先进的精确空投系统

文章总结了近年来先进的精确空投系统的发展概况 ,介绍了当前几种主要的精确空投系统。内容涉及发展精确空投系统所需要的关键技术 ,精确空投系统的一般实现方法 ,精确空投系统当前达到的水平及其发展方向。     

低空着陆缓冲制动火箭概述

美国ＡＡ１公司受美国陆军内蒂克研究、发展和工程中心委托，研制了一种利用制动火箭作主要减速手段的低空空投系统。其空投高度只有９０米（海拔高度），空投重量达３００－２７２００ｋｇ。该系统首先靠拉出主伞来定位稳定。使其下降速度减为２１ｍ／ｓ，再由激光地面传感器（高度计）和微处理机／逻辑系统计算下降速度及海拔高度，并在最后点燃制动火箭。制动火箭将进一步使空投载荷减速，使其着地速度小于２．４ｍ／ｓ。文中将简     

降落伞缩距软着陆技术的研究及其进展

降落伞缩距软着陆技术是过去十多年中，美国在研的一种先进的缓冲减速技术。该技术通过在货物即将触地之前强力收缩货物吊带，产生较高拉力，使货物（回收物，空投物）和降落伞间距缩短，随之使货物减速，实现软着陆。经过近十多年研究，出现了几种典型的缩距器设计，包括活塞一滑轮缩距器，马达一绞盘缩距器，以及气动肌缩距器。目前的研究集中在空投应用方面，空投质量从验证概念时的几十千克，逐步发展到9100kg，并实现了快速装卸。作为气动减速的一种先进技术，降落伞缩距软着陆技术对于航天器回收与着陆系统的研究有着借鉴和参考价值，并具有潜在的应用可能。文章对降落伞缩距软着陆技术的研完发展概况以及几种典型设计进行了介绍。     

大型冲压翼伞空投试验

美国先锋航空航天公司自１９６７年起就在研制大型冲压翼伞。本文简要介绍其在１９８８年至１９９２年间进行的冲压翼伞空投试验情况。该公司在这期间先后共进行了１１次大型翼伞的空投试验，从中取得了大量有关高级滑翔冲压翼伞的研制经验，这包括翼伞尺寸、回收重量、翼伞载荷、收口系统技术和翼伞控制系统技术等。     

航天器空投试验用大容量数据记录器的研究

在航天器空投试验中，数据记录器需要长时间高速采集试验数据，并将试验数据保存起来。记录器还要满足体积小和抗着陆冲击等恶劣环境的要求。文章介绍了数据记录器的特点、主要功能，硬件选型及软件设计等。提供了一种利用嵌入式技术来构成大客量高速率航天器空投试验用数据记录器的方法。     

降落伞缩距软着陆技术的研究及其进展

降落伞缩距软着陆技术是过去十多年中,美国在研的一种先进的缓冲减速技术。该技术通过在货物即将触地之前强力收缩货物吊带,产生较高拉力,使货物(回收物,空投物)和降落伞间距缩短,随之使货物减速,实现软着陆。经过近十多年研究,出现了几种典型的缩距器设计,包括活塞-滑轮缩距器,马达-绞盘缩距器,以及气动肌缩距器。目前的研究集中在空投应用方面,空投质量从验证概念时的几十千克,逐步发展到9100kg,并实现了快速装卸。作为气动减速的一种先进技术,降落伞缩距软着陆技术对于航天器回收与着陆系统的研究有着借鉴和参考价值,并具有潜在的应用可能。文章对降落伞缩距软着陆技术的研究发展概况以及几种典型设计进行了介绍。     

降落伞可靠性评定及其试验量决策

降落伞是回收着陆分系统的核心部分,其可靠度下限指标一般很高。若仅依据成败型系统级空投试验来评定该指标,需安排大量系统级空投试验,这在工程上通常难以接受。为了能够全面地反映降落伞的可靠性,本文提出了基于Bayes理论的降落伞可靠性评定方法。该方法将降落伞强度试验数据作为验前信息,采用Bayes理论将其与系统级空投试验信息融合起来,据此评定降落伞的可靠性。该方法建立在严格的理论推导之上,评估结果与工程实际情况相符,所计算的系统级空投试验量较经典方法大为降低,可大量节约试验经费和工作量。将上述方法应用于某型降落伞可靠性分析,结果表明该方法是有效可行的。     

X—38救生舱全尺寸模型进行首次空投试验

文中概述了Ｘ－３８国际空间站应急救生艇，并介绍了１９９８年３月１２日在加利福尼亚州爱德华空军基地进行的第一次空投试验。     

X-38救生艇全尺寸模型进行首次空投试验

文中概述了X-38国际空间站应急救生艇,并介绍了1998年3月12日在加利福尼亚州爱德华空军基地进行的第一次空投试验。     

航天器空投试验用大容量数据记录器的研究

在航天器空投试验中,数据记录器需要长时间高速采集试验数据,并将试验数据保存起来。记录器还要满足体积小和抗着陆冲击等恶劣环境的要求。文章介绍了数据记录器的特点、主要功能,硬件选型及软件设计等。提供了一种利用嵌入式技术来构成大容量高速率航天器空投试验用数据记录器的方法。     

物伞系统空间运动模式分析

以物伞回收系统为背景,通过理论建模和数值仿真的方法,得出物伞回收系统两种基本空间运动模式（平面摆动和圆锥运动）,分析了其产生原因。利用空投录像验证了文章分析结果,其结论可为工程设计部门提供重要理论参考。     

