一种提升冲压翼伞滑翔比的结构及方法技术

本发明专利技术公开了一种提升冲压翼伞滑翔比的方法，属于冲压翼伞技术领域，通过机理性方法改变冲压翼伞的伞衣结构外形提高了其滑翔性能；本发明专利技术采用形状记忆合金，在翼伞冲压进气伞衣展开后，通过电阻丝加热，使形状记忆合金丝撑起前缘切口处的盖布，恢复成能够隔断冲压空气进气的形状，让前缘进气口处于关闭状态，能够解决冲压翼伞前缘进气对翼伞滑翔性能的不利影响，提高冲压翼伞的气动性能。提高冲压翼伞的气动性能。提高冲压翼伞的气动性能。

【技术实现步骤摘要】
一种提升冲压翼伞滑翔比的结构及方法


[0001]本专利技术属于冲压翼伞
，具体涉及一种提升冲压翼伞滑翔比的结构及方法。

技术介绍

[0002]冲压翼伞自20世纪60年代出现，成功为降落伞的发展提供了新的方向。冲压翼伞与传统降落伞的超大开放式伞面不同，其伞面主要依靠开放式的前缘切口进气，在飞行的时候形成冲压空气，在气室内由于伞面材料的低透气性形成滞止压力来维持伞衣的外形，充满气后冲压翼伞类似弯曲的机翼，能够产生足够的升力，同时由于冲压翼伞的材料多为轻型织物，其本身不具备过大的质量，与传统降落伞相比，冲压翼伞具有可控性和高滑翔能力。随着航空航天技术的迅猛发展和相关技术应用领域的不断拓展，冲压翼伞在精准空投、航天器回收以及民用领域都具有广泛的应用。
[0003]由于织物透气性、鼓包等因素的影响，折叠类高空充气型展开式翼伞的滑翔比一般在1.5至3.2左右。目前经过结构的优化并选择高性能的织物材料，该类翼伞的滑翔能够达到4.8，但是再高于此值非常困难，有个别文献中提及翼伞最高滑翔比达到了6，但是该状态只是在一定攻角、一定速度下得到的结果。为了更好的提高翼伞的操纵能力和滑翔能力，提高滑翔比无疑为重要手段之一。目前大多数的翼伞结构设计都是常规的设计，很难再提高其滑翔性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种提升冲压翼伞滑翔比的结构及方法，能够大大地提高翼伞的气动性能，从而提高冲压翼伞的滑翔性能。
[0005]为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种提升冲压翼伞滑翔比的方法，包括以下步骤：在冲压翼伞进气撑起伞衣后，将前缘进气口堵住，形成闭口状态，让前缘切口不再进气，使来流直接绕过翼伞的上下翼面，不再和腔体里的气体互相掺混；以上所述步骤中，将形状记忆合金用在冲压翼伞的前缘切口处，与一块形状大小合适的伞衣盖布相连接，充当闭口的作用，当冲压翼伞进气时，记忆合金丝不加热，前缘切口保持开放，可以迅速充气形成翼伞外形进行滑翔，当翼伞保持张开状态开始滑翔后，通过电热丝加热，记忆合金发生变形恢复状态，前缘切口处的小块伞布在记忆合金丝的作用下支撑起来，充当闭口的角色，使翼伞成为闭口翼伞。
[0006]上述方法中采用的提升冲压翼伞滑翔比的结构，包括：伞衣系统和挂物系统，所述伞衣系统和挂物系统通过伞绳连接，所述伞衣系统由不透气的涂层织物制成的上、下翼面和之间的翼肋组成，所述上、下翼面和翼肋组成若干个气室，所述记忆合金丝与下翼面伞衣粘连并安装于每个气室内，所述记忆合金丝安装于冲压翼伞的前缘切口处，与一块形状大小合适的伞衣盖布相连接，所述记忆合金丝连接至铺在伞衣中的电阻丝，电阻丝通过自带
小型发电机加热传导给记忆合金控制形变，所述小型发电机置于所述挂物系统内，所述电阻丝通过伞绳连接至各个气室。
[0007]有益效果：本专利技术提供了一种提升冲压翼伞滑翔比的结构及方法，通过机理性方法改变冲压翼伞的伞衣结构外形能够提高其滑翔性能，由于冲压翼伞的前缘切口进气在翼伞飞行中会极大的增大翼伞的阻力，降低翼伞的升力，同时减小翼伞的失速迎角，使得翼伞提前失速；本专利技术将记忆合金丝用在冲压翼伞的前缘切口处，与一块形状大小合适的伞衣盖布相连接，能够充当闭口的作用，当冲压翼伞进气时，记忆合金丝不加热，前缘切口保持开放，可以迅速充气形成翼伞外形进行滑翔；当翼伞保持张开状态开始滑翔后，通过电热丝加热，记忆合金发生变形恢复状态，前缘切口处的小块伞布在记忆合金丝的作用下支撑起来，充当闭口的角色，使翼伞成为闭口翼伞，在冲压翼伞进气撑起伞面外形后，将前缘进气口堵住，形成闭口状态，让前缘切口不再进气，来流不再和腔体里的气体互相掺混，而是直接绕过翼伞的上下翼面，可以大大地提高翼伞的气动性能，从而提高冲压翼伞的滑翔性能。
附图说明
