扑翼飞行器低频大行程组合伞式推进装置设计与试验

传统仿生扑翼飞行器需要在较高的扑动频率下才能获得足够的扑动升力,直接限制其向大型化发展。为解决这一问题,该文基于仿生学原理提出了一种低频大行程组合伞式推进技术,设计了推进装置结构并进行了悬停状态下的试验样机性能测试。结果表明：组合伞式推进装置通过一组扑翼在较低频率下进行同步相反方向的往复运动能够产生有效的推进力;当伞式扑翼向上运动时可以大幅减小其产生的负升力,增大伞翼展长和运动速度,其产生的空气动力均随之增大。与传统柔性扑翼相比,组合伞式扑翼具有较好的推进性能,其推进力与输入功率的比值在0.01～0.04 N/W,高于传统柔性扑翼的测试结果（-0.02～0.01 N/W）。该研究为仿生扑翼向大型化应用提供了参考。

多边形可组合伞

多边形可组合伞是一种通合于制做大型阳伞的专利产品，本伞采用新型多边形框架结构，新颖、美观耐用、折合方便、造价低，克服了现有阳伞不能组合和易吹翻等不足，提高了阳伞的使用性能和装饰性能，既可单独使用，又非常适合大型活动大面积的组装使用，是现有阳伞的替补产品．将有非常巨大的市场空间．具有很好的开发前景和经济效益，

超大型组合翼伞与超大型连续翼伞的气动性能对比分析

随着航天回收系统应用需求越来越广,回收物质量也越来越大,对翼伞面积的要求越来越高,超大型翼伞开始受到广泛的关注,然而目前国内外对超大型翼伞的研究较少。对此,文章以超大型连续翼伞和超大型组合翼伞为研究对象,分别对其进行物理建模。采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的方法,基于k-epsilon湍流模型,分别计算在无下拉、单侧下拉、双侧下拉时超大型连续伞和超大型组合伞的气动特性。研究发现,超大型组合伞在组合处有很明显的气流补充,可以减缓流动分离的情况,增大失速迎角,更适合大攻角的飞行任务,适用范围更广。研究成果可以为以后超大型翼伞的选型提供一定的参考。

超大型组合翼伞开伞性能研究

为深入了解超大型组合翼伞与连续翼伞开伞过程的差异,文章通过数值模拟计算对超大型组合翼伞和连续翼伞的开伞性能进行了对比研究。首先,基于自由曲面变形(Free-Form-Deformation,FFD)理论建立了超大型翼伞的展向折叠模型,然后应用任意拉格朗日-欧拉(ArbitraryLagrange-Euler,ALE)方法对翼伞折叠模型进行了充气过程的流固耦合仿真计算。分析了超大型组合翼伞和连续翼伞充气过程中的伞衣外形、伞衣应力和气室充气规律,深入对比了超大型组合翼伞和连续翼伞的充满时间和开伞动载。研究表明,连续翼伞和组合翼伞的开伞性能差异很小,两者的充满时间相差不大,组合翼伞展开效果更好,动载之差在5%左右。与连续翼伞相比,组合翼伞更易于制造和使用。研究将为超大型翼伞的设计优化提供一定的参考。

组合撑伞式耐高温快速密闭的研制

本文介绍了组合撑伞式耐高温快速密闭的总体设计方案。重点介绍了其金属支架结构和耐高温面料的研究。

基于风洞试验的组合翼伞气动特性研究

以组合翼伞气动特性为研究对象,通过开展8 m×6 m直流开口式风洞试验对组合翼伞气动特性开展试验研究。对组合翼伞进行风洞试验气动特性研究,通过光测系统获取稳定状态下组合翼伞实际迎角,六分量天平测试系统获取气动力(矩),得到不同迎角下组合翼伞的气动力(矩)数据。通过本次试验探索柔性翼伞风洞试验方法,积累组合翼伞真实试验气动数据,研究组合翼伞气动特性,为超大型翼伞仿真和设计提供理论支撑。

涡环旋转伞系统减速导旋效率研究

为了解涡环旋转伞的减速导旋特性,提高旋转伞系统的减速导旋效率,以满足某些载物工作状态对转速、落速的苛刻需求,设计一种由涡环旋转伞和圆形减速伞构成的组合伞系统。制作单伞系统和组合伞系统的试验模型,分别进行伞塔试验。基于伞塔试验的高速摄影和图像处理技术,提取伞物系统的弹道数据点,结合弹道模型,用最小二乘法拟合时间弹道数据,得到单伞系统和组合伞系统的极限速度和阻力特征。基于姿态存储测量法,获得伞物系统的转速变化规律。对单伞系统和组合伞系统的弹道规律及减速导旋效率等数据进行对比分析,提出可有效提高旋转伞系统转速落速比的方法。结果表明:对高速录像进行图像处理可简单快速有效地提取伞物系统的极限速度和阻力特征;单具涡环旋转伞可提供更大扭矩,使载物旋转加速度更大,其导旋效率高;组合伞可提供更大阻力,使载物极限落速更低,其减速效率高;组合伞系统的转速落速比更大,整体性能优于单伞系统。

火星稀薄大气进入过程伞舱组合体振荡阻尼方法研究

火星着陆探测任务中,伞舱组合体的稳定是保证EDL过程安全性以及设备工作可靠性的前提,而姿态大幅振荡是目前造成着陆舱下降过程存在安全隐患的主要原因.本文针对伞舱系统在不同阶段发生高动态耦合力冲击作用下姿态振荡问题,提出了一种基于比例反馈的主动阻尼控制方法,该方法通过将姿态角偏差指数稳定作为控制律设计的目标,推导了在着陆舱有限控制能力下的姿态振荡抑制方法,并通过李雅普诺夫稳定性分析方法,严格证明了本文所提方法的一致收敛性.最后,本文分别针对减速伞展开后和防热大底分离后的姿态振荡问题,同时进行了有、无主动阻尼下的仿真分析,结果表明,无阻尼控制的着陆舱姿态振荡难以自然衰减,而施加主动阻尼后,伞舱系统可以在短时间实现稳定,从而验证了本文所提方法在姿态稳定中的有效性和多阶段任务中的适用性.

高空风力发电技术与产业前景综述

高空风力发电技术应用是我国实现2030年减排目标的重要组成部分;我国在该领域技术研究已取得突破性进展,有效解决了高空材料和高空风能发电持续性和稳定性问题,具有大力推广的可行性、经济性和必要性。