环帆伞可变参数对设计偏差的灵敏度分析

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1、航天返回与遥感第35卷第2期14SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2014年4月环帆伞可变参数对设计偏差的灵敏度分析甘和麟荣伟（北京空间机电研究所，北京100094）摘要环帆伞初步设计时，部分参数需要设计人员根据经验进行选取，选取过程并没有固化的规则，使得在完成环帆伞几何结构的初步设计之后，需要对这些参数进行多次调整才能使设计结果满足预定的设计指标。文章将这一类影响设计结果并且没有规范化选取方法的设计参数定义为可变参数，并首次对环帆伞设计过程中初次设计结果与设计指标之间存在的

2、面积偏差与结构透气量偏差规律进行了研究，同时分析了可变参数与这两个偏差的灵敏度关系，为设计人员提供利用可变参数修正初次设计偏差的参考依据，减少可变参数的调整次数，提高环帆伞设计工作的效率。关键词环帆伞设计偏差可变参数灵敏度中图分类号:TH137文献标志码:A文章编号:1009-8518(2014)02-0014-11DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2014.02.003Alternative-parameterSensitivityofRingsailParachuteDesig

3、nDeviationGANHelinRONGWei（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractIntheprocessofinitialparachutedesign,someparametersshouldbechosenbytheexperienceofdesignerswithoutstandardrule,whichleadstoalongtimetoadjusttheseparameterst

4、omeettheinitialtargetafterthegeometricaldesignbeingfinished.WedefinethoseparametersthatlackcertainrulesbutaffectthedesignresultasAlternative-Parameters（AP）inthisarticle.DesigndeviationsofareaandporosityareconsideredandthesensitivitiesofAPthatarerelatedtot

5、hesedeviationsareanalysed,whichformabasicconclusionthatcanbeareferencefordesignerstoeliminatetheinitialdesigndeviationandmaketheprocessofringsaildesignshorterandmoreefficient.Keywordsringsail;design-deviation;alternative-parameter;sensitiyity0引言因为具有高可靠性、稳

6、定性强的特点，航天器特别是大型航天器的回收着陆应用中的主伞大都是环[1-3]帆伞，如“双子星座”、“水星号”、“阿波罗”飞船、“神舟”系列飞船等。环帆伞在设计之初，需要根据设计指标确定伞衣的名义尺寸并指定基本构型，之后再以名义尺寸和基本构型为基础，逐步确定环帆伞的各个结构参数尺寸，最终得到尺寸完备的实际伞衣结构并投入生产。在这一过程中，受到强度要求、模型简化、工艺限制、舍入误差等因素的影响，设计得到的伞衣面积、结构透气量与设计之初[4-5]给定的名义面积与结构透气量之间会产生差异；如果差异过大，设计人员就

7、不得不对伞衣幅的结构参收稿日期：2013-12-22第2期甘和麟等:环帆伞可变参数对设计偏差的灵敏度分析15数采用“试凑”的方式进行调整。文献[1]对部分参数的作用规律进行了简要说明，却未对相关调整项的调整效果进行分析，因而在实际工作中可能需要经过多次试凑方能得到各方面都较为满意的结果。如果在进行调整的时候，对各调整参数灵敏度有较为精确的了解，就可以有针对性的、用高灵敏度参数对设计结果进行粗调，用低灵敏度参数进行细调，减少调整的次数，提高设计工作的效率。以此为目的，本文将对环帆伞设计过程中可变参数的灵敏度

8、进行讨论和分析。1可变参数定义对设计流程进行分析发现，大多数结构参数的组成都是有规律的。这些组成因子一部分由任务约束条件直接给定或继承其他参数，可看作是输入因子；另一部分则往往由经验系数或经验公式的形式给出，表征该参数与输入因子之间的关系，见图1。图1结构参数构成Fig.1Compositionofstructuralparameters可将环帆伞设计过程中涉及到的每一个结构参数记为PfBC(,)（1）式中P为当前结构参数；