一種復合式錐形開縫降落傘及其結構設計方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種應用于超音速低密度開傘環(huán)境的復合式錐形開縫降落傘及其結構設計方法。本發(fā)明的降落傘包括傘衣和傘繩兩大部分，傘衣織物面由復合式錐形上部和圓柱形傘衣底部構成，中間由寬縫將二者垂直分開。復合式錐形上部包括頂錐、中錐和底錐。本發(fā)明具有阻力系數(shù)高、穩(wěn)定性強的優(yōu)點，克服了現(xiàn)有【背景技術】的缺陷，是一種優(yōu)越的超音速低密度降落傘。
【專利說明】一種復合式錐形開縫降落傘及其結構設計方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于航天進入、減速與著陸（EDL)【技術領域】，具體地，涉及一種應用于超音 速低密度開傘環(huán)境的復合式錐形開縫降落傘及其結構設計方法。

【背景技術】
[0002] 隨著深空探測技術的迅速發(fā)展，針對具有稀薄大氣行星（例如火星）的EDL技 術已成為研究熱點和難點，這其中，超音速低密度降落傘減速技術是一項核心技術。截止 目前，適用于超音速低密度開傘環(huán)境下的降落傘傘型包括盤縫帶傘、改進的環(huán)帆傘、十字傘 等。十字型傘雖然具有最大的單位阻力面積，但是，隨著開傘速度的增大，十字型傘會出現(xiàn) 較大的振動，穩(wěn)定性較差；在超音速、低動壓條件下改進環(huán)帆傘的開傘充氣性能、阻力性能 比盤縫帶傘較差。盤縫帶傘是工程實際中應用最廣泛的超音速低密度降落傘傘型。
[0003] 目前，盤縫帶傘按照結構形式分為Viking型、MPF型兩種傘型，二者傘衣的盤帶 面積比不同，減速性能也有顯著不同：Viking型盤縫帶傘的盤帶面積比約為53:35,阻力系 數(shù)較高0.67)，穩(wěn)定性偏弱；MPF型盤縫帶傘的盤帶面積比約為38:52,阻力系數(shù)較小 (?0. 43)，穩(wěn)定性較好。但是，這兩種傘型的阻力系數(shù)較低、穩(wěn)定性較弱，因此，有必要在阻 力性能和穩(wěn)定性方面做出改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術中的不足，提供一種復合式錐形開縫 降落傘及其結構設計方法。
[0005]本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案包括：
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其提供了一種復合式錐形開縫降落傘，包括傘衣和傘繩， 其中，傘衣分為上、中、下三部分，上部為盤，盤的頂部具有頂孔，盤為復合式錐形結構，包括 頂錐、中錐和底錐，頂錐、中錐和底錐依次首尾拼接；下部為帶，帶在平面展開狀態(tài)下為矩形 結構；中間部分為寬縫，其將盤和帶垂直隔開；盤頂部的頂孔沿其周向邊緣設置有頂孔加 強帶；盤的下邊緣和帶的上邊緣分別具有沿其周向延伸的緯向帶；帶的下邊緣具有底邊加 強帶；傘衣上具有呈輻射狀從頂孔沿盤和帶延伸至帶底部的多個徑向帶；傘繩的數(shù)量與傘 衣上的徑向帶的數(shù)量相同，并且，每根傘繩的一端連接至徑向帶，多根傘繩的另一端匯交于 一點，連接至待吊物體。
[0007]進一步地，傘衣由多個傘衣幅拼縫而成，傘衣上的徑向帶設置在相鄰兩個傘衣幅 之間。
[0008]進一步地，頂孔中設置有沿其徑向布置的頂孔繩；并且每根傘繩的一端連接至相 應的徑向帶的底端，或者沿著相應的徑向帶延伸至頂孔加強帶。
[0009]進一步地，每兩根關于頂孔中心對稱的傘繩沿著相應的徑向帶連續(xù)跨頂孔一體化 連接。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，其提供了一種用于如前所述的復合式錐形開縫降落傘 的結構設計方法，包括：
[0011] (1)傘衣的名義面積&根據(jù)下面的公式確定：

【權利要求】
