最初的飞行员救生装备——飞行员防护救生装备发展系列介绍

人类期盼飞翔的梦想自古有之，但长期以来都是在神化传说中展开想像的双冀．直到1783年9月．

三座飞机弹射救生系统动力参数研究

本文以三座飞机弹射救生系统动力参数为研究对象,对采用前左左发散、前右右发散、后椅不发散轨迹发散方式的三座飞机弹射救生系统弹射出舱动力系统主火箭冲量和发散火箭冲量进行分析。利用数值计算方法对不同冲量的主火箭和发散火箭进行仿真分析,仿真结果表明:主火箭冲量6300N.S,发散火箭冲量150N.S时可以满足三座弹射救生系统轨迹发散要求。同时,0高度0~700km/h弹射速度情况下,人椅出舱后MDRC、俯仰角速度、横滚角速度均满足生理指标要求。

芳纶编织物在高载荷下的使用寿命预测

针对预测芳纶绳带在降落伞上的使用寿命常采用半经验的方法,缺乏理论依据。通过研究高载荷下25-600型芳纶1414绳带蠕变行为和抗冲击性能,分别得到芳纶1414绳带载荷大小与蠕变断裂时间之间的拟合曲线和冲击强度与冲击次数之间的拟合曲线,用于预测其在高载荷下的使用寿命,并测定绳带试验前后的取向度和结晶度。结果表明:在蠕变过程中载荷大小与蠕变时间对数呈函数关系,其中单层和单圈两层绳带的拟合方程分别为ln t=33.65-0.33σ和ln t=32.45-0.31σ;冲击模型的斜率与截距均与蠕变模型呈2倍的关系,当样品承受相同载荷时,蠕变断裂时间对数与冲击次数之间的关系为ln t=An-B,即可用冲击次数预测绳带的蠕变断裂时间,反之亦然。芳纶1414绳带蠕变和冲击前后的取向度与结晶度表明,在相同载荷下,蠕变和冲击对绳带的损伤效果相同,这进一步证明25-600型芳纶1414绳带蠕变性能与冲击性能之间高度联系。

超重装备空投适应性仿真与优化

为了研究超重装备的空投适应性,采用气体动力学和热力学方法对空投超重装备的气囊缓冲过程进行了分析。分析了现有气囊结构带来的缓冲末端速度过大的特点,对气囊直径、高度进行参数化研究,找到了可行的设计区域。运用优化后的气囊结构参数,计算了正常着地工况下的气囊缓冲过程,得到气囊剩余长度、货台速度、加速度以及气囊内压等特性曲线。分析表明,经优化后的气囊实现20t超重装备的空投是可行的。

航空装备高动态大型离心机研制

为开展飞行员航空防护救生装备在飞机稳态和动态加速度环境下的适应性、结构性能以及动态性能的验证,研制了国产首台高动态航空装备单臂式大型离心机。采用盒式梁整体结构设计了转臂臂架,实现了刚度强度性能与转动惯量的最优化结合;采用小回差减速机间接驱动方式以及多模态组合控制方式,实现了高精度、快速响应的驱动控制;设计了三轴滚转吊舱和自由摆动吊舱,使离心机既具备物体试验的能力,又具有航空航天载人离心机的基本功能。试验应用表明,离心机工作稳定可靠,为装备研制提供了一种重要的性能验证手段。

多件台阶垫片塑胶铣工夹具结构设计

同时加工多件台阶垫片时,因垫片厚度的尺寸公差而厚薄不均,导致夹具不能夹紧所有工件,采用刚柔结合的夹紧方法,以偏心轮刚性夹紧机构+橡皮或塑胶柔性夹紧,使工件夹紧率达到100%。

非侵入式翼伞组提带张力测量传感器的设计

实时掌握并安全稳定地测量翼伞组提带张力大小,探究组提带张力与翼伞姿态的反馈关系,对翼伞研究非常重要。为解决目前翼伞组提带张力传感器量程小、结构复杂,以及破坏组提带结构等问题,本文设计了一种体积小、易于安装和拆卸、对翼伞组提带结构无破坏的双臂梁旁压式大量程张力传感器。本文使用SolidWorks对传感器弹性体进行建模,并使用ANSYS有限元分析软件对其进行静力学分析与模态仿真分析,通过分析结果对传感器弹性体模型的结构进行调整优化,从理论上证明传感器弹性体结构设计的合理性。设计了以STM32为主控芯片的信号采集系统,完成张力信号的采集、数据处理和数据存储等功能。使用拉力机对设计的翼伞组提带张力传感器实物进行多次测试,试验结果表明所设计的张力传感器具有高结构强度、高精度、良好的线性度以及重复性,满足对翼伞组提带张力的无损测量需求。

