CN103661955A - 一种新型冲压翼伞及其操纵控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型冲压翼伞及其操纵控制方法，翼伞包括上翼面、下翼面、多个翼肋、两组伞绳、两组操纵绳、两组吊挂带、两根操纵带，在上翼面两侧对称设置若干导流孔，在上翼面内侧与每个导流孔对应的位置设置一导流片，在下翼面两侧对称设置若干操纵绳孔及穿过操纵绳孔的操纵绳，各个导流片均设置在上翼面、下翼面之间，且将导流片与操纵绳连接；通过拉伸操纵绳带动导流片的张开与闭合，控制导流孔的打开与关闭，实现冲压翼伞的转向操纵和雀降操纵。本发明的有益效果：通过导流片、导流孔、操纵绳的结构改变翼伞的气动性能，大大减轻现有操控机构的重量，操纵力小，同时实现冲压翼伞的转向操纵和雀降操纵且控制精度较高。

Description

一种新型冲压翼伞及其操纵控制方法

技术领域

本发明涉及精确空投中翼伞操纵控制技术领域，具体涉及一种新型冲压翼伞及其操纵控制方法。

背景技术

现有的冲压翼伞操纵控制方法主要依靠翼伞尾缘下拉实现，通过翼伞双侧尾缘对称下拉使得升力、阻力增加和升阻比降低，从而实现空中刹车减速和雀降着陆。通过翼伞双侧尾缘不对称下拉使得下拉侧阻力增加，产生转向力矩，从而实现空中转向和盘旋下降。

翼伞尾缘下拉操纵方法存在三点不足：第一，下拉操纵力较大，翼伞空投系统需要搭载大功率电机和大量的电池储备，从而增加了翼伞空投系统的自身重量和经济成本；第二，下拉操纵量与翼伞空投系统的控制逻辑尚未得到完善解决，难以实现精确的控制；第三，翼伞双侧尾缘对称下拉对于系统升阻比的改变能力有限，难以精确实现翼伞空投系统雀降着陆。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有翼伞尾缘下拉操控带来的重量成本过大、控制精度过低和控制能力有限的问题，提供一种新型冲压翼伞及其操纵控制方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种新型冲压翼伞，包括上翼面、下翼面、多个翼肋、两组伞绳、两组操纵绳、两组吊挂带、两根操纵带，所述上翼面的尾缘与下翼面的尾缘连接，所述翼肋相互平行、且各个翼肋的两端分别与上翼面及下翼面连接，每两个翼肋和上翼面、下翼面之间的空间构成一个具有前缘开口的气室；所述上翼面两侧对称设置若干导流孔，上翼面内侧对应每个导流孔的位置设置一导流片，各个导流片均设置在上翼面、下翼面之间；所述下翼面与两组伞绳连接，伞绳通过吊挂带连接与载荷相连；下翼面两侧还对称设置若干操纵绳孔，各操纵绳的一端穿过对应侧的操纵绳孔与导流片连接，多根操纵绳的另一端汇交后再通过一根操纵带与操纵机构相连，操纵机构与载荷连接。

按上述方案，所述导流片与导流孔的形状相似，且导流片的面积大于对应位置的导流孔的面积，以保证关闭的密封效果。

按上述方案，所述两组操纵绳对称设置于翼伞两侧。

按上述方案，所述操纵绳孔的个数与所述导流孔的个数相等。

按上述方案，所述上翼面上设有与导流片相连的导流片回复带，所述下翼面上设有与所述操纵绳相连的操纵绳回复带，所述导流片回复带、操纵绳回复带用于克服导流孔关闭状态时操纵绳松弛状态下受到的阻力，防止导流片在阻力的情况下打开。

本发明还提供了一种新型冲压翼伞的操纵控制方法，在翼伞的上翼面两侧对称设置若干导流孔，在上翼面内侧与每个导流孔对应的位置设置一导流片，在翼伞的下翼面两侧对称设置若干操纵绳孔及穿过操纵绳孔的操纵绳，各个导流片均设置在上翼面、下翼面之间，且将导流片与操纵绳连接；通过拉伸操纵绳带动导流片的张开与闭合，控制导流孔的打开与关闭，实现冲压翼伞的转向操纵和雀降操纵，具体如下：

1）同时张开上翼面两侧导流片时，即同时打开两侧导流孔，使得翼伞气室内气体从导流孔向上翼面外侧排出，等效于上翼面两侧虚拟扰流板张开，大大增加翼伞的阻力，降低升阻比，实现雀降操纵；

2）仅张开上翼面单侧导流片时，即打开单侧导流孔,使得翼伞气室内气体从导流孔向上翼面外侧排出，等效于上翼面单侧虚拟扰流板张开，增加翼伞单侧的阻力，产生转弯力矩，实现转向操纵；

3）关闭两侧上翼面的导流孔时，整个翼伞的气动性能和传统翼伞保持一致，不产生任何操纵。

按上述方案，所述上翼面上设有与导流片相连的导流片回复带，所述下翼面上设有与所述操纵绳相连的操纵绳回复带，所述导流片回复带、操纵绳回复带用于克服导流孔关闭状态时操纵绳松弛状态下受到的阻力，防止导流片在阻力的情况下打开。

