盘缝带伞超声速开伞过程研究.pdf

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1、第37卷第3期航天返回与遥感2016年6月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING29盘缝带伞超声速开伞过程研究杨璐瑜张红英陆伟伟童明波（南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京210016）摘要随着深空探测着陆的发展，对降落伞超声速开伞的研究迫在眉睫。文章采用守恒元/解元算法对美国某空投试验所用盘缝带伞进行超声速开伞过程的仿真模拟，将数值仿真得到的伞衣充满外形和最大开伞动载与此盘缝带伞的高空投放试验进行对比，获得较为一致的结果，验证了数学模型的可靠性。在此基础

2、上，继续对此盘缝带伞超声速开伞过程进行详细研究，分析了开伞过程伞衣充气外形变化、开伞动载变化、伞衣应力分布以及伞衣不同位置的应力随时间的变化情况。结果表明，开伞过程中伞衣会存在一定的“呼吸”现象，同时在伞衣口处会形成一道弓形激波。开伞动载在经历了较大的波动后逐渐稳定，伞衣盘上的应力比伞衣带上的应力值大。因此，在盘缝带伞的设计中应着重考虑伞衣盘部分的强度要求。关键词盘缝带伞充气超声速守恒元/解元算法探测着陆中图分类号:V445.2文献标志码:A文章编号:11009-8518(2016)03-0029-10

3、DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2016.03.004StudyontheDeploymentofDisk-gap-bandParachuteinSupersonicFlowYANGLuyuZHANGHongyingLUWeiweiTONGMingbo（MinisterialKeyDisciplineLaboratoryofAdvancedDesignTechnologyofAircraft,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauti

4、cs,Nanjing210016,China）AbstractWiththedevelopmentofdeepspaceexplorationandlanding,itisurgenttostudythedeploy-mentofparachutesinsupersonicflow.Inthispaper,theConservationElementandSolutionElementMethod（CE/SEmethod）incorporatedintheLS-DYNAcodeisusedtosimul

5、ateafullflexibledisk-gap-bandpara-chutewhichisusedinanairdroptestflyinginsupersonicflow.Thefullinflationshapeofcanopyandthemaximumofdynamicloadofthesimulationareinagreementwiththoseobtainedinhighaltitudeflighttestsofthesameparachute,whichverifiestherelia

6、bilityofthemathematicalmodel.Theprocessoftheinflationisstu-diedindetail,includinginflationshapeandopeningloadoftheparachute.Inaddition,thevariationofstressandstressdistributionoftheparachutewithtimearealsopresented.Theresultsshowthatthecanopyexpe-riences

7、some“breathing”phenomenonintheprocessofdeployment.Atthesametime,themouthofthecanopyformsabowshock.Openingloadoftheparachuteisstablegraduallyafteralargefluctuation;thestressonthediskishigherthanthatoftheband.Therefore,inthedesignofdisk-gap-bandparachute,t

8、hestrengthrequire-mentsofitsdiskpartshouldbeconsideredmore.Keywordsdisk-gap-bandparachute;inflation;supersonic;CE/SEmethod;probelanding收稿日期：2015-12-03基金项目：国家自然科学基金（11002070）；航空科学基金（2012ZC52035）；江苏高校优势学科建设工程基金资助30航天返回与遥感201