火箭橇滑块高速重载磨损行为的研究进展

火箭橇试验是高超声速技术领域的技术基础,已成为世界范围内高端装备博弈的热点之一,开展火箭橇系统的运维与损伤控制研究尤为重要。作为火箭橇与火箭滑轨连接的纽带,滑块是火箭橇试验在高速重载工况下可靠服役的关键。火箭橇滑块在特定服役工况下的磨损,威胁着火箭橇试验系统的可靠运行和长寿命服役安全,更是制约火箭橇发展和应用的主要技术瓶颈。因此,开展火箭橇滑块高速重载磨损行为研究具有重要的理论价值和工程意义。本文首先介绍了国内外火箭橇试验系统的发展沿革与现状;进而,基于试验、模拟仿真、试验与模拟仿真结合,综述了火箭橇滑块高速重载磨损行为的研究进展。最后,着眼于模拟手段、高性能新型金属材料设计与制备、表面防护涂层等展望了解决火箭橇滑块磨损的可行途径,旨在为极端工况下材料服役损伤行为与控制技术提供借鉴与参考。

六分量天平在救生伞空投试验中的应用研究

针对飞行员救生伞高速空投试验开伞力测试不真实的问题,通过分析拉力传感器和过载传感器测试方法影响高速试验开伞力测试结果的机理,提出了含有六分量天平的测试布局,并研制了专用的杆式六分量天平,经过空投试验实际应用表明,该方案可以显著减小外界因素对测试结果的影响,能够更真实的反应测试假人承受开伞力的状态。

救生伞背带材料的力学性能研究

目的研究五种现役的救生伞背带的织带材料的力学性能,为研究救生伞背带约束系统的约束性能提供数据。方法通过厚度计、力学实验机、摩擦测量装置分别对5种织带材料44-2600,44-2000A,44-1600,18-650和20-530A进行测试,其中前3种为主带,后2种为辅带。结果该5种织带厚度分别为(1.88±0.04)mm,(1.99±0.03)mm,(1.78±0.01)mm,(0.99±0.01)mm和(1.72±0.01)mm,3种主带与棉布及皮革的摩擦系数分别为0.185,0.213,0.178以及0.411,0.432,0.375。44-2600和18-650分别在主带和辅助带中表现出最高的抗拉强度。结论主带和辅带分别为44-2600和18-650的救生伞背带能提供更好的力学强度和约束性能。

弹射过程人椅系统动态质量特性的建模与分析

人椅系统的质量特性是弹射座椅轨迹和姿态控制精度的重要影响因素。由于缺乏动态质量特性仿真模型,现阶段采用静态参数设计的弹射座椅控制规律可能在实际应用中出现偏差。本文在弹射座椅六自由度运动模型的基础上,考虑火箭包工作质量变化、人体脊柱压缩、座椅座垫压缩和人体头颈部转动等影响因素,建立了弹射过程人椅系统动态质量特性的计算模型。通过对三个典型工况计算结果的分析,说明了计算模型的合理性;最后分别采用动态、静态质量特性模型对弹射过程轨迹姿态进行仿真,并分析了两模型在救生效果上的差异性。本文建立的模型可以为后续弹射座椅控制规律的精细化设计提供借鉴。

救生伞背带分系统对假人动载的影响

为了改善救生伞背带分系统的安全性,建立降落伞-背带-假人系统的动力学模型,分析背带及脱离锁参数对假人质心过载的影响。针对救生伞假人高速开伞空投试验,采用多体动力学方法建立降落伞、背带脱离锁和假人的十五自由度动力学模型;采用半质量-阻尼弹簧模型建立背带模型,连接降落伞、脱离锁和假人;利用实测过载计算降落伞开伞力。利用所建立的动力学模型仿真典型状态下假人和背带的动力学响应,验证所建立模型的合理性。分析了脱离锁位置、背带松紧程度、背带材料特性对假人质心最大过载的影响,可用于指导背带设计以及确定最佳的背带脱离锁位置。

