【摘要】：翼傘擁有高升阻比、精準(zhǔn)著陸性能和輕巧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其在航空航天、民用、軍事等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。開(kāi)傘過(guò)程作為關(guān)鍵程序之一,其性能研究也成為了一項(xiàng)必要內(nèi)容。目前開(kāi)傘過(guò)程的研究多依賴(lài)于空投試驗(yàn),展開(kāi)機(jī)理認(rèn)識(shí)有限,本文率先開(kāi)展了基于ALE方法的翼傘開(kāi)傘過(guò)程的流固耦合模擬研究。首先開(kāi)展了翼傘開(kāi)傘過(guò)程的ALE流固耦合方法的可行性數(shù)值試驗(yàn)。建立翼傘手風(fēng)琴式折疊模型及流場(chǎng)模型,模擬了不同來(lái)流速度下降落傘開(kāi)傘過(guò)程,研究了網(wǎng)格密度對(duì)數(shù)值結(jié)果的影響,獲得了開(kāi)傘過(guò)程中傘衣外形、開(kāi)傘載荷及展長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)變化情況,數(shù)值結(jié)果與文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果較為一致,證明了ALE方法在翼傘流固耦合應(yīng)用上的正確性和有效性。其次,針對(duì)風(fēng)場(chǎng)條件下的翼傘開(kāi)傘過(guò)程開(kāi)展了ALE有限元方法研究。使用“復(fù)合邊界”模擬風(fēng)場(chǎng)條件,開(kāi)展了不同風(fēng)向的翼傘開(kāi)傘過(guò)程的流固耦合數(shù)值模擬,得到了傘衣外形、等效應(yīng)力、壓力云圖、傘衣載荷、展長(zhǎng)等的動(dòng)態(tài)變化,通過(guò)對(duì)計(jì)算過(guò)程及數(shù)值結(jié)果的對(duì)比分析,傘載系統(tǒng)隨風(fēng)向產(chǎn)生位移偏量,較高風(fēng)速下,迎風(fēng)條件能正常開(kāi)傘,而背風(fēng)和側(cè)風(fēng)條件會(huì)發(fā)生“失穩(wěn)”。最后,模擬中幅收口控制的翼傘開(kāi)傘過(guò)程。使用“阻尼控制”模擬收口繩,研究收口控制對(duì)開(kāi)傘過(guò)程性能的影響對(duì)比了收口級(jí)數(shù)和收口配置不同的四種情況下的傘衣外形、開(kāi)傘載荷和展長(zhǎng)、氣室寬度等變化得到該收口方式的減載和展開(kāi)有序性控制規(guī)律,為翼傘收口技術(shù)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用研制提供了一些參考依據(jù)。
【圖文】：

（a） 典型單龍骨翼傘 （b） 典型雙龍骨翼傘圖 1.1 龍骨式翼傘示意圖代翼傘的產(chǎn)生主要得益于美國(guó)上世紀(jì) 50 60 年代一系列航天計(jì)劃的推動(dòng) NA采龍骨式翼傘和沖壓式翼傘的作為航天器回收手段的可能性，并做了大量的理這些工作都加速了現(xiàn)代翼傘的興起與發(fā)展 948 年，美國(guó)工程師 Gertrude Rogallo 和她的丈夫 Fransis Rogallo 在一種滑翔性能礎(chǔ)上通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)了兩款羅加洛翼型，這兩種傘的升阻比都大于 2[3]

基于流固耦合方法的翼傘開(kāi)傘過(guò)程仿真研究“雙子座”計(jì)劃中還是采用了傳統(tǒng)的降落傘回收手段 但這是龍骨式翼到論證，具有重要意義 傘的結(jié)構(gòu)雖已研究過(guò)近百種，但基本上可以分成單龍骨和雙龍骨兩1 所示[5] 它們和日常生活中的風(fēng)箏很類(lèi)似，在一根或兩根主架兩邊整個(gè)翼傘的基本結(jié)構(gòu)；并蒙以纖維織物制成的柔性傘衣，，前緣部分更好的進(jìn)氣性能 龍骨式翼傘的傘繩固定在副架尾端，一般沿著弦繩的長(zhǎng)度或使翼傘獲得不同的氣流攻角 龍骨式翼傘的一個(gè)重要結(jié)的傘型有更好的穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：V244.216

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本文編號(hào)：2615574