一种球面开缝降落伞及其结构设计方法
【专利摘要】本发明提供了一种应用于超音速低密度开伞环境的球面开缝降落伞及其结构设计方法。本发明中，伞衣为成形幅密实织物伞型，伞衣结构形状呈210°球面形，于半球球面处底边延伸了15°，在张满状态下，伞衣形状趋近于半球形。为提高稳定性，伞衣最大直径处设置宽缝，以达到一定结构透气量。本发明具有阻力系数高、稳定性强、伞衣应力分布均匀、开伞动载小、抗颤振性强的优点，克服了现有背景的技术缺陷，是一种优越的超音速低密度降落伞。
【专利说明】一种球面开缝降落伞及其结构设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于航天进入、减速与着陆（EDL)【技术领域】，具体地，涉及一种应用于超音 速低密度开伞环境的球面开缝降落伞及其结构设计方法。
【背景技术】
[0002] 随着深空探测技术的迅速发展，针对具有稀薄大气行星（例如火星）的EDL技 术已成为研究热点和难点，这其中，超音速低密度降落伞减速技术是一项核心技术。截止 目前，适用于超音速低密度开伞环境下的降落伞伞型包括盘缝带伞、改进的环帆伞、十字伞 等。十字型伞虽然具有最大的单位阻力面积，但是，随着开伞速度的增大，十字型伞会出现 较大的振动，稳定性较差；在超音速、低动压条件下改进环帆伞的开伞充气性能、阻力性能 比盘缝带伞较差。盘缝带伞是工程实际中应用最广泛的超音速低密度降落伞伞型。
[0003] 目前，盘缝带伞按照结构形式分为Viking型、MPF型两种伞型，二者伞衣的盘带 面积比不同，减速性能也有显著不同：Viking型盘缝带伞的盘带面积比约为53:35,阻力系 数较高0.67)，稳定性偏弱；MPF型盘缝带伞的盘带面积比约为38:52,阻力系数较小 (?0· 43)，稳定性较好。
[0004] 超音速条件下，盘缝带伞同其他密实织物伞型一样，面临伞衣的"呼吸"、颤振等问 题，会对伞衣底边造成结构破坏、烧蚀。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是要解决现有【背景技术】的伞衣应力分布不均匀、阻力系数低、抗颤 振性能差等问题，为解决上述问题，本发明采用成形幅密实织物伞衣，设置宽缝达到一定结 构透气量，从而实现阻力系数高、稳定性强，具有抗颤振性的超音速低密度伞。
[0006] 根据本发明的技术方案包括：
[0007] 根据本发明的一个方面，其提供了一种球面开缝降落伞，包括伞衣和伞绳，其中， 伞衣整体上为中心角为210°的球面，伞衣分为上、中、下三部分，上部为盘，下部为带，中间 部分为宽缝，其中，宽缝将盘和带隔开，并且宽缝的下边缘处于球面最大直径处；盘的顶部 具有顶孔；盘顶部的顶孔沿其周向边缘设置有顶孔加强带；盘的下边缘和带的上边缘分别 具有沿其周向延伸的纬向带；带的下边缘具有底边加强带；伞衣上具有呈辐射状从顶孔沿 盘和带延伸至带下边缘的多个径向带；伞绳的数量与伞衣上的径向带的数量相同，并且，每 根伞绳的一端连接至径向带，多根伞绳的另一端汇交于一点，连接至待吊物体。
[0008] 进一步地，伞衣由多个伞衣幅拼缝而成，伞衣上的径向带设置在相邻两个伞衣幅 之间。
[0009] 进一步地，顶孔中设置有沿其径向布置的顶孔绳；并且每根伞绳的一端连接至相 应的径向带的底端，或者沿着相应的径向带延伸至顶孔加强带。
[0010] 进一步地，每两根关于顶孔中心对称的伞绳沿着相应的径向带连续跨顶孔一体化 连接。 toon] 根据本发明的另一方面，其提供了一种用于如前所述的球面开缝降落伞的结构设 计方法,包括
[0012] (1)名义面积Atl根据下面的公式确定：
[0013]
【权利要求】
1. 一种球面开缝降落伞，其特征在于，包括伞衣⑴和伞绳⑵，其中， 伞衣（1)整体上为中心角为210°的球面，伞衣（1)分为上、中、下三部分，上部为盘 (11)，下部为带（13)，中间部分为宽缝（12)，其中，宽缝（12)将盘（11)和带（13)隔开，并 且宽缝（12)的下边缘处于球面最大直径处；盘（11)的顶部具有顶孔； 盘（11)顶部的顶孔沿其周向边缘设置有顶孔加强带（14);盘（11)的下边缘和带 (13)的上边缘分别具有沿其周向延伸的纬向带（15,15);带（13)的下边缘具有底边加强带 (16);伞衣上具有呈辐射状从顶孔沿盘和带延伸至带下边缘的多个径向带（17); 伞绳⑵的数量与伞衣⑴上的径向带（17)的数量相同，并且，每根伞绳的一端连接 至径向带（17)，多根伞绳的另一端汇交于一点，连接至待吊物体。
2. 根据权利要求1所述的球面开缝降落伞，其特征在于，伞衣由多个伞衣幅（18)拼缝 而成，伞衣上的径向带设置在相邻两个伞衣幅（18)之间。
3. 根据权利要求1所述的球面开缝降落伞，其特征在于， 顶孔中设置有沿其径向布置的顶孔绳；并且 每根伞绳的一端连接至相应的径向带（17)的底端，或者沿着相应的径向带（17)延伸 至顶孔加强带（14)。
4. 根据权利要求1所述的球面开缝降落伞，其特征在于，每两根关于顶孔中心对称的 伞绳（2, 2)沿着相应的径向带（17)连续跨顶孔一体化连接。
5. -种用于如权利要求1所述的球面开缝降落伞的结构设计方法，其特征在于， (1)名义面积Atl根据下面的公式确定：
(4) 伞衣幅数N根据下面的公式确定：N = 4DJ (7?8)，其中，N取大于5的偶数； (5) 伞绳数量与伞衣幅数相等，伞绳的长度L1根据下面的公式确定=L1 = 2? ; (6) 顶孔直径根据下面的公式确定： Dv = (0? 005 ?0? 01)D0 ; (7) 伞衣幅基本结构尺寸
以顶孔中心为原点，设伞衣幅两侧的侧边缘上某一点的坐标为x，y，其中，y轴沿着伞 衣的纵向指向伞衣底边，横向坐标尺寸X的计算公式为：
6.根据权利要求5所述的球面开缝降落伞的结构设计方法，其特征在于， 在顶孔中具有顶孔绳的情况下，顶孔绳的长度根据以下公式确定：LV = (I-ALv)Dv，其 中，ALv d
【文档编号】B64D17/02GK104354868SQ201410585104
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】梁艳, 李健 申请人:北京空间机电研究所