物资无伞空投用缓冲材料研究进展

目的为促进无伞空投用缓冲材料的研究和应用,改进和优化无伞空投用缓冲材料性能,为我国物资投送提供更可靠、更高效的保障支撑。方法在无伞空投用缓冲材料研究现状综述的基础上,比较不同材料的缓冲性能特点及适用性。结果随着缓冲材料技术的不断进步,传统缓冲材料结合泡沫金属、智能材料等新型复合缓冲材料,能够有效提高物资着陆安全性与稳定性,降低装备损坏与维修成本,提升抢险救援效率。结论无伞空投用缓冲材料未来发展方向为提高缓冲性能和稳定性,关注绿色环保包装材料、吸能缓冲材料、创新物资包装方式以及集成信息化智能材料,以满足各类物资对无伞空投缓冲材料的需求。

弹药无伞空投包装技术研究

弹药包装对弹药的安全储存和运输使用起着至关重要的作用。本文综述了弹药无伞空投包装技术现状,对弹药无伞空投技术指标进行研究,综合分析现有的弹药无伞空投技术包装材料及技术,通过对比研究,发现纤维复合材料从安全性、经济性、环保性等方面更适合作为弹药无伞空投的包装材料。基于此,本文结合GJB182B的设计标准,以纤维复合材料为箱体缓冲材料构建了空投着陆箱体冲击状况的仿真模型。通过仿真分析,初步得到了其着陆过程的动力学响应,结果表明以纤维复合材料为箱体缓冲材料的空投弹药箱可以安全着陆。

纤维混杂铺层对无伞空投箱抗冲击性的影响

目的 对无伞空投箱所用的碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维/环氧树脂体系纤维混杂铺层的复合材料层合板进行研究,以在低成本下提高实现效果。方法 复合材料层合板分为10层,采用层间混杂结构,通过改变混杂比、铺层角度及铺层顺序,设计148种铺层方案,利用ANSYS–APDL软件分析3种参数变量对层合板拉伸性能及抗弯性能的影响。结果 沿主要受力方向铺设纤维,碳纤维层在外侧、玻璃纤维层集中在中心,且玻璃纤维层体积分数为40%时,材料具有最高的性价比。结论 针对混杂纤维复合材料层合板,通过调整混杂比得出碳/玻璃混杂纤维复合材料性能较好,通过调整铺层角度得出纤维铺设角度越接近受力方向其性能效果越好,通过调整铺层顺序得出不同混杂比、铺层角度下的最佳性能结构。

无伞空投缓冲包装材料及技术研究

目的对无伞空投技术进行深入研究和大胆探索,丰富空投保障手段,提高空投保障能力。方法以液体类食用物资为研究对象,立足缓冲包装的思路,借助数值模拟和高空跌落试验,通过缓冲包装材料的合理选择和缓冲包装方式的科学设计,实现在200 m高空物资的成功无伞空投。结果选用的包装材料、采用的包装结构和方式,以及不同材料间的多级缓冲模式都很好地满足了液体类食用物资无伞空投的要求,确保了空投着陆后物资的完好和正常使用。结论无伞空投是一种实用、方便、经济的空投保障方式,尤其是针对一些用量大、低价值的物资,实施无伞空投不仅可行,而且具有重要的现实意义。

无伞空投储液罐的高空跌落仿真分析

目的为提高液体类空投物资补给效率,研究椭球型结构的无伞空投储液罐跌落冲击地面过程的力学响应。方法基于欧拉-拉格朗日耦合算法,建立含有内盛物的椭球形储液罐有限元模型,通过Abaqus CAE仿真跌落得到罐壁材料层为聚乙烯-发泡-聚乙烯在不同厚度比条件下含内盛物跌落的最大等效塑性应变(简称最大塑性应变)云图、应力-时间曲线。结果不同层间厚度比与储液罐的最大塑性应变、塑性应变的时间和应变集中区域有密切联系,当厚度比为1∶2∶1时,罐体达到最大塑性应变的时间短,把手部位出现应变集中现象的概率增大;厚度比为1∶1∶2时,罐体的塑性应变相对降低,抗冲击能力没有达到理想优化效果;厚度比为1∶1∶2时,罐体的塑性应变最小,在此情况下能承受的冲击地面的瞬时速度最大,罐体的结构性能最好。结论基于此提出了一种结构优化思路,在添加中间发泡层以减轻配重的基础上,适当增加外层聚乙烯材料的厚度或者使用缓冲性能更好的材料,增加罐壁的缓冲吸能,改善材料结构强度。

