民机弹射降落伞离机充气过程和安全分析

当降落伞牵引小质量负荷(应急数据记录系统)从大型民用飞机机身下方弹射离机时,不同于弹体等刚性物体,柔性伞衣充气过程中剐蹭机身等安全隐患更大。为了研究弹射降落伞离机充气过程气动特性和运动轨迹,采用任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange Euler, ALE)方法,对不同来流速度和角度条件下的降落伞开伞过程、气动特性和流场特性进行了数值模拟,分析了来流速度和角度对伞衣充气过程的影响。结果表明:当伞衣贴近或挤压机身时,伞衣侧面剪切层和近尾迹区中的涡运动都会受到机身影响,但降落伞不会完全失效,这时伞衣投影面积相对较小,充气过程的动载峰值变小。同时,在40~160 m/s来流速度、临界来流迎角下,给出了降落伞可安全弹射离机的来流条件,为分离式飞机应急记录跟踪系统设计提供了理论支持。

分离式飞机应急数据记录跟踪系统设计与试验

分离式飞机应急数据记录跟踪系统具备智能弹射与分离、拖曳式跟踪拍摄、缓降与应急漂浮和数据传输等功能,针对弹射和缓降等过程进行了系统设计和无人机试验验证。同时,针对伞-囊组合体的特点,分析了气囊尾流区中伞衣阻力系数的变化规律。结果表明:气囊半径和伞衣名义直径是影响伞衣阻力系数的主要因素;伞衣阻力系数随气囊半径增大而下降,随伞衣名义直径增大而上升;在气动力分析和数值模拟的基础上,确定了伞衣阻力系数的计算公式。无人机试验完成各项设计功能,系统整体方案合理可行,为后续工程应用提供了重要参考。

小型降落伞充气和伞衣塌陷过程

为了研究小型电子装置降落伞伞衣在充气和塌陷过程中的流场特性,判断伞衣充气过程的安全性,采用任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrange Euler,ALE)方法,对伞衣的分离剪切层演化及其尾流区的涡运动进行分析,探讨来流速度和前置体质量等因素对充气过程的影响.结果表明:根据流场演化的特点,降落伞充气过程中尾流再附现象导致伞顶塌陷.在物伞系统速度比为5~20,质量比为0.5~1.4等大范围工况内,伞衣只存在局部塌陷,开伞失败的风险较小,是较为安全的工况;当前置体质量过小时,伞衣可能发生大面积塌陷,是较为危险的工况.