[发明专利]一种带条伞最小收口比的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及航天器用降落伞技术领域，特别是一种带条伞最小收口比的确定方法。

背景技术

降落伞收口技术是减小大载荷体在高速条件下开伞的开伞动载最有效的方法。对于高速条件下开伞的大面积带条伞来说，逐级增加带条伞阻力面积的多级收口技术在减小载荷体开伞动载、降低伞的结构强度要求、增加伞的稳定性等方面有着显著效果，而最小收口比则是初级收口设计的重要依据。收口比过小，伞衣进气量太少，很难形成稳定的气动外形，无法对载荷体形成稳定的气动力；收口比过大，后面各级收口比可选范围变窄，难以达到有效减载和优化设计的目的。目前最小收口比的确定尚缺乏有效的试验数据和理论分析成果作为支持，对收口比进行优化从而实现对降落伞整体设计的优化难于进行。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种确定带条伞最小收口比的方法，为工程应用多级收口技术时确定各级收口比提供了参考依据。

本发明的技术解决方案是：一种带条伞最小收口比的确定方法，包括如下步骤：

(1)根据带条伞结构尺寸、材料、当前收口比和给定动压建立带条伞模型后进行仿真，获取带条伞伞衣不同部位随时间变化的数据，将带条伞顶孔圆周上两个初始位置信息关于带条伞中轴线对称的部位作为一组数据点，共选取A组数据点，并计算第i组数据点内两个数据点的距离为D_i(t)，其中，i＝1,2,3…A，t为计算两点距离的时刻且为有限个；所述初始位置信息为带条伞伞衣不同部位在仿真开始时的位置信息；

(2)分别截取D_i(t)曲线上稳定过程的时间段后记为Δt_i，计算A个Δt_i的算术平均值并记为Δt，计算Δt内任一时刻进气口当量直径D_equ(t)和稳定过程的进气口当量直径均值D_ave：

或

其中，为稳定过程时间段均值Δt内n_t个时刻D_equ(t)的取值之和；

(3)计算稳定过程的时间均方差σ_t和时间变异系数C_t：

其中，n_t为稳定过程时间段均值Δt内数据点对应的时刻的个数，为稳定过程时间段均值Δt内n_t个时刻对应的(D_ave-D_equ(t))²的和；

(4)计算A组伞衣不同部位随时间变化数据的空间均方差σ_p(t)为

然后计算稳定过程时间段均值Δt内n_t个时刻A组伞衣不同部位随时间变化的数据的平均空间均方差为

最后得到空间变异系数C_p为

(5)计算伞衣外形稳定性判定因子S为

S＝C₁·C_t+C₂·C_p

并进行判断，其中，C₁、C₂为权因子；

(6)如果则当前收口比为当前工况下试验带条伞的最小收口比并输出，如果则增大当前收口比并重复步骤(1)-步骤(5)直至计算得到最小收口比，如果则减小当前收口比并重复步骤(1)-步骤(5)直至计算得到最小收口比。

所述的步骤(2)中Δt_i的计算方法为：对于获得的D_i(t)，从t＝0开始沿时间轴正方向查找第一个周期曲线段，记该段曲线起始时刻估计值为t_std＝t_std0，时间长度估计值为T_f＝T_f0，取该段曲线的时间均值并记为取第二个周期曲线段[t_std+T_f,t_std+2T_f]的时间均值，记为若