滚塑无伞空投储水罐的设计与分析

为解决野战部队、应急抢险人员的饮用水、油料的快速补给问题,实现紧急情况下的用水、用油的有效保障,针对滚塑无伞空投储水罐技术进行深入研究和探索,根据实战需求,设计并研制出一种可无伞空投、便于携运行的储液装备。针对该储液装置提出了合理的设计方案,包括结构、外形、材料以及成型工艺的设计,并通过理论分析和空投试验验证设计方案的可行性和合理性。实际应用表明,该滚塑无伞空投水罐的结构、材料、工艺、性能均能满足液体类无伞空投的要求,空投后液体无外泄情况,能正常使用。本文开发的无伞空投水罐是一种实用、方便、经济的新型空投装备,值得推广使用。

聚氨酯/聚乙烯水袋无伞空投跌落仿真

基于Abaqus软件中的拉格朗日-欧拉耦合算法,对一种双层聚氨酯/聚乙烯水袋50 m高空无伞空投跌落冲击过程进行数值仿真,并对聚乙烯材料的厚度进行参数化研究。重点分析水袋以水平、垂直和45°倾斜姿态冲击地面时袋体的瞬态应力、位移变化以及破损情况。通过与已有实验数据的对比验证了该数值方法的有效性。仿真结果表明,2 mm聚乙烯/0.5 mm聚氨酯层可以抵御水平姿态冲击但无法抵御垂直姿态冲击,水体对袋体侧面的剧烈拉伸是引起水袋破裂的主要原因。进一步优化发现,4 mm聚乙烯/0.5 mm聚氨酯层可以抵御水袋沿水平、垂直及45°倾斜姿态冲击地面,保证水袋的跌落安全性。结果表明,本文的计算方法可以应用于针对无伞空投的液体及固体食品包装材料的参数化设计。

低空无伞空投载机辅助决策方案研究

针对低空无伞空投精确投放问题,提出了一种载机投放辅助决策方案。根据空投物品落点状态数据库,建立空投物品理论投放空域,并根据危险风向数据库,筛选得到可行投放空域;接着根据空投物品落点误差和落点速度,搜索最优投放状态,并结合目标点和洋流信息确定最优投放点位置;最后,采用Dubins路径规划方法,为载机规划一条前往最优投放点的最优航迹,完成对风场和洋流对落点精度影响的补偿。仿真结果表明该决策方案决策时间短,并且载机沿规划航迹飞行,空投物品落点与理论落点误差小于1m,证明该空投辅助决策方案具有较好的实时性和精确性。

无伞空投影响因素敏感性及载机安全性分析

为提高无伞空投的精度和安全,构建了一套空投物品落点精度敏感性分析方法。详细的给出了空投物品落点精度的影响因素,对这些因素进行了敏感性分析,给出了空投包的外形设计建议和高精度投放的建议;为防止空投物品投出后碰撞到载机,分析了空投时风场对载机安全性的影响,给出了不同的风速大小对载机飞行航向角的约束范围,总结了弹射速度对风的抗干扰能力,并给出了空投物品安全投放的建议,给空投任务系统的设计提供一定的技术支持。

无伞空投最优投放点计算方法研究

针对无伞空投精确性、可靠性的技术要求,提出一种精确计算最优投放点的方法。通过搭建标准条件下的投放点-落点数据库,结合神经网络拟合算法,训练得出所有条件下的投放可行域,并以落点速度和精度为优化条件,建立目标优化函数,找到最优投放点。计算结果表明,在解算出的最优投放点实施空投,精确性、可靠性较高,在随机风场低空空投任务中能够取得理想空投效果。