大型翼伞操纵转弯动力学研究

翼伞具有良好的气动性能和优秀的操控能力,在空降、空投、运动、表演、救生、军事、航空航天等领域都有着广泛应用。随着对大质量载荷需求的增加,大型翼伞的开发尤为重要。在大型翼伞的动力学研究中,操纵转弯动力学是其关键环节。文章从牛顿力学基本原理出发,从理论推导、计算流体力学仿真、空投试验三个方面计算了大型翼伞系统的侧力系数,并推导建立了大型翼伞系统的六自由度模型。同时,对大型翼伞系统的转弯操纵性能进行了仿真分析,仿真结果与试验数据对比吻合较好,弥补了以往研究中缺少试验数据对比的不足。文章验证了所建立模型的合理性,对工程应用具有一定指导意义。     

大型降落伞抽打现象的录像分析方法

文章提出一种利用单台无姿态信息摄像机拍摄的空投录像来分析大型降落伞抽打现象的方法,利用图像处理方法得到拉直结束后降落伞中轴线,并将之近似为相互连接的直线段,并以降落伞结构参数作为先验信息求解拉直结束后伞衣位形,同时采用静态测量及单摆试验测量方法验证了分析方法的有效性,最后对有无抽打现象产生两段大型伞空投试验录像进行分析。分析表明,抽打发生时,伞衣顶部摆动剧烈,持续时间长,两帧间平均速度较大,分析结果可为抽打现象的理论研究提供数据验证。     

翼伞空投系统动力学建模与仿真

为了解决空中遇险飞行人员的救生问题和实现特殊需求时的精确空投问题,文章针对国内某型号的翼伞空投系统,首先建立了六自由度刚性连接模型,重点分析了翼伞系统的滑翔特性和转弯特性;其次,使用Open GL动画显示技术对系统轨迹进行了虚拟仿真,使得仿真结果直观化、可视化。仿真结果表明,翼伞受到侧向风作用时会随风漂移,并且漂移速度近似等于风速;翼伞受到单侧下拉偏量作用时会进行转弯运动,且单侧下拉偏量越大,转弯速率越大,转弯半径越小。仿真结果与现有的飞行试验数据一致,证明了模型的正确性和有效性,为翼伞系统在空投上的运用提供了理论支撑。     

低空着陆缓冲制动火箭概述

美国AAl公司受美国陆军内蒂克研究、发展和工程中心委托,研制了一种利用制动火箭作主要减速手段的低空空投系统。其空投高度只有90m(海拔高度),空投重量达3000～27200kg。该系统首先靠拉出主伞来定位稳定。使其下降速度减为21m/s,再由激光地面传感器(高度计)和微处理机/逻辑系统计算下降速度及海拔高度,并在最后点燃制动火箭。制动火箭将进一步使空投载荷减速,使其着地速度小于2.4m/s。文中将简要介绍低空制动火箭系统(LARRS)的研制目标、系统特点、系统展开程序及系统主要部件——降落伞、索具、高度计、微处理机/程序器、制动火箭和货台等。     

国外新一代载人飞船减速着陆技术研究

新一代的载人飞船向着多功能化、多任务目标适应性的方向发展,可重复使用性和精确着陆的要求逐步提高。文章介绍了美国多用途乘员飞行器(MPCV)、乘员航天运输-100飞船(CST-100)、龙(Dragon)飞船,以及俄罗斯新型载人航天运输系统(PPTS)等典型的新一代载人飞船的减速着陆技术;主要研究了降落伞系统、减速着陆工作程序及着陆缓冲系统;分析了在气动减速和着陆缓冲方面采用的群伞技术、着陆缓冲技术、精确着陆控制技术;提出我国在新一代载人飞船研制时应大力开展群伞系统、大载重着陆缓冲系统的研制,并进行减速与着陆缓冲系统地面试验和空投试验技术的研究。     

美国X—38计划与翼伞返回系统

文章介绍了美国X-38计划及其翼伞返回系统的概况，分析了历次空投试验翼伞返回系统的状况、工作过程、出现的反翘现象等。     

降落伞强度空投试验模型的气动–动力学特性仿真

降落伞强度空投试验模型的气动-动力学特性仿真研究对空投试验方案设计和降落伞减速系统性能的考核至关重要。文章运用数值模拟手段分析了空投试验模型的气动特性和气动稳定性,探讨了降落伞开伞前空投试验模型的弹道轨迹和运动姿态的变化,并针对不同飞行攻角下空速管动压测试值与实际开伞动压存在相对偏差所造成的影响进行了分析。结果表明:空投试验模型的轴向力系数在攻角大于4°时有所下降。法向力系数和俯仰力矩系数随着飞行攻角增加以近似线性的方式增大,压心位置后移,气动稳定性良好。在模型投放后至降落伞开伞前的过程中,随着高度下降空投试验模型的速度以近似线性的形式增大,且俯仰角和攻角均存在周期摆动现象。由于飞行攻角的影响,空速管测得的动压值与开伞实际动压存在相对偏差,但相对偏差范围不会超过14%。研究结果可以为降落伞强度空投试验的方案设计提供参考。     

可控翼伞导航控制系统的设计

文章详细介绍了翼伞自动导航控制系统采用的导航算法、系统构成、硬件电路及导航控制软件的设计。并且结合空投试验的数据及对比国外类似系统的设计，对系统存在的不足及改进方法提出了自己的意见。     

对伞包拉绳断裂故障的分析

文中针对某型号降落伞系统空投试验，第一架次试验中出现的伞包拉绳断裂的故障，建立了简单的求解伞包拉绳载荷的模型，通过计算分析表明：造成伞包拉绳断裂的主要原因是其强度设计不足。