按上述方案，所述下翼面与两组伞绳连接，伞绳通过吊挂带连接与载荷相连；各操纵绳的一端穿过对应侧的操纵绳孔与导流片连接，多根操纵绳的另一端汇交后再通过一根操纵带与操纵机构相连，操纵机构与载荷连接。

按上述方案，所述导流片与导流孔的形状相似，且导流片的面积大于对应位置的导流孔的面积。

本发明具有以下有益效果：

1、在传统翼伞的上翼面设置导流孔，安装导流片，在下翼面设置操纵绳孔，各操纵绳连接对应导流片，穿过相应操纵绳孔后汇总通过操纵带与安装在载荷上的操纵机构连接，实现冲压翼伞的转向操纵和雀降操纵；取消传统翼伞的尾缘下拉操纵控制（操纵绳组与操纵带），操纵力小，同时实现冲压翼伞的转向操纵和雀降操纵且控制精度较高；

2、翼伞操纵控制方法为利用操纵机构通过操纵带的收紧或放松操纵上翼面导流片的张开或闭合，控制上翼面导流孔的打开或关闭，等效于上翼面虚拟扰流板的张开或关闭，从而改变翼伞的气动性能，控制方式发生重大改变，为翼伞技术的发展将起到革命性的推动作用，大大减轻现有操控机构的重量，有效提高控制精度和控制能力，可用于载荷为150kg～20T的各型冲压翼伞。

附图说明

图1是本发明导流孔、导流片与翼伞上下翼面的整体安装关系示意图；

图2是本发明导流片打开状态示意图；

图3是本发明导流片关闭状态示意图；

图4是本发明上翼面和导流片的安装关系示意图；

图5是本发明下翼面和操纵绳孔的安装关系示意图；

图中，1-导流片，2-导流孔，3-导流片回复带，4-操纵绳回复带，5-操纵绳，6-前缘开口，7-下翼面，8-上翼面，9-操纵绳孔，10-操纵带，11-操纵机构，12-翼肋，13-伞绳，14-吊挂带，20-载荷。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图5所示，本发明所述的新型冲压翼伞，包括上翼面8、下翼面7、多个翼肋12、两组伞绳13、两组操纵绳5、两组吊挂带14、两根操纵带10，所述上翼面8的尾缘与下翼面7的尾缘连接，所述翼肋12相互平行、且各个翼肋12的两端分别与上翼面8及下翼面7连接，每两个翼肋12和上翼面8、下翼面7之间的空间构成一个具有前缘开口6的气室；所述上翼面8两侧对称设置若干导流孔2，上翼面8内侧对应每个导流孔2的位置设置一导流片1，各个导流片1均设置在上翼面8、下翼面7之间；所述下翼面7与两组伞绳13连接，伞绳13通过吊挂带14连接与载荷20相连；下翼面7两侧还对称设置若干操纵绳孔9，各操纵绳5的一端穿过对应侧的操纵绳孔9与导流片1连接，多根操纵绳5的另一端汇交后再通过一根操纵带10与操纵机构11相连，操纵机构11与载荷20连接。

所述导流片1与导流孔2的形状相似，且导流片1的面积大于对应位置的导流孔的面积，以保证关闭的密封效果。

所述两组操纵绳5对称设置于翼伞两侧

所述操纵绳孔9的个数与所述导流孔2的个数相等。

所述上翼面8上设有与导流片1相连的导流片回复带3，所述下翼面7上设有与所述操纵绳5相连的操纵绳回复带4，所述导流片回复带3、操纵绳回复带4用于克服导流孔2关闭状态时操纵绳5松弛状态下受到的阻力，防止导流片1在阻力的情况下打开。

本发明新型冲压翼伞的操纵控制方法，在翼伞的上翼面8两侧对称设置若干导流孔2，在上翼面8内侧与每个导流孔2对应的位置设置一导流片1，在翼伞的下翼面7两侧对称设置若干操纵绳孔9及穿过操纵绳孔9的操纵绳5，各个导流片1均设置在上翼面8、下翼面7之间，且将导流片1与操纵绳5连接；通过拉伸操纵绳5带动导流片1的张开与闭合，控制导流孔2的打开与关闭，实现翼伞的转向操纵和雀降操纵，具体如下：

1）同时张开上翼面8两侧导流片1时，即同时打开两侧导流孔2，使得冲压翼伞气室内气体从导流孔2向上翼面8外侧排出，等效于上翼面8两侧虚拟扰流板张开，大大增加翼伞的阻力，降低升阻比，实现雀降操纵；

2）仅张开上翼面8单侧导流片1时，即打开单侧导流孔2,使得翼伞气室内气体从导流孔2向上翼面8外侧排出，等效于上翼面8单侧虚拟扰流板张开，增加翼伞单侧的阻力，产生转弯力矩，实现转向操纵；

