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题名大型翼伞的三维气动性能分析
被引量：14
- 1
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作者
陆伟伟
张红英
连亮
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机构
南京航空航天大学航空宇航学院
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出处
《航天返回与遥感》
北大核心
2015年第3期1-10,共10页
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基金
国家自然科学基金(11002070)
航空科学基金(2012ZC52035)
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文摘
随着回收物质量的增加和回收物可控定点回收要求的提出,大型翼伞的设计研究迫在眉睫。文章采用有限体积法求解K-epsilon二方程湍流模型下的Navier-Stokes(N-S)方程,对某大型翼伞进行三维定常数值模拟,研究考虑伞衣鼓包下翼伞的气动性能,同时对翼伞单侧后缘下拉情况下(翼伞转弯过程)的气动性能进行初步分析。结果表明,翼伞的升力系数随迎角的增大而增加,达到失速迎角后缓慢降低。翼伞阻力系数在负迎角时随迎角增大而缓慢降低,而在正迎角时随迎角增大而增加。翼伞升阻比开始时随迎角增大而增加,在迎角等于8°时达到最大值后随迎角增大而逐渐降低。同时,单侧后缘下拉翼伞相比普通翼伞升力与阻力系数均有所增加,但其最大升阻比却有所减小。
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关键词
大型翼伞
数值模拟
气动性能
鼓包
回收着陆
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Keywords
large parafoil
numerical simulation
aerodynamic performance
canopy deformation
recovery and landing
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分类号
V244
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名航天器翼伞精确回收技术发展及展望
被引量：11
- 2
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作者
王立武
许望晶
刘涛
滕海山
吴卓
刘靖雷
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机构
北京空间机电研究所
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出处
《航天返回与遥感》
CSCD
2020年第4期21-30,共10页
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基金
国家重大科技专项工程。
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文摘
翼伞精确回收技术能够实现安全、精确的定点着陆,具有很高的应用价值和广阔的发展前景,在民用、军用领域已得到了广泛的应用。受限于航天应用的复杂性和特殊性,翼伞精确回收技术在航天领域的应用门槛更高,研究难度更大,因而应用较少。随着航天活动的不断开展和应用的不断扩展,航天器精确定点回收的需求日益迫切,开展航天器翼伞精确回收技术研究是回收着陆专业未来发展的方向和趋势。文章通过调研国际上该领域发展情况及差距分析,初步规划了技术路线,拟通过设计、仿真、试验互相迭代实现关键技术的理论突破,在工程应用中不断提高系统的成熟度和可靠性,使其最终用于载人航天器的精确回收。
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关键词
航天器
翼伞及控制
精确回收
关键技术
发展展望
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Keywords
spacecraft
parafoil and control
precise recovery
key technology
development and prospect
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分类号
V525
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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题名火箭助推器翼伞回收动力学仿真与试验分析
被引量：7
- 3
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作者
蒋万松
荣伟
滕海山
刘涛
李春
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机构
北京空间机电研究所
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出处
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2017年第3期13-23,共11页
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文摘
翼伞具有良好的滑翔性、操纵性和稳定性,能够解决火箭助推器落点散布大导致的安全性问题。为对翼伞回收系统和控制系统进行优化设计,以基于可控翼伞回收技术的火箭助推器–控制平台—翼伞多体飞行系统为研究对象,采用拉格朗日乘子法建立了三体组合10自由度多体动力学仿真模型,考虑了翼伞的表观质量特性和火箭助推器的气动力影响,对某次空投飞行试验进行了动力学过程仿真重建,通过仿真与试验的对比分析飞行机理和系统性能。分析结果表明,翼伞系统间存在多体相对运动,必须采用多体动力学模型进行研究;机动飞行时,火箭助推器与翼伞间的相对运动角度并不大,而且火箭助推器的大尺寸对相对偏航运动的影响也并不显著;航向跟踪误差主要来自操纵效率低,在小角度航向跟踪误差时,需提高操纵控制增益。研究成果可以为翼伞系统的工程设计与应用提供参考。
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关键词
翼伞
多体动力学
拉格朗日乘子法
火箭助推器
航天回收
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Keywords
parafoil
