空间多体系统动力学和变质量变自由度动力学问题。本文综述了柔性降落伞拉出过程动力学仿真技术中的一些关键问题。首先从拉直过程仿真方法进行介绍,通过具体算例分析了各自方法的特点。然后构建了动力学模型中主要因素之间的相互关系,分析了气动力的影响因素及风速对拉出过程的影响。同时阐述了绳段张力的几种计算模型及其特点,指出了它们的一般应用范围。最后,对伞-载系统拉直过程仿真减小数值计算误差的途径及未来需要关注的几个方面进行了探讨。

关键词：降落伞拉直过程动力学模型仿真张力气动力误差

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阻力伞拉直过程的影响因素分析

南京航空航天大学学报 2013年第2期45卷 196-201页

作者：王从磊孙建红喻东明南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 中航工业航宇救生装备有限公司襄阳441003

采用质量阻尼弹簧模型分析了阻力伞拉直过程的影响因素,包括引导伞阻力面积、伞系统弹性模量以及线密度等。分析表明,在200～300km/h的放伞速度范围内,阻力伞的拉直时间和最大下落距离随放伞速度的增大而减小,而阻力伞系统的张力变化则... 详细信息

采用质量阻尼弹簧模型分析了阻力伞拉直过程的影响因素,包括引导伞阻力面积、伞系统弹性模量以及线密度等。分析表明,在200～300km/h的放伞速度范围内,阻力伞的拉直时间和最大下落距离随放伞速度的增大而减小,而阻力伞系统的张力变化则相反;增大引导伞阻力面积或减小伞系统线密度,能明显地减小拉直时间和最大下落距离;阻力伞系统的弹性模量对拉直过程中运动轨迹的影响相对较小。放伞速度、引导伞阻力面积与阻力伞系统线密度是影响阻力伞放伞拉直过程的关键因素,该研究可为阻力伞系统工程设计提供分析依据。

关键词：阻力伞拉直过程质量阻尼弹簧模型放伞速度阻力面积线密度

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降落伞拉直过程的多刚体模型

中国空间科学技术 2003年第2期23卷 45-50页

作者：张青斌程文科彭勇秦子增国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

采用多刚体模型研究了降落伞的拉直过程。在动力学模型中将引导伞、伞包、拉出的伞绳及回收物处理为开链式多刚体 ;在仿真算法中提出了求解绳段间约束力的n阶递推算法。利用该模型可以研究降落伞拉直过程中的“绳帆”现象。

关键词：降落伞拉直过程多刚体模型动力学模型 n阶递推算法航天器返回系统

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降落伞拉直过程的质量阻尼弹簧模型

弹道学报 2003年第1期15卷 31-36页

作者：张青斌彭勇程文科秦子增国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

该文采用有限段法建立了降落伞拉直过程的动力学模型 .在模型中将伞绳和伞衣离散为若干个绳段 ,各绳段假设为质量集中在端点的阻尼弹簧 ,各绳段结点的运动由作用在相应绳段上的气动阻力及张力来决定 .该模型可以预测降落伞拉直过程中的... 详细信息

该文采用有限段法建立了降落伞拉直过程的动力学模型 .在模型中将伞绳和伞衣离散为若干个绳段 ,各绳段假设为质量集中在端点的阻尼弹簧 ,各绳段结点的运动由作用在相应绳段上的气动阻力及张力来决定 .该模型可以预测降落伞拉直过程中的“绳帆”现象 .利用该模型研究高空突风对降落伞拉直过程的影响。

关键词：降落伞拉直过程气动阻力质量阻尼弹簧模型航天器返回系统仿真

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降落伞拉直过程的动力学仿真与试验

科学技术与工程 2021年第8期21卷 3379-3386页

作者：史文辉陈曦陈允浩盛思佳南京理工大学机械工程学院南京210094 宏光空降装备有限公司南京210022 陆军装备部驻南京地区第一军事代表室南京210024

伞降回收是无人机回收的常用方式,降落伞的拉直过程作为伞降回收过程的第一步,具有至关重要的作用。降落伞拉直是通过火箭发动机燃烧产生的持续拉力牵引连接带,从而带动降落伞和伞绳,将降落伞从伞舱内拉出。基于非线性有限元理论,通过AB... 详细信息

伞降回收是无人机回收的常用方式,降落伞的拉直过程作为伞降回收过程的第一步,具有至关重要的作用。降落伞拉直是通过火箭发动机燃烧产生的持续拉力牵引连接带,从而带动降落伞和伞绳,将降落伞从伞舱内拉出。基于非线性有限元理论,通过ABAQUS有限元仿真软件,实现降落伞拉直过程的动力学模型的建立,研究火箭在-50、20、55℃状态下对拉直过程的影响。结果表明:随着温度的升高,拉直时间变短,伞衣和伞绳的拉直长度变化不大,连接带和伞绳受到的最大拉力变大。并将仿真结果与55℃状态下的试验进行验证对比,试验结果与仿真结果比较吻合,可见该动力学模型适用于降落伞的拉直过程仿真研究。

关键词：降落伞拉直过程动力学仿真地面试验

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不同动压下双引导减速伞拉直过程的数值仿真

航天返回与遥感 2018年第5期39卷 10-17页

作者：张明亮高普云程文科岳健国防科技大学航天科学与工程学院长沙410073

减速伞拉直过程是返回舱回收着陆工作的重要一环。单、双引导伞均可以拉直减速伞,两者结构不同,拉直效果也不同。双引导伞是在单引导结构基础上的一种深化,虽然结构相对复杂,但是可以在不同动压下拉直减速伞,比单引导伞更加安全可靠。... 详细信息