[0008]图1为本专利技术实施例中开口进气时翼伞的结构示意图；图2为本专利技术实施例中闭口不进气时翼伞的结构示意图；图3为本专利技术实施例中单个气室示意图，其中a为进气状态，b为滑翔状态；图4为本专利技术实施例中翼伞升力随攻角变化规律图；图5为本专利技术实施例中翼伞阻力随攻角变化规律图；图6为本专利技术实施例中翼伞升阻比随攻角变化规律图；图7为本专利技术实施例中测试装置结构图。
实施方式
[0009]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明：本实施例中所用冲压翼伞整体系统包括伞衣系统和挂物系统，伞衣系统主要由不透气的涂层织物制成的上下翼面和之间的翼肋组成，在冲压进气后形成气室保持翼形；翼伞的升力几乎由伞衣系统提供，通过机理性方法改变冲压翼伞的伞衣结构外形能够提高其滑翔性能，由于前缘切口进气的影响，冲压翼伞的伞衣气动性能大大降低，因此，如果能够在冲压翼伞进气撑起伞面外形后，将前缘进气口堵住，形成闭口状态，让前缘切口不再进气，来流不再和腔体里的气体互相掺混，而是直接绕过翼伞的上下翼面，可以大大地提高翼伞的气动性能，从而提高冲压翼伞的滑翔性能。
[0010]把记忆合金丝用在冲压翼伞的前缘切口处，与一块形状大小合适的伞衣盖布相连接，能够充当闭口的作用。如图1
‑
3所示，当冲压翼伞进气时，记忆合金丝不加热，前缘切口保持开放，可以迅速充气形成翼伞外形进行滑翔，当翼伞保持张开状态开始滑翔后，通过电热丝加热，记忆合金发生变形恢复状态，前缘切口处的小块伞布在记忆合金丝的作用下支撑起来，充当闭口的角色，使翼伞成为闭口翼伞，滑翔性能大大的提高。
[0011]图7为测试模型在风洞试验时的装置图，这套装置被固定安装在风洞试验段的下方，从下至上依次为固定平台、升降台、转台、三维力传感器、支座、可转式分流圆盘。三维力传感器也称为应变式三维力传感器，可以同时检测空间上X轴、Y轴、Z轴三个方向的力值变
化情况，是一种基于电阻应变式原理的力测量装置，该三维力传感器可以测得翼伞模型X和Y方向的力，即翼伞的升力和阻力，由此可得到翼伞的升阻比，升阻比即翼伞的滑翔比。
[0012]转台可通过计算机软件进行预先设置，在一组测量实验中变化多个角度同时给定稳定时长，这样能够保证一组测量结果的稳定性和持续性；在测试段内用一块分流板作为半模翼伞的对称平面，减少空气动力对装置的作用影响对力的测量，同时防止风洞底面的边界层效应对测试结果的影响，在实验中每个模型均在多个攻角下进行测量，攻角α=
‑2°
、0
°
、2
°
、4
°
、6
°
、8
°
、10
°
、12
°
、14
°
、16
°
、18
°
、20
°
，共12个角度，转台转动的角度即可模拟翼伞的迎角，最后得到翼伞各迎角下的气动参数。
[0013]实验时的风速为20m/s，模拟翼伞在运动过程中的飞行条件，每个模型测量两次，每一组实验先进行一组无风的采零工况，然后进行一组有风的工况，目的为消除外部因素对实验测量的误差，最后的实验结果经过修正后得到两种状态下翼伞模型的阻力D和升力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升冲压翼伞滑翔比的方法，其特征在于，包括以下步骤：在冲压翼伞进气撑起伞衣，充满气产生足够的升力开始滑翔后，将翼伞前缘进气口闭合，形成闭口状态，让前缘切口不再进气，使来流直接绕过翼伞的上下翼面，与腔体内的气体不再互相掺混，需要进气时再使翼伞前缘进气口保持开放。2.根据权利要求1所述的提升冲压翼伞滑翔比的方法，其特征在于，利用形状记忆合金控制翼伞前缘进气口的开闭。3.根据权利要求2所述的提升冲压翼伞滑翔比的方法，其特征在于，控制伞衣前缘进气口的开闭具体包括：将形状记忆合金安装于冲压翼伞的前缘切口处，与一块形状大小合适的伞衣盖布相连接，当冲压翼伞进气时，形状记忆合金不加热，前缘切口保持开放，充气形成翼伞外形进行滑翔，当翼伞保持张开状态开始滑翔后，通过加热使形状记忆合金发生变形恢复状态，前缘切口处的小块伞布在记忆合金丝的作用下支撑起来，使翼伞前缘切口关闭。4.权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚正，陈令睿，白亚磊，丁磊，赵曈，高传昱，黄儒俊，
申请(专利权)人：南京天晴航空航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：