短期老化与折皱损伤对飞艇囊体材料空气泄漏性能的影响

飞艇囊体材料老化与折皱损伤会影响其空气泄漏性能,是决定飞艇单次飞行时长的关键因素.本文以高阻隔性能囊体材料Uretek3216-LV为研究对象,完成了5种老化时长(0月、1月、3月、8月及12月)条件下4种折皱损伤程度(全揉搓20次、270次、900次及2700次)的揉搓试验,并对揉搓后材料材料展开了空气泄漏试验.利用最小二乘法及残差平方和原理进行了数据分析,得出压强差、揉搓次数及两者与泄漏率的关系曲线和拟合曲面,分析了老化及折皱损伤对材料泄漏率的影响程度.利用扫描电子显微镜观察材料损伤衍变过程并分析其破坏机理.结果表明:短期老化损伤对囊体材料泄漏性能几乎没有影响,折皱损伤会严重影响囊体材料的泄漏性能.泄漏率与压强差呈正相关,泄漏率与揉搓次数关系曲线由初始段的非线性正相关关系转变为线性关系.揉搓破坏过程经历3个阶段:纱线扭曲松散阶段、功能层破坏阶段及纱线纤维丝断裂产生针孔阶段.本研究结果可为飞艇囊体结构分析与设计提供参考.

结构抗力指标对飞艇囊体变形的影响

为研究主要结构抗力指标变化下飞艇囊体变形的状态与特征,用数值方法对一类典型飞艇的充气囊体在不同抗力指标下的变形进行了数值分析.分析结果表明：弹性模量对变形的影响是非线性的,泊松比对变形的影响是线性的,弹性模量对变形的影响明显强于泊松比;相同工况下,囊体长度与绝对变形量之间为平方关系,与相对变形量之间为线性关系;长细比在4～5时,相对变相量曲线近似为水平直线.因此,选用弹性模量较大的膜材、设计合理的飞艇长度并使长细比控制在4～5范围内,有利于减小飞艇囊体的相对变形.

飞艇囊体基础材料及附属材料的开发

为配合航空航天工业部研制充氦载人飞艇,纺织部纺科院利用国产高强涤纶纤维,在有梭丝织机上研制了高强度、低克重的飞艇囊体基础材料及附属材料。介绍了材料的织物结构设计、工艺流程、加工技术及主要技术指标。试飞结果表明,以上新材料的研制达到了总体设计的要求,但仍存在着强力指标不高、断裂伸长过大、撕破强力没有定量指标等问题,建议列出专项进行研究。认为我国应从纤维原料搞起,只有研制出高性能纤维原料,才有可能开发出高性能飞艇。

飞艇囊体膜材弹性常数双向拉伸测试与分析方法

飞艇囊体膜材弹性常数是飞艇结构设计、结构分析的基础.根据正交异性平面应力模型假设,推导了膜材4参数列式,经纬向模量与泊松比.介绍了膜材双向拉伸试验方法、试件设计与加载.以单向反复试验确定膜材经纬向张拉刚度比值,由双向拉伸试验最小二乘法拟合应力应变曲线得耦合弹性模量值,考虑测量数据误差模型,推导出膜材双向拉伸试验解耦弹性常数计算值列式.最后分析得到了系列飞艇囊体膜材弹性常数.本文对飞艇结构设计与研究具有参考价值,试验与分析方法可用于建筑膜材弹性常数测试与计算.

多囊体飞艇重心自动调节系统设计

无人飞艇在飞行过程中随着姿态变化、压力调节系统工作等会带来重心位置的改变,特别是对于多囊体飞艇而言,这种情况更为明显,如不加控制可能带来飞行性能的下降,甚至会带来姿态失控等安全问题。本文通过利用飞艇现有设备和资源设计一种重心自动调节系统,可以较好的解决该问题,同时可以避免增加额外的装置带来整体效率的降低。

双囊体飞艇布局气动特性分析

为了解双囊体飞艇布局方式对飞艇气动特性的影响,分别建立了常规单囊体飞艇和双囊体飞艇两类几何模型和气动模型,从攻角变化和囊体距离变化两方面对布局方式的气动特性进行了对比分析。研究结果表明:双囊体飞艇较单囊体飞艇有更大的升阻比;双囊体飞艇在囊体不再相交之前,迎角小于14°时,气动性能达到最优。研究结果可为大型混合式飞艇的发展及研制提供有益的参考。

某常规飞艇与混合式飞艇总体设计和性能分析

为了对常规单囊体飞艇和混合式飞艇各自的性能特点有更清晰的认识,分别设计了某常规飞艇和混合式飞艇的总体方案,建立了两类飞艇的分析模型,并从气动特性、浮升特性、重量特性、续航特性方面对二者的综合性能进行了比较和分析。研究表明:在体积相同的情况下,虽然混合式飞艇在阻力特性方面不如单囊体飞艇,但由于混合式飞艇动升力较大,并可以借助动升力来平衡燃油的消耗,且有效载荷大、载油量大、可操纵性好,更有利于长航时飞行。研究结果可为我国开展长航时和大载重飞艇研制提供一定的设计参考。

基于充气结构的非常规飞艇设计

研究充气结构在飞艇设计、制造和操控方面的用途,提出一种由受压变硬的空心管组成的充气结构,其安装在飞艇囊体上,使得飞艇结构变得更坚固。这种设计创新可以降低结构质量,也可提高非常规飞艇的动力和机械性能。同时,由于这些充气结构的简易性,制造和操作过程中面临的难题将会大大减少。

飞艇外形布局气动特性分析

混合式飞艇是同时借助浮力和气动升力飞行的一种新型航空飞行器,其外形布局方式与传统的飞艇有明显的区别。为了了解混合式飞艇囊体布局方式对飞艇气动特性的影响,分别建立常规单囊体飞艇、双囊体飞艇和三囊体飞艇的几何模型和气动模型,从攻角变化和速度变化两方面对三类囊体布局方式的气动特性进行了对比分析。计算结果表明:在相同体积的情况下,混合式飞艇的气动特性要优于常规单囊体飞艇,并且在一定范围内,混合式飞艇的体积越大、飞行速度越小,则其气动特性越好。研究结果可为我国混合式飞艇的发展及研制提供有益的参考。