multibody dynamics
Lagrange multiplier method
booster
spacecraft recovery
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分类号
V275
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名基于滑移网格技术的翼伞动导数分析
被引量：4
- 4
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作者
王世超
贺卫亮
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机构
北京航空航天大学宇航学院
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出处
《航天返回与遥感》
CSCD
2018年第5期34-41,共8页
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文摘
翼伞在航天回收领域有着广泛的应用前景,为了提高对翼伞动稳定性认识,文章针对某型号的翼伞进行动导数的分析。基于滑移网格技术,采用计算流体学的方法对翼伞进行了三维数值模拟。重点分析了翼伞做小幅度俯仰、偏航和滚转运动时的动导数,通过改变攻角和减缩频率这两项重要参数,获取了多组力矩系数迟滞曲线,利用时间平均法对非定常气动力数据进行处理,得到了翼伞绕三个坐标轴的阻尼系数。计算结果表明:翼伞在小攻角下做小幅度强迫运动时,在俯仰和滚转方向上阻尼导数为负,翼伞具有俯仰和偏航方向上的动稳定性,在偏航方向阻尼导数为正,翼伞不具有偏航方向的动稳定性;攻角和减缩频率的选取均会影响翼伞阻尼导数的计算结果,其中,攻角的增加不仅能影响迟滞环面积的大小还能影响迟滞环的动态特性,使翼伞的动稳定性发生变化,而减缩频率的改变仅影响迟滞环面积的大小,对偏航方向的动稳定性没有影响。
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关键词
滑移网格
攻角
减缩频率
动导数
翼伞
航天回收
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Keywords
sliding mesh
reduce frequency
angle of attack
dynamic derivative
parafoil
spacecraft recovery
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分类号
V411.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名上翼面开缝的翼伞翼型气动特性研究
被引量：4
- 5
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作者
续荣华
王震
黄及水
钟伟
张红英
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机构
航宇救生装备有限公司
航空防护救生技术航空科技重点实验室
南京航空航天大学航空学院
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出处
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2022年第3期1-11,共11页
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文摘
翼伞在远距离滑翔和定点着陆方面的优势,使其在人员空降、装备定点空投以及航天器回收等方面的应用越来越普遍。由于必须保留足够尺寸的前缘切口用于充气,翼伞相比于普通机翼阻力更大,上翼面也更容易发生流动分离导致较早失速。文章提出一种在翼伞上翼面中后部开缝的翼伞构型,并采用计算流体力学方法对其气动特性开展了数值模拟分析。仿真结果表明,采用开缝构型能够显著提升翼伞翼型的升阻力特性,最大升力系数提高28.8%,最大升阻比提高10.8%。对开缝参数影响的初步分析表明,最大升力系数的提高幅度对开缝的宽度更敏感,合理选择较大的开缝宽度更有利于翼型最大升力系数的提高;而最大升阻比的提高幅度对开缝的位置更敏感,选择在翼型后半部分开缝更有利于最大升力系数的提高。流场分析表明,开缝构型显著减缓了翼型上表面的流动分离,同时还导致分离涡的形态也发生了变化。综上,翼伞翼型上翼面的开缝设计能够显著改善翼型的升阻力特性,文章所提出的上翼面开缝设计可以使翼伞的气动性能得到较为显著的提升。
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关键词
气动性能
流动分离
流动控制
开缝
翼型
翼伞
返回
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Keywords
aerodynamic performance
flow separation
flow control
slit
airfoil
parafoil
recovery
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分类号
V244
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名无人机翼伞回收系统刚柔耦合动力学建模方法
被引量：1
- 6
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作者
吕斐凯
贺卫亮
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机构
北京航空航天大学
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出处
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2021年第5期1-11,共11页
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基金
国家重大科技专项工程。
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文摘
利用可控翼伞实现固定翼无人机的精确回收具有十分广阔的应用前景。然而,由于无人机与翼伞之间的相对运动,柔性伞绳随时发生变化,导致现有基于刚性假设的动力学模型不能准确地反映无人机与翼伞之间的约束关系。为了解决这个问题,文章提出了一种基于柔性伞绳的翼伞-无人机系统多体动力学建模方法:假设翼伞和无人机之间由多根抗拉不抗压的弹性绳单元连接,建立相应的柔性伞绳动力学模型;再结合翼伞和无人机的运动方程,推导出翼伞-无人机系统的刚柔耦合动力学模型。通过与8自由度模型的对比发现,当控制输入较大时这种耦合模型更能反映翼伞-无人机系统的运动情况。
