载人航天器回收着陆半实物仿真系统研究

介绍了载人航天器回收着陆半实物仿真系统的需求、设计方案和框架结构。针对回收程控装置工作的特点和载人航天器回收过程的动力学特性,在面向对象的基础上建立了由指令和时间触发的分阶段的物伞系统整个飞行过程的动力学模型。与其他降落伞软件系统相比,该系统为国内外首次搭建的物伞系统整个飞行过程的半实物仿真软件。     

基于Vega的降落伞工作过程仿真可视化方法研究

在航天器回收系统的仿真中,降落伞工作过程的可视化是到整个仿真系统的关键所在。本文首先对使用WindowsNT平台下的Vega软件环境进行各种动画仿真的方法进行了分析,然后针对降落伞工作过程仿真可视化所遇到的问题,提出了两种可行的仿真方法并进行了比较,最后给出了一个有效的解决方案。     

一种基于任意拉格朗日-欧拉方法的降落伞充气展开数值模型

降落伞充气展开过程是一个典型时变非线性流构耦合问题,大多研究所建立的数值计算模型未考虑织物透气性和初始投放速度的影响.为修正模型,基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法和动网格技术,考虑织物透气性并预设初始投放速度,建立了降落伞充气展开的有限元模型.计算了充气过程中,有限质量情况下C-9伞的开伞力,并与实验数据对比,验证了该模型的正确性与合理性.随后分析了其开伞过程中伞衣应力分布特征与气动减速特性,为降落伞数值建模和结构设计提供一定参考.     

降落伞拉直过程的动力学仿真与试验

伞降回收是无人机回收的常用方式,降落伞的拉直过程作为伞降回收过程的第一步,具有至关重要的作用.降落伞拉直是通过火箭发动机燃烧产生的持续拉力牵引连接带,从而带动降落伞和伞绳,将降落伞从伞舱内拉出.基于非线性有限元理论,通过ABAQUS有限元仿真软件,实现降落伞拉直过程的动力学模型的建立,研究火箭在-50、20、55℃状态下对拉直过程的影响.结果表明:随着温度的升高,拉直时间变短,伞衣和伞绳的拉直长度变化不大,连接带和伞绳受到的最大拉力变大.并将仿真结果与55℃状态下的试验进行验证对比,试验结果与仿真结果比较吻合,可见该动力学模型适用于降落伞的拉直过程仿真研究.     

雨滴对降落伞织物垂直冲击的实验研究

为了研究多雨环境对降落伞开伞的影响机理,设计了液滴对降落伞织物垂直冲击的实验装置。依据降雨谱选择有代表性大小的液滴,由雨滴和降落伞的稳降速度确定了液滴的冲击速度范围在0.77~2.42 m/s之间,利用高速摄像机记录液滴对织物垂直冲击的动态过程,分析了液滴在织物表面的铺展特性。实验结果表明:当液滴冲击速度提高150%和214%时,反映液滴铺展特性的平均最大铺展因子分别增大64%和68%。此外,提高织物的预紧张力可以有效减弱液滴对织物冲击所造成的振动影响。     

降落伞技术的研究进展及展望

降落伞是一种应用极为广泛的气动力减速装置.根据降落伞的发展历程，本文将降落伞的发展历史总结为初期发展阶段、基础发展阶段、蓬勃发展阶段和实用化、新型化研究四个阶段.在此基础上，对实验研究和计算机模拟等重要研究手段在降落伞研制中的应用进行了具体的分析和讨论，并就如何提高降落伞的工作包线和控制技术做了评述，以进一步推动新理论涌现和新技术的应用。     

“降落伞”核的演变和大核原基的发育

应用DAPI荧光染色术对冠突伪尾柱虫有性生殖过程中两种结构演化最复杂的核现象进行了观察。在“降落伞”的形成并向第一次成熟分裂中期转变期间,“伞盖”和“重物”染色质团之间自始至终由DNA荧光丝状物相联,“重物”染色质团随着“伞盖”部染色质丝缩短变粗而逐渐变小,并在中期染色体形成的同时消失。为解释上述演变过程,在讨论中提出了一个细胞学动态模型。在大核原基的发育过程中,于染色体多线化之前先由染色质丝转变为短杆状染色体。这些染色体移向核的一极,然后从一端开始解螺旋并向核的另一极伸展。在此期间,可以观察到某些染色体成双存在。     

载机干扰流场下的内装式空射火箭分离过程仿真

为精确模拟载机干扰流场下的箭机分离过程,综合运用多体动力学和计算流体力学的基本理论,提出了一种基于动力学仿真和数值模拟的仿真方法. 该方法通过建立载机、火箭和稳定伞的全尺寸实体模型,并在ADAMS中施加约束和驱动后进行可视化仿真. 火箭在载机干扰流场中的非定常气动力利用计算流体力学和动网格技术进行仿真计算,稳定伞的气动力通过克希霍夫运动方程进行推导. 针对影响箭机分离的关键因素进行仿真对比分析,结果表明该方法较准确地模拟了载机干扰流场下的分离过程,从而为内装式空射火箭的整体方案设计提供了重要的依据.     

基于有限元网格重构的降落伞工作过程数值研究

以经典的C9圆伞为研究对象,用有限元模型描述该伞结构,定义其周围有限空间作为流场计算域,将全局坐标下载荷位移定义为流场域位移,实现有限流场域的运动。采用运动空间域代替固定的欧式空间域,并与降落伞结构实现了流固耦合计算。得到了丰富的流场、结构场信息及伞载系统的动力学响应曲线。将计算结果与试验数据进行比对发现二者基本一致,验证了此计算方法的可行性,为降落伞的设计提供参考依据。     

降落伞物理模型和充气过程的系统仿真分析

采用四种方法建立飞行物理模型来模拟分析和计算降落伞充气过程中的外形和各种参数的变化。四种方法分别是微段分析法、充气距离法、动量法和拟合伞衣外形方法，对计算结果进行了分析，并将结果绘制成图进行比较。