[发明专利]一种高滑翔翼伞伞绳的自动化设计方法

说明书

本发明公开了一种高滑翔翼伞伞绳的自动化设计方法，调用二维翼型气动特性计算软件，结合翼伞伞衣气动特性计算模型，获得伞衣不同攻角下的气动特性；以最大滑翔比为设计目标，根据滑翔角、攻角与滑翔比的关系确定伞绳安装角；最后根据伞绳安装角得到满足高滑翔能力的翼伞伞绳参数。本发明将气动特性计算、高滑翔比飞行姿态设计及伞绳参数自动设计集成一体化完成，可快速得到具有高滑翔能力翼伞的伞绳配置方案，提高了翼伞伞绳设计的精度和效率，对高滑翔翼伞的结构设计有重要意义。

技术领域

本发明涉及降落伞设计技术领域，尤其是一种高滑翔翼伞伞绳的自动化设计方法。

背景技术

冲压式翼伞在精确空投领域应用广泛，高滑翔能力是翼伞结构设计的重要目标。翼伞的滑翔能力主要由伞衣承担，翼伞伞衣的升阻比越高，滑翔能力则越好。翼伞的升阻比有如下特性：在失速前，升阻比随攻角增加而增加，在失速前达到最大值，之后又重新下降。因而在某一特定攻角下，翼伞升阻比存在最大值。因此，通过确定最优攻角，可以获得翼伞的最大滑翔性能。由于翼伞飞行攻角、滑翔角和伞绳安装角存在几何对应关系，因此合理选择翼伞伞绳安装角、配置翼伞弦向伞绳长度及分布，是保证翼伞具有良好的飞行攻角、提高翼伞滑翔能力的重要关键。

传统的翼伞伞绳参数多通过手工制图法确定。完成伞衣设计和制作后，通过试验确定最佳升阻比对应的飞行姿态，根据翼型结构和翼伞姿态手工绘制出翼伞二维平面图，再通过几何关系作图确定伞绳交点及下翼面伞绳结点位置，绘制伞绳装配图。最后通过手工测量，按照比例计算真实伞绳长度。由于整个设计过程需要专业设计人员在试验的基础上手工绘图测量完成，测量误差大，设计的翼伞常常无法达到最优滑翔姿态，导致翼伞滑翔性能差。同时，这种手工制图方式工作量大，设计效率很低。因此有必要建立一种高效的翼伞伞绳的自动化设计方法，实现高滑翔翼伞伞绳的数字化自动化设计，提高设计效率和精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提出一种高滑翔翼伞伞绳的自动化设计方法，实现了整个设计过程的自动化运行，极大地提高了高滑翔翼伞的设计精度和效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高滑翔翼伞伞绳的自动化设计方法，包括如下步骤：

步骤1、以翼型弦线前缘切口位置为坐标原点O，弦线为OX轴，向上为Y轴，建立OXY直角坐标系，以坐标形式描述二维翼伞翼型，并将翼伞翼型输出为YX.Dat数据文件；

步骤2、通过编程读取YX.Dat翼型数据文件，自动调用气动特性分析软件，获得二维翼伞翼型随攻角α变化的气动特性C_L,2D(α),C_D,2D(α)；

步骤3、根据三维翼伞伞衣气动特性计算模型，基于二维翼型气动特性编程得到伞衣不同攻角下的气动特性C_L,3D(α),C_D,3D(α)；

步骤4、根据不同攻角下的翼伞气动特性计算结果，以最大滑翔比为目标，建立最优攻角计算模型，编程获得翼伞最优攻角α_p及该攻角下的稳定滑翔角θ_p；

步骤5、根据翼伞稳定滑翔时的几何关系，伞绳安装角由φ_p＝θ_p-α_p确定；

步骤6、在OXY坐标系中，根据压心位置O_s(x_os,y_os)及伞绳当量长度L_sh确定伞绳交点坐标C(x_c,y_c)，公式为

步骤7、根据伞绳组数n及操纵绳相对间距t，对下翼面沿弦向等分，通过几何关系编程获得下翼面伞绳结点(A_i)坐标；