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关键词
刚柔耦合
多体模型
动力学建模
翼伞-无人机系统
翼伞回收
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Keywords
rigid-flexible coupling
multibody model
dynamic modeling
parafoil-unmanned air vechicle system
parafoil recovery
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分类号
V212
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名可控翼伞、返回舱组合体滑翔性能研究
被引量：2
- 7
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作者
葛玉君
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机构
北京空间机电研究所
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出处
《航天返回与遥感》
1998年第2期8-11,7,共5页
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文摘
文中采用“九自由度”动力学模型分析了可控翼伞、返回舱组合体的滑翔性能。
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关键词
翼伞
回收技术
返加舱
滑翔性能
组合体
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Keywords
parafoil recovery technique Simulation
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分类号
V525
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
V445.4
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题名随机初值条件下基于翼伞的无人机回收方法
- 8
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作者
孙昊
孙青林
孙明玮
陈增强
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机构
南开大学人工智能学院
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期718-727,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(61973172、62003177、62103204、62003175、61973175)
装备预先研究教育部联合基金项目(8091B022133)。
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文摘
翼伞回收系统由柔性伞衣和所回收负载组成,存在对着陆场要求低、飞行安全稳定、可雀降无损着陆等独特优势,在无人机回收、物资空投等军用及航空航天领域都发挥着不可替代的重要作用。翼伞回收系统依靠柔性伞衣提供升力,但伞衣存在复杂的非线性动力学特性,导致其控制难度较传统刚性飞行器更高。针对该问题,基于部分假设,通过对柔性伞衣和系统负载间的相互作用进行动力学分析,建立翼伞回收系统的简化动力学模型。基于自抗扰控制技术设计水平控制器与归航策略,实现随机初值条件下的翼伞高精度归航,从任意初始位置及角度将无人机精确地运输至目标位置。飞行测试结果表明:所建立的动力学模型可为翼伞的实际飞行实验提供仿真调试环境,实现控制器参数调节;在15次翼伞归航控制实验中,翼伞系统的平均归航落点误差为21.9 m。
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关键词
翼伞回收系统
精确空投系统
归航控制
自抗扰控制
动力学建模
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Keywords
parafoil recovery system
precision aerial delivery system
homing control
active disturbance rejection control
dynamic modeling
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分类号
V249
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TP13
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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题名可控翼伞回收系统运动特性仿真研究进展
被引量：1
- 9
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作者
张晓今
秦子增
马海亮
葛玉君
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机构
国防科技大学航天技术系
北京空间机电研究所
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
1999年第2期104-106,共3页
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文摘
扼要地介绍了近年来我国航天科技工作者在翼伞回收系统运动仿真研究方面所做的工作。内容涉及翼伞系统的建模、滑翔转弯与雀降性能仿真研究以及相应的稳定性分析。
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关键词
翼伞
仿真
稳定性
回收系统
航天飞行器
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Keywords
parafoil\ recovery\ Simulation\ Stability
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分类号
V445.4
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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