3）关闭两侧上翼面8的导流孔2时，整个翼伞的气动性能和传统翼伞保持一致，不产生任何操纵。

在图1中，导流孔2、导流片1与上翼面8、下翼面7的安装关系，导流孔2设置于翼伞每侧上翼面8，导流片1设置在翼伞上下翼面之间，安装于上翼面8上。

在图2中，导流片1打开时，操纵绳5处于拉紧状态，导流片1处于张开状态，上翼面8导流孔2处于打开状态，形成虚拟导流板状态，导流片回复带3和操纵绳回复带4处于拉升状态，此时导流片1是处于打开状态，迅速有效增加翼伞打开侧的气动阻力，从而实现翼伞雀降操纵或转向操纵。

在图3中，导流片1关闭时，操纵绳5不操纵，导流片1和上翼面8导流孔2基本贴合，导流片回复带3和操纵绳回复带4处于收缩状态，此时，整个翼伞和原始翼伞情况基本一致。操纵绳5处于松弛状态，此时翼伞的整体气动性能和传统翼伞保持一致，不产生任何操纵。

在图4和图5中，具体的导流片1工作流程如下：通过操纵绳5控制导流片1的打开，导流片1和翼伞上翼面导流孔2保持形状一致，但导流片1面积尺寸均大于上翼面导流孔2，以保证导流片1关闭的密封效果，操纵绳5通过下翼面8的操纵绳孔9，与操纵机构11相连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型冲压翼伞，其特征在于：包括上翼面、下翼面、多个翼肋、两组伞绳、两组操纵绳、两组吊挂带、两根操纵带，所述上翼面的尾缘与下翼面的尾缘连接，所述翼肋相互平行、且各个翼肋的两端分别与上翼面及下翼面连接，每两个翼肋和上翼面、下翼面之间的空间构成一个具有前缘开口的气室；所述上翼面两侧对称设置若干导流孔，上翼面内侧对应每个导流孔的位置设置一导流片，各个导流片均设置在上翼面、下翼面之间；所述下翼面与两组伞绳连接，伞绳通过吊挂带连接与载荷相连；下翼面两侧还对称设置若干操纵绳孔，各操纵绳的一端穿过对应侧的操纵绳孔与导流片连接，多根操纵绳的另一端汇交后再通过一根操纵带与操纵机构相连，操纵机构与载荷连接。

2.如权利要求1所述的新型冲压翼伞，其特征在于：所述导流片与导流孔的形状相似，且导流片的面积大于对应位置的导流孔的面积。

3.如权利要求1所述的新型冲压翼伞，其特征在于：所述两组操纵绳对称设置于翼伞两侧。

4.如权利要求1所述的新型冲压翼伞，其特征在于：所述操纵绳孔的个数与所述导流孔的个数相等。

5.如权利要求1所述的新型冲压翼伞，其特征在于：所述上翼面上设有与导流片相连的导流片回复带，所述下翼面上设有与所述操纵绳相连的操纵绳回复带。

6.一种新型冲压翼伞的操纵控制方法，其特征在于：在翼伞的上翼面两侧对称设置若干导流孔，在上翼面内侧与每个导流孔对应的位置设置一导流片，在翼伞的下翼面两侧对称设置若干操纵绳孔及穿过操纵绳孔的操纵绳，各个导流片均设置在上翼面、下翼面之间，且将导流片与操纵绳连接；通过拉伸操纵绳带动导流片的张开与闭合，控制导流孔的打开与关闭，实现冲压翼伞的转向操纵和雀降操纵，具体如下：

1）同时张开上翼面两侧导流片时，即同时打开两侧导流孔，使得翼伞气室内气体从导流孔向上翼面外侧排出，等效于上翼面两侧虚拟扰流板张开，大大增加翼伞的阻力，降低升阻比，实现雀降操纵；

2）仅张开上翼面单侧导流片时，即打开单侧导流孔,使得翼伞气室内气体从导流孔向上翼面外侧排出，等效于上翼面单侧虚拟扰流板张开，增加翼伞单侧的阻力，产生转弯力矩，实现转向操纵；

3）关闭两侧上翼面的导流孔时，整个翼伞的气动性能和传统翼伞保持一致，不产生任何操纵。

7.如权利要求6所述的新型冲压翼伞的操纵控制方法，其特征在于：所述上翼面上设有与导流片相连的导流片回复带，所述下翼面上设有与所述操纵绳相连的操纵绳回复带，所述导流片回复带、操纵绳回复带用于克服导流孔关闭状态时操纵绳松弛状态下受到的阻力，防止导流片在阻力的情况下打开。

8.如权利要求6所述的新型冲压翼伞的操纵控制方法，其特征在于：所述下翼面与两组伞绳连接，伞绳通过吊挂带连接与载荷相连；各操纵绳的一端穿过对应侧的操纵绳孔与导流片连接，多根操纵绳的另一端汇交后再通过一根操纵带与操纵机构相连，操纵机构与载荷连接。

9.如权利要求6所述的新型冲压翼伞的操纵控制方法，其特征在于：所述导流片与导流孔的形状相似，且导流片的面积大于对应位置的导流孔的面积。

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