一種底邊鋸齒形降落傘及其結構設計方法
【專利摘要】本發明提供了一種應用于超音速低密度開傘環境的底邊鋸齒形降落傘。該降落傘包括傘衣和傘繩，其中，傘衣上部和底部均為密實織物、中間由寬縫垂直隔開。傘衣上部為平面圓形結構，傘衣底邊與傘繩連接處呈鋸齒狀，形成自然的流線型結構，除去了底邊冗余的傘衣織物，有效減弱了超音速顫振影響。本發明具有抗顫振性強的優點，是一種優越的超音速低密度降落傘。
【專利說明】一種底邊鋸齒形降落傘及其結構設計方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于航天進入、減速與著陸（EDL)【技術領域】，具體地，涉及一種應用于超音 速低密度開傘環境的降落傘。
【背景技術】
[0002] 隨著深空探測技術的迅速發展，針對具有稀薄大氣行星（例如火星）的EDL技 術已成為研究熱點和難點，這其中，超音速低密度降落傘減速技術是一項核心技術。截止 目前，適用于超音速低密度開傘環境下的降落傘傘型包括盤縫帶傘、改進的環帆傘、十字傘 等。十字型傘雖然具有最大的單位阻力面積，但是，隨著開傘速度的增大，十字型傘會出現 較大的振動，穩定性較差；在超音速、低動壓條件下改進環帆傘的開傘充氣性能、阻力性能 比盤縫帶傘較差。盤縫帶傘是工程實際中應用最廣泛的超音速低密度降落傘傘型。
[0003] 目前，盤縫帶傘按照結構形式分為Viking型、MPF型兩種傘型，二者傘衣的盤帶 面積比不同，減速性能也有顯著不同：Viking型盤縫帶傘的盤帶面積比約為53:35,阻力系 數較高0.67)，穩定性偏弱；MPF型盤縫帶傘的盤帶面積比約為38:52,阻力系數較小 (?0· 43)，穩定性較好。
[0004] 超音速條件下，盤縫帶傘同其他密實織物傘型一樣，面臨傘衣的"呼吸"、顫振等問 題，會對傘衣底邊造成結構破壞、燒蝕。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是，針對現有降落傘在超音速條件下的抗顫振性能差的 問題，提供一種底邊鋸齒形降落傘及其結構設計方法。本發明采用傘衣底邊流線型設計，傘 衣底部與傘繩連接處呈鋸齒狀，形成流線型結構，從而能夠適應超音速顫振，減小顫振對傘 衣底邊造成的應力集中。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案包括：
[0007] 根據本發明的一個方面，其提供了一種底邊鋸齒形降落傘，包括傘衣和傘繩，其 中，
[0008] 傘衣分為上、中、下三部分，上部為盤，盤的頂部具有頂孔，盤在平面展開狀態下為 中部具有孔的圓形結構；下部為帶，帶在平面展開狀態下為一個長邊呈鋸齒形的矩形結構； 中間部分為寬縫，其將盤和帶垂直隔開；
[0009] 盤頂部的頂孔沿其周向邊緣設置有頂孔加強帶；盤的下邊緣和帶的上邊緣分別具 有沿其周向延伸的緯向帶；帶的鋸齒形邊緣具有底邊加強帶；傘衣上具有呈輻射狀從頂孔 沿盤和帶延伸至帶底部的鋸齒形邊的齒尖部的多個徑向帶；
[0010] 傘繩的數量與傘衣上的徑向帶的數量相同，并且，每根傘繩的一端連接至徑向帶， 多根傘繩的另一端匯交于一點，連接至待吊物體。
[0011] 進一步地,傘衣由多個傘衣幅拼縫而成,傘衣上的徑向帶設置在相鄰兩個傘衣幅 之間。
[0012] 進一步地，頂孔中設置有沿其徑向布置的頂孔繩；并且每根傘繩的一端連接至相 應的徑向帶的底端，或者沿著相應的徑向帶延伸至頂孔加強帶。
[0013] 進一步地，每兩根關于頂孔中心對稱的傘繩沿著相應的徑向帶連續跨頂孔一體化 連接。
[0014] 根據本發明的另一個方面，其提供了一種用于前述的底邊鋸齒形降落傘的結構設 計方法，其中，
[0015] (1)名義面積Atl根據下面的公式確定：
【權利要求】
1. 一種底邊鋸齒形降落傘，其特征在于，包括傘衣（1)和傘繩（2)，其中， 傘衣（1)分為上、中、下三部分，上部為盤（11)，盤（11)的頂部具有頂孔，盤（11)在平 面展開狀態下為中部具有孔的圓形結構；下部為帶（13)，帶（13)在平面展開狀態下為一個 長邊呈鋸齒形的矩形結構；中間部分為寬縫（12)，其將盤（11)和帶（13)垂直隔開； 盤（11)頂部的頂孔沿其周向邊緣設置有頂孔加強帶（14);盤（11)的下邊緣和帶（13) 的上邊緣分別具有沿其周向延伸的緯向帶（15,15);帶（13)的鋸齒形邊緣具有底邊加強帶 (16);傘衣上具有呈輻射狀從頂孔沿盤和帶延伸至帶底部的鋸齒形邊的齒尖部的多個徑向 帶（17); 傘繩⑵的數量與傘衣⑴上的徑向帶（17)的數量相同，并且，每根傘繩的一端連接 至徑向帶（17)，多根傘繩的另一端匯交于一點，連接至待吊物體。
2. 根據權利要求1所述的底邊鋸齒形降落傘，其特征在于，傘衣由多個傘衣幅（18)拼 縫而成，傘衣上的徑向帶設置在相鄰兩個傘衣幅（18)之間。
3. 根據權利要求1所述的底邊鋸齒形降落傘，其特征在于， 頂孔中設置有沿其徑向布置的頂孔繩；并且 每根傘繩的一端連接至相應的徑向帶（17)的底端，或者沿著相應的徑向帶（17)延伸 至頂孔加強帶（14)。
4. 根據權利要求1所述的底邊鋸齒形降落傘，其特征在于，每兩根關于頂孔中心對稱 的傘繩（2, 2)沿著相應的徑向帶（17)連續跨頂孔一體化連接。
5. -種用于如權利要求1所述的底邊鋸齒形降落傘的結構設計方法，其特征在于， (1) 名義面積Atl根據下面的公式確定：
陸速度，P為大氣密度； Cd為阻力系數，參照具有相同的盤帶面積比的盤縫帶傘的阻力系數； (2) 名義直徑Dtl根據下面的公式確定：
(3) 傘衣幅數N根據下面的公式確定：N = 4?+(7?8)，其中，N取大于5的偶數； (4) 傘繩數量與傘衣幅數相等，傘繩的長度L1根據下面的公式確定=L1 = I. 7? ; (5) 頂孔直徑根據下面的公式確定： Dv = (0? 005 ?0? 01)D0 ; (6) 傘衣幅基本結構尺寸 設定傘衣幅中，盤、縫、帶的面積比為Sd : Stj: Sb，則 a.傘衣幅頂角為：
6.根據權利要求5所述的底邊鋸齒形降落傘的結構設計方法，其特征在于， 在頂孔中具有頂孔繩的情況下，頂孔繩的長度根據以下公式確定：LV = (I-ALv)Dv，其 中，ALv d
【文檔編號】B64D17/02GK104354869SQ201410586376
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月27日 優先權日:2014年10月27日
【發明者】梁艷, 李健 申請人:北京空間機電研究所