减速伞拉直过程是返回舱回收着陆工作的重要一环。单、双引导伞均可以拉直减速伞,两者结构不同,拉直效果也不同。双引导伞是在单引导结构基础上的一种深化,虽然结构相对复杂,但是可以在不同动压下拉直减速伞,比单引导伞更加安全可靠。文章对此进行了分析和研究。首先基于弹簧质量阻尼原理,建立了双引导减速伞拉直过程的动力学分析模型,对其从低到高多种动压下的拉直过程进行了数值仿真计算。然后选择低动压和高动压中两种情况的拉直过程进行分析,研究了双引导减速伞的工作原理,并与相同条件下单引导减速伞的拉直过程进行了对比。最后,从拉直时间和引导伞拉力两方面研究了不同动压对单、双引导下减速伞拉直过程的影响。结果表明:双引导减速伞可以适应不同动压,能够安全拉出减速伞;与单引导结构相比,双引导结构在低动压下拉力大,拉出时间短,高动压时拉力小,伞绳不易损坏,更加安全。该结论对回收着陆过程中减速伞结构的选择和设计具有重要的参考价值。

关键词：单引导结构双引导减速伞拉直过程数值仿真动压回收着陆

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载人飞船降落伞回收系统的拉直过程研究

载人飞船降落伞回收系统的拉直过程研究

作者：史献林南京航空航天大学

学位级别：硕士

在载人飞船某些批次的空投试验中,出现主伞伞衣的个别伞衣幅撕裂、灼伤等局部破损。研发人员初步推测,可能是由于拉直阶段中侧向风引起了严重的伞绳\伞衣弯曲,或初始充气阶段出现伞衣顶部甩动、伞衣幅之间碰撞等不利状态引起的。提出两... 详细信息

在载人飞船某些批次的空投试验中,出现主伞伞衣的个别伞衣幅撕裂、灼伤等局部破损。研发人员初步推测,可能是由于拉直阶段中侧向风引起了严重的伞绳\伞衣弯曲,或初始充气阶段出现伞衣顶部甩动、伞衣幅之间碰撞等不利状态引起的。提出两种改进方案——为主伞增加牵顶伞和保护布。因此,对拉直过程进行深入研究,对消除降落伞回收系统的安全隐患十分必要。在空投试验和文献调研的基础上,建立了由一系列刚体和质点通过弹性约束组成的主伞拉直过程三维动力学模型。模型中减速伞、主伞包和返回舱为六自由度刚体,伞绳、伞衣、连接带、吊带为三自由度质点。采用建立的模型,首先,研究了伞绳\伞衣弯曲现象,指出水平气动力梯度导致弯曲;其次,对比了156种高空风场的拉出时间、拉出速度和伞绳张力,指出侧向风影响最强;随后,对主伞的两种改进方案分别进行了仿真分析,研究了牵顶伞连接带剥离过程中伞顶张力分布和横向速度梯度变化,指出牵顶伞连接带能够抑制伞顶横向甩动;从动力学角度分析了保护布的影响,指出保护布模型的改进之处;最后,采用MATLAB与VC++混合编程技术,开发出拉直过程三维仿真软件,帮助研发人员进行辅助设计。本文研究工作对消除降落伞系统的安全隐患,保障返回舱安全着陆意义重大。

关键词：载人飞船降落伞回收系统拉直过程伞衣破损三维动力学

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降落伞拉直过程的三维仿真分析

航天返回与遥感 2010年第1期31卷 11-17页

作者：史献林余莉袁文明刘卫华南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

针对某载人飞船降落伞回收系统的主伞拉直过程,基于多体系统动力学理论,建立了由一系列刚体和质点通过弹性约束组成的三维多体动力学模型。首先,在空投试验条件下,验证了该模型的正确性和仿真结果的有效性;其次,模拟了不同风速不同风向... 详细信息

针对某载人飞船降落伞回收系统的主伞拉直过程,基于多体系统动力学理论,建立了由一系列刚体和质点通过弹性约束组成的三维多体动力学模型。首先,在空投试验条件下,验证了该模型的正确性和仿真结果的有效性;其次,模拟了不同风速不同风向条件下的拉直过程,指出侧向风影响最强,并分析了此规律的动力学机理。对载人飞船降落伞系统拉直过程的仿真研究有助于提高对降落伞拉直过程机理的理解。

关键词：降落伞拉直过程多体系统动力学三维

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系绳力对降落伞拉直过程的影响

航天返回与遥感 2002年第2期23卷 9-14页

作者：张青斌彭勇程文科秦子增张晓今国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

文章采用多刚体模型研究了伞绳的系力对降落伞拉直过程的影响。在物伞系统的动力学模型中将引导伞、伞包、伞绳及回收物处理为开链式多刚体,提出了n阶的递推算法来求解绳段间的约束力。利用该模型研究了伞绳的系力对物伞系统运动的影响... 详细信息

文章采用多刚体模型研究了伞绳的系力对降落伞拉直过程的影响。在物伞系统的动力学模型中将引导伞、伞包、伞绳及回收物处理为开链式多刚体,提出了n阶的递推算法来求解绳段间的约束力。利用该模型研究了伞绳的系力对物伞系统运动的影响。仿真结果表明伞绳的系力是影响伞包角加速度的关键因素。

关键词：降落伞拉直过程影响多体动力学伞包伞绳