冲压式空投气囊着陆缓冲性能仿真研究

目的以冲压式空投气囊为研究对象,对气囊的着陆缓冲过程进行有限元仿真,以研究其缓冲性能。方法使用Solid Works软件建立了气囊和装备的几何模型,导入到有限元分析软件Ansys/LS-DYNA中划分网格,加载并进行求解,并用后处理软件Ls-prepost对仿真结果进行分析,得出了气囊的体积和压力变化曲线,以及空投装备的位移、速度和加速度的变化曲线。结果气囊在着陆缓冲过程中的最大压力为0.198 MPa,空投装备的着陆冲击加速度峰值为175 m/s2(17.9g)。结论空投装备的最大冲击过载是17.9g,装备最大过载Amax<允许过载20g,气囊满足性能要求。气囊内压力峰值对于气囊的设计有重要影响,以气囊峰值压力0.198 MPa为参考标准,在气囊材料选取和气囊加工方面要确保气囊能承受相当的峰值压力,以避免缓冲时气囊发生爆裂。

空投缓冲气囊有限元模型修正方法

为了提高空投缓冲气囊有限元模拟的准确性,需要对气囊有限元模型进行修正。建立了载荷-气囊系统有限元模型,通过模型参数对气囊缓冲特性的灵敏程度分析,选择气囊与地面之间的摩擦系数和气囊排气口流量系数作为待修正参数,建立了摩擦系数、流量系数与冲击响应的响应面模型,对该响应面模型采用遗传算法进行迭代修正,求解出待修正参数的最优解。通过修正前后仿真结果与试验结果的对比验证了模型修正的有效性。

冲压式快速类空投试验研究

目的通过类空投试验,对比研究冲压式快速空投气囊和传统缓冲气囊的着陆过程和着陆缓冲效果。方法以冲压式快速空投气囊为研究对象,建立气囊模型,制作类空投气囊和降落伞模型;在高约23 m处,分别进行不使用任何缓冲、采用传统缓冲气囊、采用冲压式快速空投气囊的类空投试验。结果采用传统缓冲气囊进行类空投时,装满水的玻璃瓶和矿泉水瓶损坏概率分别为22.2%和11.1%;采用冲压式快速空投气囊进行类空投时,损坏概率均为0。结论冲压式快速空投气囊的类空投效果远远好于传统缓冲气囊,为深入研究冲压式快速空投气囊打下了基础。

Simulation and optimization for airdrop adaptability of overweight equipment

Airbag buffer process was analyzed with the aid of aerodynamic and thermodynamic methods.Based on the current structure of the airbag,the terminal velocity was too high.Therefore,the research on the diameter and height of the airbag was done and the feasible design area was found.With the optimized structure parameters,the airbag buffer experiment under normal conditions was conducted.Furthermore,the residual height and internal pressure of the airbag as well as the terminal velocity and acceleration of the airdrop were obtained.The experiment results show that the optimized airbag is feasible for 20 t cargo airdrop.