基于龙格-库塔算法对降落伞空投的研究

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1、基于龙格■库塔算法对降落伞空投的研究王景志等:基于龙格一库塔算法对降落伞空投的研究基于龙格一库塔算法对降落伞空投的研究王景志，陈红林(西北工业大学电子信息学院，陕西西安710129)摘要:以降落伞空投系统中的降落伞拉直和充气过程以及物伞系统的稳定降落过程为研究目标，采用动力学分析法建立了物伞空投系统完整的运动模型,提出了多吊带系统分析和物伞系统夹角变化的新方法•根据已有的降落伞性能计算模型和物伞系统运动模型，采用龙格一库塔法对降落伞空投全过程进行了仿真•通过参数调试来分析空投高度，降落伞的名义面积等因素对降落伞空投系统的影响,指出了实际系统的改进方向，为降落伞空投系统的设计提供了理论依

2、据.关键词:降落伞空投;运动模型;龙格一库塔法;计算机仿真中图分类号:TN911.7;TP391.9文献标识码:A文章编号:1004—373x(2010)14一0124—03ResearchforParachuteAirdropBasedonRunge-KuttaAlgorithmWANGJing—zhi?CHENHong—lin(DepartmentofElectronicsandlnformation,NorthwesternPolytechnicUniversity,Xi^nVl0129,China)Abstract:Focusedontheparachutedeployment

3、andinflation,andthetr〜ectoryofcargoparachutesysteminthepara一chuteairdropsystem,thetrajectorymodelofcargoparachutesystemwasbuiltwiththedynamicsmethod.Theanalyticmethodofthemulti一slingsystemandanglebetweenthecargoandparachutesystemisproposed.TheprocessoftheparachuteairdropwassimulatedwithRunge-Kut

4、taalgorithmonthebasisofparachuteperformancemodelandcargeparachutesystemtrajectorymodel.Withtheanalysisoftheeffectofeveralfactorsconcernedwiththeairdropsuchasheightofairdropandpar一achuteresistancecoefficientontheparachuteairdropsystem.Theimprovementdirectionoftheavailableactualsystemsispointedout

5、whichprovidesatheoreticbaseforthedesignofcargoparachuteairdropsystem.Keywords:parachuteairdrop;trajectorymodel;Runge—Kuttaalgorithm;computerizedsimulation2008年我国大型飞机项目正式立项，大型飞机项目是一个国家工业,科技水平和综合实力的集中体现，对増强屮国的综合国力，科技实力和国际竞争力，使屮国早日实现现代化具有极为重要的意义.由于载机的载重，货舱尺寸和接口关系不同，与其相适应的各型空投系统就有很大不同•因此，在载机研发的同时，需要

6、发展空投系统和精确空投技术.空投是指利用降落伞将人员和物资投送到指定地点的一种技术，是部队投送弹药装备等物资补给和兵力部署的重要手段.空投系统的研制必须全面考察系统运动特性以保障空投过程的安全•一般研究手段包括投放试验，风洞试验和数字仿真等•国内外对于各种降落伞空投系统_1］开展了很多研究，建立了不同复杂程度的计算模型，但是没有对降落伞的开伞以及附加质量等问题进行分析研究，这些是精确空投系统仿真必须考虑的关键问题.为此，本文将降落伞空投过程进行了全面的系统过程建模和仿真分析.降落伞性能计算方法包括基于试验的分析和基于计算结构力学，计算流体力学及流固耦合的数值模拟.收稿日期:2010—0

7、2—25但是由于算法和计算能力的限制,数值模拟方法在现阶段仅限于研究部分特殊问题•因此本文的降落伞性能计算采用由试验获取的经验公式.1降落伞空投工作过程本文分析的空投系统采用自动开启降落伞的空投方法.在装有货物的平台离机瞬间，启动自动开令装置，降落伞开始充气.当降落伞充气到一定程度时，收口绳受力，使降落伞第一次充气呈”灯泡”状，以减小降落伞的开伞动载，延时数秒后，切割器将收口绳切断.降落伞完全张开并稳定下降直至着陆.2降落伞充满时间计算假设:在