开“窗”结构对环帆伞稳态气动性能的影响

增大伞衣透气性有利于提高降落伞的稳定性,相关研究日益受到重视。文章基于计算流体力学方法对不同透气性下的环帆伞流场开展数值计算,在伞衣构型设计不变的前提下,分别针对位置和数量开展开“窗”结构对环帆伞稳态性能影响的研究。结果表明:开“窗”数量相同时,位置越靠近伞衣底部,阻力系数受影响越小,越不利于提高静稳定性;开“窗”位置相同时,数量增加,阻力系数下降趋势减弱,静稳定性基本不变。上述结果可为环帆伞的设计改进提供参考。

开“窗”结构对环帆伞开伞过程影响

随着载荷重量的增加,单伞已无法满足大重量返回舱的安全着陆要求,群伞系统获得关注并成功应用。然而,伞间干扰等问题仍困扰着群伞的设计,新一代载人飞船已经考虑从透气性角度对此进行解决。同时,鉴于群伞开伞过程仿真难度较大,在不改变伞衣构型设计的前提下,采用流固耦合(FSI)方法针对单伞开展不同透气性的环帆伞开伞过程数值模拟,旨在研究开“窗”结构对环帆伞气动性能的影响。结果表明:开“窗”结构对环帆伞开伞过程中的外形变化有较小影响,开“窗”前后的伞衣投影面积与名义面积比变化最大不超过15%;对于不同的开“窗”位置和数量,平衡平均阻力系数、开伞动载系数及阻力系数波动三者的最佳选择为帆5位置和25%数量;采用开“窗”结构后的环帆伞最大摆角至少减小5°,且减小幅度随着开“窗”数量的增加而增大,但与开“窗”位置之间并无明显规律。