[发明专利]降落伞开伞过程附加质量计算方法、计算系统和电子设备

说明书

本申请公开了一种降落伞开伞过程附加质量计算方法、计算系统和电子设备，通过获取仿真工况参数、仿真算法参数和降落伞的初始结构参数，根据仿真工况参数、仿真算法参数和降落伞的初始结构参数进行仿真模拟，得到降落伞的伞衣外形数据，伞衣外形数据包括伞衣上各个伞衣节点的与时间对应的位置数据，根据位置数据计算时间节点的降落伞的附加质量，根据各个时间节点的附加质量得到附加质量与时间的对应关系。相较于传统的降落伞附加质量估算试验，能通过仿真模拟准确有效计算降落伞充气展开至稳态状态过程中任意时刻的附加质量，附加质量计算结果与实际情况的偏差较小，更加符合物理状态，减少对工程经验的依赖。

技术领域

本申请涉及降落伞技术领域，特别涉及一种降落伞开伞过程附加质量计算方法、计算系统和电子设备。

背景技术

由于重量轻、贮存空间小、气动减速效果好等优点，降落伞被广泛地应用到航天、航空、救生等诸多领域。然而因降落伞本身是一个质量很小而尺寸很大的物体，在空气中作变速运动时，不但要克服周围流体惯性，而且在伞衣内部还包含着大量的气体。特别是在降落伞充气展开过程中，降落伞的形状、尺寸、伞衣外表面和体积等均发生激剧的变化，从而使得降落伞的附加质量变化既非常复杂又非常剧烈，对降落伞的动力学特性产生重大的影响，同时也导致降落伞附加质量的确定非常困难，一般只能依赖试验和工程经验进行估算，与实际情况存在较大的偏差。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种降落伞开伞过程附加质量计算方法、计算系统和电子设备，能够解决现有的降落伞附加质量估算试验依赖工程经验、估算结果存在较大偏差的问题。

根据本申请第一方面实施例的降落伞开伞过程附加质量计算方法，包括：获取仿真工况参数、仿真算法参数和降落伞的初始结构参数；根据所述仿真工况参数、所述仿真算法参数和所述初始结构参数进行仿真模拟，得到降落伞的伞衣外形数据，所述伞衣外形数据包括多个时间节点和与所述时间节点对应的伞衣节点的位置数据；根据所述位置数据计算每个时间节点的所述降落伞的附加质量；根据多个所述时间节点和多个所述附加质量得到附加质量时间对应关系。

根据本申请第一方面实施例的降落伞开伞过程附加质量计算方法，至少具有如下有益效果：

通过获取仿真工况参数、仿真算法参数和降落伞的初始结构参数，根据仿真工况参数、仿真算法参数和降落伞的初始结构参数进行仿真模拟，得到降落伞的伞衣外形数据，伞衣外形数据包括伞衣上各个伞衣节点的与时间对应的位置数据，根据位置数据计算时间节点的降落伞的附加质量，根据各个时间节点的附加质量得到附加质量时间对应关系。根据本申请第一方面实施例的降落伞开伞过程附加质量计算方法相较于传统的降落伞附加质量估算试验，能通过仿真模拟准确有效计算降落伞充气展开至稳态状态过程中任意时刻的附加质量，附加质量计算结果与实际情况的偏差较小，更加符合物理状态，减少对工程经验的依赖。

根据本申请的一些实施例，所述附加质量由以下步骤获得：根据所述位置数据建立时间节点的所述伞衣的三维立体几何模型；根据所述三维立体几何模型计算所述伞衣的体积；根据所述伞衣的体积和空气密度计算所述伞衣的内含质量；根据所述内含质量和表观质量系数计算所述伞衣的表观质量；对所述内含质量和所述表观质量求和得到所述附加质量。

根据本申请的一些实施例，所述根据所述三维立体几何模型计算所述伞衣的体积，包括：将所述三维立体几何模型沿高度方向划分为多个圆台形伞体；获取所述圆台形伞体的底面积和高度，所述底面积包括上底面积和下底面积；根据所述底面积和所述高度计算所述圆台形伞体的体积；对所有所述圆台形伞体的体积求和得到所述伞衣的体积。

根据本申请的一些实施例，所述底面积通过以下步骤获取：沿与所述三维立体几何模型的高度方向垂直的方向建立投影平面，并在所述投影平面内建立直角坐标系；将所述圆台形伞体的底面内的所有所述伞衣节点向所述投影平面投影得到与所述伞衣节点一一对应的伞衣节点直角坐标；根据所述伞衣节点直角坐标计算所有所述伞衣节点在所述投影平面投影所围成的投影面积，得到所述底面积。