一种可控式降落伞

1.本实用新型涉及降落伞技术领域，特别涉及一种可控式降落伞。


背景技术：

2.降落伞是一种被广泛应用的气动减速装置，其具有结构简单、制造简单、成本低且减速效果好的特点。降落伞的减速稳定功能使其在国防建设和国民经济中占有重要的地位，主要应用于救生设备、空降伞兵、空投武器物资、缓降及稳定各种航弹、水雷、鱼雷、回收飞行器以及飞机着陆刹车等。
3.圆伞是最简单的一种伞型，制作工艺简单，使用方便，造价低廉，具有可以承载荷大的优点，但是也存在缺陷，例如容易受风向的影响，偏离方向，不能自主控制方向。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种可控式降落伞，具有更大的横向力系数，能够获得更好的稳定性、滑翔性及可控性，有效载荷大。
5.根据本实用新型实施例的可控式降落伞，包括：伞体，所述伞体为圆伞，所述伞体的顶部开设有顶孔，以所述伞体的顶部向底部投影，具有周向和径向；周向缝，所述伞体上开设有所述周向缝，所述周向缝的首、尾两端不连通成圆形；径向缝，所述伞体上开设有所述径向缝，所述径向缝位于所述顶孔和所述周向缝之间，且不与所述顶孔连通；柔性连接件，所述柔性连接件跨过所述周向缝和所述径向缝的缝隙连接所述伞体，以维持所述伞体的结构形状，且不影响所述周向缝和所述径向缝的通透性。
6.根据本实用新型实施例的可控式降落伞，至少具有如下技术效果：伞体顶部开设有顶孔，可以泄压以减小伞体顶端的压力，防止开伞时伞体被巨大的冲击力撕裂；周向缝能够泄压，使伞体具有横向力，提高降落伞的横向力系数，从而获得滑翔性能；径向缝能够泄压，使伞体具有可控的转矩，能够控制伞体绕轴向的转动；伞体上设有柔性连接件，跨过周向缝和径向缝的缝隙连接伞体，以维持柔性的伞体结构，保证降落的稳定性。
7.在本实用新型的一些实施例中，所述径向缝与所述周向缝连通。
8.在本实用新型的一些实施例中，所述伞体上开设有两条所述径向缝，两所述径向缝对称分布，且分别位于所述周向缝的两端部。
9.在本实用新型的一些实施例中，所述周向缝的周向弧长小于所述伞体弧长的3/4。
10.在本实用新型的一些实施例中，所述周向缝的中心线与所述伞体的底边之间的弧线所对应的圆心角为a，角a为20
°
～45
°
。
11.在本实用新型的一些实施例中，所述周向缝的缝宽弧线所对应的圆心角为b，角b为3
°
～5
°
。
12.在本实用新型的一些实施例中，在所述周向缝的对侧，沿所述伞体的底边向上开设有进风口，使得所述进风口所在的平面与所述伞体的底边平面成锐角，以获得更大气流。
13.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
14.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
15.图1为本实用新型第一种实施例的结构示意图；
16.图2为本实用新型第二种实施例的俯视图；
17.图3为本实用新型第三种实施例的侧视图；
18.图4为本实用新型实施例模拟计算分析结果图。
19.附图标记：
20.伞体100、顶孔110、进风口120、周向缝200、径向缝300。
具体实施方式
21.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
24.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
25.参照图1所示，根据本实用新型实施例的可控式降落伞，包括：伞体100，伞体100为圆伞，伞体100的顶部开设有顶孔110，以伞体100的顶部向底部投影，具有周向和径向；周向缝200，伞体100上开设有周向缝200，周向缝200的首、尾两端不连通成圆形；径向缝300，伞体100上开设有径向缝300，径向缝300位于顶孔110和周向缝200之间，且不与顶孔110连通；柔性连接件，柔性连接件跨过周向缝200和径向缝300的缝隙连接伞体100，以维持伞体100的结构形状，且不影响周向缝200和径向缝300的通透性。
26.伞体100的顶部开设有顶孔110，可以泄压以减小伞体100顶端的压力，防止开伞时伞体100被巨大的冲击力撕裂；周向缝200能够泄压，使伞体100在降落时受到横向力，提高降落伞的横向力系数，从而获得滑翔性能以平飞；径向缝300能够泄压，使伞体100具有可控的转矩，能够控制伞体100绕自身中心轴向转动；伞体100上设有柔性连接件，柔性连接件跨
过周向缝200和径向缝300的缝隙连接在伞体100上，柔性连接件用于维持柔性的伞体100整体结构，防止开缝处撕裂，保证降落的稳定性。例如，柔性连接件可以使用伞绳，通过伞绳穿过伞体100的各部位以形成柔性的骨架，在降落时能保持伞体100的形态。