1. 一種復合式錐形開縫降落傘，其特征在于，包括傘衣（1)和傘繩（2)，其中， 傘衣⑴分為上、中、下三部分，上部為盤（11)，盤（11)的頂部具有頂孔，盤（11)為復 合式錐形結構，包括頂錐、中錐和底錐，頂錐、中錐和底錐依次首尾拼接；下部為帶（13)，帶 (13)在平面展開狀態(tài)下為矩形結構；中間部分為寬縫（12)，其將盤（11)和帶（13)垂直隔 開； 盤（11)頂部的頂孔沿其周向邊緣設置有頂孔加強帶（14);盤（11)的下邊緣和帶 (13)的上邊緣分別具有沿其周向延伸的緯向帶（15,15);帶（13)的下邊緣具有底邊加強帶 (16);傘衣上具有呈輻射狀從頂孔沿盤和帶延伸至帶底部的多個徑向帶（17); 傘繩⑵的數(shù)量與傘衣⑴上的徑向帶（17)的數(shù)量相同，并且，每根傘繩的一端連接 至徑向帶（17)，多根傘繩的另一端匯交于一點，連接至待吊物體。
2. 根據(jù)權利要求1所述的復合式錐形開縫降落傘，其特征在于，傘衣由多個傘衣幅 (18)拼縫而成，傘衣上的徑向帶設置在相鄰兩個傘衣幅（18)之間。
3. 根據(jù)權利要求1所述的復合式錐形開縫降落傘，其特征在于， 頂孔中設置有沿其徑向布置的頂孔繩；并且 每根傘繩的一端連接至相應的徑向帶（17)的底端，或者沿著相應的徑向帶（17)延伸 至頂孔加強帶（14)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的復合式錐形開縫降落傘，其特征在于，每兩根關于頂孔中心 對稱的傘繩（2, 2)沿著相應的徑向帶（17)連續(xù)跨頂孔一體化連接。
5. -種用于如權利要求1所述的復合式錐形開縫降落傘的結構設計方法，其特征在 于， (1) 傘衣的名義面積&根據(jù)下面的公式確定： Ao= - . 9 CA-mg > 上式中，CA為阻力面積， 1 2其中，mg為待吊物體的重量，u為待吊物體的著 2 陸速度，P為大氣密度；Cd為阻力系數(shù)，參照具有相同的盤帶面積比的盤縫帶傘的阻力系 數(shù)； (2) 傘衣的名義直徑％根據(jù)下面的公式確定：
平衣I隅數(shù)N根據(jù)下面的公式確定：N= 40^(7?8)，其中，N取大于5的偶數(shù)； (4) 傘繩數(shù)量與傘衣幅數(shù)相等，傘繩的長度k根據(jù)下面的公式確定：Li= 1. 7% ; (5) 頂孔直徑根據(jù)下面的公式確定： Dv = (0? 005 ?0? 01)D0 ; (6) 錐角的確定 設定傘衣上部的頂錐角、中錐角、底錐角U3; (7) 錐面比 設定傘衣的頂錐、中錐、底錐的錐面比為s1:s2:s3; (8) 面積比 設定傘衣的盤、縫、帶的面積比為; (9) 傘衣幅基本結構尺寸 傘衣幅面積S。為： & ，其中，N為傘衣幅數(shù)； 傘衣幅中盤的面積為： ST0 =ST%xs〇 ； 傘衣幅中縫的面積為： SG0 =SG%xs〇； 傘衣幅中帶的面積為： SB0 =SB%xs〇； 傘衣幅的頂錐面積為：s: =s:%XST0 ； 傘衣幅的中錐面積為：s2 =s2%XST0 ； 傘衣幅的底錐面積為： s3 =s3%xsT0 ； 頂錐的頂角：
其中，N為傘衣幅數(shù)； 9 頂錐的高度：
頂錐的底邊寬度：
中錐的頂角：
其中，N為傘衣幅數(shù)； ， 中錐的高度h2根據(jù)以下公式確定： 中錐的底邊寬度： 9
底錐的頂角：
，底錐的高度h3根據(jù)下面的公式計算： 其中，N為傘衣幅數(shù)；
1 底錐的底邊寬度：
頂孔的高度： hy=-^,，. 頂孔的邊長：
，其中，N為傘衣幅數(shù)； 縫寬： ^s3 ? 帶寬：
6.根據(jù)權利要求5所述的復合式錐形開縫降落傘的結構設計方法，其特征在于， 在頂孔中具有頂孔繩的情況下，頂孔繩的長度根據(jù)以下公式確定：LV = (1-ALV)DV，其 中，ALVd
【文檔編號】B64D17/02GK104276288SQ201410584802
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權日:2014年10月27日
【發(fā)明者】梁艷, 李健 申請人:北京空間機電研究所