应急救援用无伞空投包装通用技术条件标准研究

目前民用领域应急救援无伞空投包装无专用标准,为实现应急救援情况下无伞空投包装的有效保障,本文针对无伞空投包装通过技术条件进行研究和探索,根据空投包装件的总体技术需求,提出无伞空投包装通用技术条件标准应包括无伞空投包装分类、材料、容器、一般要求、防护要求、试验方法、物资脆值等方面,借鉴军用空投包装要求及试验方法形成民用领域无伞空投标准,本文旨在加快制定民用领域应急救援无伞空投包装相关标准,实现民用领域无伞空投包装有标可依。

无伞空投体自身特性对落点精度的敏感性分析

在低空无伞空投实际项目中,影响空投体落点精度的因素众多,主要从空投体自身特性(包括质量特性与气动特性)对落点精度的影响程度开展研究。根据合适的空投体方案,建立六自由度运动模型;通过龙格库塔数值积分,获取空投体的高精度下落轨迹;采用敏感性分析方法,通过空投体飞行仿真,使空投体自身特性在一定误差范围内变动,根据下落轨迹偏差得到落点精度的敏感性。实验仿真结果表明,空投体质量特性中的质量及质心位置、气动特性中的阻力系数及气动特征面积对落点精度产生了较大影响。

低空无伞无损空投包装设计及其自稳和缓冲性能验证

无伞空投具有准备时间短、投送迅速、包装简单、受气象影响小、着陆散布小、可重复利用等优点,成为未来救灾工作中装备物资保障方式的一种新型空投方式。基于某运用需求,文章给出了一种低空无伞无损空投包装设计方案,并针对单/双层的风阻结构设计与偏质心程度对下落过程的影响,进行了对比分析;同时,对拉杆结构在触地缓冲过程中的吸能效果进行了仿真分析。该设计可基于自主展开的柔性风阻结构和偏质心特性,实现下落过程的姿态自稳;将50m高度空投的落地精度控制在了0.1m范围内,并将落地缓冲过程的最大过载限制在2500gn以内。该设计为面向低空空投的空投包装提供了一种解决方案。

陆军装备物资无伞空投系统设计

着眼军队建设形势及执行特种作战任务的需要,针对有伞空投难以应对的特殊情形,提出了构建装备物资无伞空投系统的设想,并从无伞空投包装箱的抗冲击性能、无伞空投信息平台搭建2个方面论证了在100~300 m高度实现无伞直接空投应急装备物资的可行性,最后分析了系统的应用前景。

无伞精确空投模式下飘带试验研究

针对海上救援时典型海况下小物质精确空投需求,根据空气动力学理论,设计了一种基于无伞精确空投模式的飘带物品包。为满足更高的投放质量要求,设计了一种具有鼓风兜的飘带,提高了无伞空投物品包的投放质量。通过产品设计、伞塔投放试验、摄影测量等手段验证了物品包的落速,计算了飘带的阻力系数,研究了鼓风兜的阻力特征,实现了小物质低成本、轻量化、通用化的精确空投。

包装工程专业课程竞赛驱动式教学法的运用

以理论讲授为主的传统教学模式难以满足包装工程专业对实践能力培养目标的要求,为此我们在包装系统设计课程大作业、课程设计等实践性教学环节中引入"竞赛驱动式"项目教学法,以达到"以赛促学"的目的。本文介绍了以"低空无伞空投鸡蛋包装设计"为题开展课程设计竞赛的教学效果,分析了学生作品中创意结构设计的合理性与科学性以及学生在极端防护要求下开展包装设计实践时的思维模式与设计误区,进而提出以"设计—实验—竞赛"为主要环节的竞赛驱动式教学法,有利于培养学生建立系统工程设计意识,提高综合设计能力。