27.被空投物品与伞体100之间一般通过绳类装置进行连接，绳类装置种类繁多，在此不做限制。
28.传统的圆形降落伞仅在伞顶处开设有孔，用于泄压，以避免开伞瞬间被巨大的冲击力撕裂伞面。除此之外，降落伞上未设有其他缝隙，因此整伞只能平稳下落，无法获得平飞功能，易受气流影响，无法控制。
29.参照图2所示，在本实用新型的一些实施例中，径向缝300与周向缝200连通。
30.径向缝300与周向缝200连通，使得两者交汇处的气流方向变得简单，以减少降落时伞体100内部的乱流，从而提高对伞体100的控制性和稳定性。
31.在本实用新型的一些实施例中，伞体100上开设有两条径向缝300，两径向缝300对称分布，且分别位于周向缝200的两端部。
32.两径向缝300对称分布在周向缝200的两端部处，气流在伞体100内从径向缝300泄压逸出时，施加于伞体100的力是大致对称的，在不进行主动调整的情况下，能够保持伞体100稳定向前平飞，同时，由于两侧的力大致平衡，也便于操作拉动伞体100来控制两侧力的大小，使得伞体100进行旋转。
33.在本实用新型的一些实施例中，周向缝200的周向弧长小于伞体100弧长的3/4。
34.若周向缝200的周向弧长大于伞体100弧长的3/4时，甚至两端连通形成圆形，此时的伞体100横向力系数大大减小，甚至可以忽略不计，同时伞体100的孔隙率也变大，导致其减速性能也下降。
35.在本实用新型的一些实施例中，周向缝200的中心线与伞体100的底边之间的弧线所对应的圆心角为a，角a为20
°
～45
°
。
36.若角a小于20
°
时，伞体100虽然所受阻力较大，但是其阻力系数较小，即减速性能较差；若角a大于45
°
时，伞体100的阻力较小，承载能力变小。采用不同角a开设的周向缝200，其伞体100所受阻力、伞体100的投影面积及阻力系数变化如表1所示。
37.优选地，角a取值为30
°
，此时伞体100具有较好的性能，即具有合适的阻力大小，以及高的阻力系数。
38.表1不同角a对应周向缝的伞体阻力、投影面积及阻力系数
[0039][0040]
在本实用新型的一些实施例中，周向缝200的缝宽弧线所对应的圆心角为b，角b为3
°
～5
°
。
[0041]
角b对应周向缝200的缝宽大小，即角b越大，周向缝200的缝宽越大，角b越小，周向缝200的缝宽越小。当角b小于3
°
时，周向缝200对伞体100所产生的气动性能影响较小，即提升伞体100的横向力系数能力有限，效果不佳；当角b大于5
°
时，周向缝200的缝宽较大，使得伞体100的孔隙率变大，减速性能降低。
[0042]
参照图3所示，在本实用新型的一些实施例中，在周向缝200的对侧，沿伞体100的底边向上开设有进风口120，使得进风口120所在的平面与伞体100的底边平面成锐角，以获得更大气流。
[0043]
由于开设有周向缝200，即在降落过程中，伞体100向周向缝200的对侧方移动，为前方，开设有进风口120后，伞体100在降落过程中，气流更易从前方进入到伞体100内，从而使伞体100获得更高的横向力系数以及阻力系数，提高了可控式降落伞的稳定性、滑向性及可控性。
[0044]
为验证周向缝200及径向缝300的参数对伞体100的影响，选取如表2中基本参数的伞体100进行模拟分析。其中，为简化结构，采用伞绳将伞体100与被空投物品进行连接。
[0045]
表2伞体的基本参数
[0046][0047]
进一步地，在伞体100上开设有周向缝200，其角a取值30
°
，角b取值3.8
°
，周向缝200的周向弧长为伞体100弧长的一半长度，周向缝200的两端部均开设有径向缝300，且径向缝300与周向缝200连通。
[0048]
按照表3中的条件参数设置来流空气。
[0049]
表3来流空气参数设置
[0050][0051]
伞体100面对不同的来流迎角进行模拟测试，经过计算分析后，得出如图4所示的结果，统计后参照表4。
[0052]
表4迎角与阻力系数、横向力系数关系表
[0053][0054]
随着迎角增大，伞体100的阻力系数、横向力系数缓慢增加，增加幅度逐渐减小。此参数的伞体100在自由飞行、迎角自然增大的情况下，横向力增加，平飞效果好。若进行主动控制，﹣8
°
为最佳迎角。本实用新型提出的可控式降落伞，伞体100上设置有周向缝200和径向缝300，让伞体100有更大的横向力系数，能够获得更好的稳定性、滑翔性及可控性，且有效载荷大。
[0055]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0056]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。