轿车后备箱支撑气动冲孔夹具设计

轿车后备箱支撑组件需要加工同轴度为φ0.01 mm的2个孔,经分析采用气动冲孔夹具一次性加工才能实现2个孔同轴度的要求。生产实践证明:采用气动冲孔夹具不仅保证了冲孔的精度,还提高了加工效率,节省了冲压设备。

3D打印技术在航空伞箱制造中的应用

阐述了国内外3D打印技术研究与应用现状和激光选区熔化技术成形特点。以航空航天制造领域铝合金薄壁伞箱为典型案例,围绕激光选区熔化工艺中如何控制变形零件、保证质量为关键点,从添加辅助支撑、工艺参数设置、退火处理及三维扫描检测等方面开展应用研究。结果表明:通过科学设计辅助支撑、合理设置工艺参数和规范热处理,能够减少激光选区熔化中零件变形及其他缺陷产生。

基于模型预测控制的翼伞航迹跟踪

翼伞是一种既可以在空中展开又可以在地面折叠的伞状装置,其具有的高度不稳定性和复杂气动特性给翼伞控制带来了很大挑战。本文提出了一种基于模型预测控制(MPC)的翼伞航迹跟踪控制方法。首先,建立了翼伞运动学和动力学模型,包括了翼伞的位置、速度、加速度等状态变量,以及翼伞运动受到的气动力和气动力矩。然后,采用模型预测控制方法,利用已知的翼伞模型和环境模型进行预测,通过优化算法计算出最优的控制输入,实现对翼伞航迹的跟踪控制。最后,通过仿真试验验证了所提出的控制方法的有效性。相比传统的翼伞跟踪方法,本文提出的方法显示出更优的跟踪性能,该方法能够有效抑制外部扰动的影响,具有良好的控制精度及鲁棒性,有一定的工程应用价值。

飞行员救生服装用主要材料特性分析与研究

通过对飞行员救生服装用的几种主要材料性能进行的研究,总结了材料的应力-应变规律,并给出了它们的幂函数式。

地面对双轨超声速火箭橇的气动特性影响研究

地面对动态滑行状态下双轨火箭橇的气动特性有较大影响。本文采用尺度自适应(SAS)方法和动网格方法结合的策略对Ma 2的双轨火箭橇进行数值模拟,研究了地面导致的流场变化、气动力及其时域和频域特性。结果表明,激波和压缩波在地面设施的反射会导致双轨火箭橇下表面出现6处额外的高压区,其中4处的形状和强度会随反射位置发生变化;地面导致升力时均值提升了9.6倍;气动力呈现明显的同频周期性振荡,升力振荡幅值为时均值的28.6%,阻力振荡较小。为双轨火箭橇的减阻减振工作提供参考依据。

一种优良的微气候冷却系统——飞行员和宇航员个体防护装备系列介绍

直升机乘员要穿化学的和生物的防护装备,给穿者酷热的负荷,这种热负荷可能严重影响工作能力。 本文介绍一种优良微气候冷却系统是用来缓解乘员的热负荷，并成功的用于Chinook．Kiowa和黑鹰（Black—hawk）等直升机乘员，能提高工作效力。这种优良的个体冷却系统还可以减轻工作人员因穿个体防护装备的热负荷。

基于电磁兼容风险评估方法的电磁兼容问题分析及对策

基于EMC的“电磁兼容风险评估模型”进行电磁兼容性分析能够为优化设备性能提供准确的模型依据,具有重要的应用价值。对此,本文以工程案例为试验载体,通过“划分风险单元-确定风险要素程度-列出风险矩阵”等步骤,准确发现了案例中的不足。基于“电磁兼容风险评估模型”进行整改优化后的结果表明,输入差模电感和电容容量是影响电磁兼容性的关键硬件设备,同时接地线也会对电磁兼容性产生影响,接地线“越粗越短”,电磁兼容性越好。结果表明,基于电磁兼容风险评估方法的电磁兼容分析能够为产品故障处理提供解决方案,使产品得到快速改进与优化。

亚高原地区弹射救生控制技术研究

分析了目前弹射救生装备在亚高原地区使用存在的不足之处,提出了机械式和电子式双态控制器的弹射座椅在目前装备配套关系不变的情况下,既能保证亚高原地区的安全救生,又能保证平原地区低空不利姿态下救生性能不降低的解决方案,并提出了下一步发展的建议。