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涡环旋转伞系统减速导旋效率研究

马晓冬 郭锐 刘荣忠 胡志鹏 吕胜涛

马晓冬, 郭锐, 刘荣忠, 胡志鹏, 吕胜涛. 涡环旋转伞系统减速导旋效率研究[J]. 空气动力学学报, 2017, 35(1): 57-61. doi: 10.7638/kqdlxxb-2015.0003
引用本文: 马晓冬, 郭锐, 刘荣忠, 胡志鹏, 吕胜涛. 涡环旋转伞系统减速导旋效率研究[J]. 空气动力学学报, 2017, 35(1): 57-61. doi: 10.7638/kqdlxxb-2015.0003
Ma Xiaodong, Guo Rui, Liu Rongzhong, Hu Zhipeng, Lyu Shengtao. Study on decelerating and spinning efficiency of vortex ring parachute system[J]. ACTA AERODYNAMICA SINICA, 2017, 35(1): 57-61. doi: 10.7638/kqdlxxb-2015.0003
Citation: Ma Xiaodong, Guo Rui, Liu Rongzhong, Hu Zhipeng, Lyu Shengtao. Study on decelerating and spinning efficiency of vortex ring parachute system[J]. ACTA AERODYNAMICA SINICA, 2017, 35(1): 57-61. doi: 10.7638/kqdlxxb-2015.0003

涡环旋转伞系统减速导旋效率研究

doi: 10.7638/kqdlxxb-2015.0003
基金项目: 

国家自然科学基金 11372136

国家自然科学基金-青年科学项目 11102088

江苏省研究生培养创新计划项目 CXLX12-0210

详细信息
    作者简介:

    马晓冬(1988-), 男, 黑龙江宝清人, 工程师, 博士, 研究方向:弹药的灵巧化与智能化.E-mail:bqnj6222007@126.com

    通讯作者:

    郭锐(1980-), 男, 山东海阳人, 副教授, 博士, 研究方向:弹药的灵巧化与智能化.E-mail:guoruid@163.com

  • 中图分类号: V211.73

Study on decelerating and spinning efficiency of vortex ring parachute system

  • 摘要: 为了解涡环旋转伞的减速导旋特性,提高旋转伞系统的减速导旋效率,以满足某些载物工作状态对转速、落速的苛刻需求,设计一种由涡环旋转伞和圆形减速伞构成的组合伞系统。制作单伞系统和组合伞系统的试验模型,分别进行伞塔试验。基于伞塔试验的高速摄影和图像处理技术,提取伞物系统的弹道数据点,结合弹道模型,用最小二乘法拟合时间弹道数据,得到单伞系统和组合伞系统的极限速度和阻力特征。基于姿态存储测量法,获得伞物系统的转速变化规律。对单伞系统和组合伞系统的弹道规律及减速导旋效率等数据进行对比分析,提出可有效提高旋转伞系统转速落速比的方法。结果表明:对高速录像进行图像处理可简单快速有效地提取伞物系统的极限速度和阻力特征;单具涡环旋转伞可提供更大扭矩,使载物旋转加速度更大,其导旋效率高;组合伞可提供更大阻力,使载物极限落速更低,其减速效率高;组合伞系统的转速落速比更大,整体性能优于单伞系统。
  • 图  1  涡环旋转伞-载物系统

    Figure  1.  Vortex ring parachute-payload system

    图  2  组合伞系统示意图

    Figure  2.  Compound parachute system

    图  3  伞物系统与标志物

    Figure  3.  Parachute-payload system and markers

    图  4  高速录像图片-正在下落的组合伞系统

    Figure  4.  Falling compound parachute system

    图  5  单伞系统的姿态参数原始数据

    Figure  5.  Original gesture data of single chute system

    图  6  系统转速变化

    Figure  6.  Spinning rate change

    图  7  伞物系统下落高度与理论计算对比

    Figure  7.  Altitude comparison of test and theory

    图  8  实时平均速度与理论速度曲线

    Figure  8.  Velocity comparison of test and theory

    表  1  伞物系统主要运动数据

    Table  1.   Main motional data of parachute-payload system

    系统 V/(m·s-1) (CpSp+CdSd) ωb(r/s) ωb/V
    单伞 10.84 1.36 3.66 0.338
    组合伞 9.56 1.75 3.60 0.377
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-01-05
  • 修回日期:  2015-02-27
  • 刊出日期:  2017-02-25

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