CN104677662B - 非稳定弹体空投开伞模拟试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非稳定弹体空投开伞模拟试验装置，弹体的中段通过投放固定器安装于投放平台的下面，投放平台的下面位于投放固定器和弹体后端的伞仓之间的位置设有固定块，调节绳的一端与固定块连接，调节绳的另一端缠绕弹体后通过绳销与弹体连接。本发明还公开了一种非稳定弹体空投开伞模拟试验装置采用的试验方法，包括以下步骤：确定调节绳在弹体上的缠绕长度；确定固定块与弹体的质心之间的距离；将各部件安装于投放平台；触发投放固定器，释放弹体；观测并获得弹体失稳时的开伞规律，完成试验。通过本发明进行非稳定弹体空投开伞模拟试验，可以获取系列飞行速度、失稳滚转角速率以及失稳俯仰角速率条件下的弹体开伞规律，完成更有效的试验。

Description

非稳定弹体空投开伞模拟试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及一种用于赋予弹体初始失稳姿态的空投模拟试验装置及试验方法，尤其涉及一种非稳定弹体空投开伞模拟试验装置及试验方法。

背景技术

在现阶段，伞弹系统的稳定性研究仍然以试验研究为主。以空投或抛撒武器为例，通常是通过飞行器平台投放弹体，弹体与投放平台分离后延时一段时间，抛出减速稳定伞实现对弹体的姿态控制。在实际工程实践中，往往由于空投弹体气动外形的极不稳定，导致空投弹体在空投动作后发生姿态失稳，弹体姿态失稳会导致伞弹缠绕，从而给弹体开伞过程带来巨大困难。弹体失稳引起降落伞缠绕、不能按预定方式打开，从而导致弹体不能落入预定目标区域，致使预定任务失败。

由于实际飞行试验代价昂贵，传统的模拟试验方法通常是使用飞机、热气球、高塔等代替飞行器完成弹体研制阶段的空投试验，以获取相应的开伞数据。但目前该类试验方法采取直接投放方式，和实际飞行试验弹体投放存在飞行速度、来流作用等差异，导致通过该类空投模拟试验无法得出弹体失稳时的开伞规律，难以达到验证弹体以实际非稳定飞行姿态空中开伞的试验目的。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够获得弹体开伞规律的非稳定弹体空投开伞模拟试验装置及试验方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种非稳定弹体空投开伞模拟试验装置，包括弹体、投放平台、投放固定器和调节绳，所述弹体的后端设有伞仓，所述弹体的中段通过所述投放固定器安装于所述投放平台的下面，所述投放平台的下面位于所述投放固定器和所述伞仓之间的位置设有固定块，所述调节绳的一端与所述固定块连接，所述调节绳的另一端缠绕所述弹体后通过绳销与所述弹体连接，所述绳销为带有绳环的插销。

上述结构中，调节绳和固定块配合能够实现对弹体的初始失稳姿态进行控制，这是本发明的重要创新点，这种结构有效解决了传统直接投放无法控制弹体初始失稳姿态的问题。

为了缓冲调节绳绷紧时与弹体之间的拉力冲击，所述绳销与所述弹体之间为间隙配合。

一种非稳定弹体空投开伞模拟试验装置采用的试验方法，包括以下步骤：

(1)根据以下公式确定所述调节绳在所述弹体上的缠绕长度L：

式中，r为弹体半径，g为重力加速度，ω₀为需要模拟的弹体滚转角速率；

(2)根据以下公式确定所述固定块与所述弹体的质心之间的距离D：

式中，r为弹体半径，J_f为弹体俯仰方向的转动惯量，m为弹体质量，ω₀为需要模拟的弹体滚转角速率，ω_f为需要模拟的弹体俯仰角速率；

(3)根据所述步骤(1)和(2)中计算的L和D将固定块、投放固定器、弹体和调节绳安装于投放平台；

(4)按试验测试要求做好其他试验观测准备后，触发投放固定器，释放弹体；

(5)弹体下落过程在调节绳的作用下按预先设计发生姿态俯仰和滚转失稳；弹体失稳后，伞仓达到预定延时时间触发开伞动作，伞仓内的减速伞抛出并开伞，观测弹体失稳姿态下的开伞过程及伞弹干扰情况，获得弹体失稳时的开伞规律，完成试验。

本发明的有益效果在于：

由于增加了调节绳和固定块对弹体的初始失稳状态进行了控制，所以通过本发明进行非稳定弹体空投开伞模拟试验，具有以下优点：

(1)可以在给定飞行速度下预先设定失稳滚转角速率和俯仰角速率；

(2)可以获取系列飞行速度、失稳滚转角速率以及失稳俯仰角速率条件下的弹体开伞规律；

(3)可以通过预设滚转角速率和俯仰角速率来模拟实际弹体飞行姿态下的开伞过程，为弹体失稳姿态下开伞研究提供了更有效的试验方法，满足了空投或抛撒武器的研制需求。

附图说明

图1是本发明所述非稳定弹体空投开伞模拟试验装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明所述非稳定弹体空投开伞模拟试验装置包括弹体8、投放平台1、投放固定器2和调节绳5，弹体8的后端设有伞仓4，弹体8的中段通过投放固定器2安装于投放平台1的下面，投放平台1的下面位于投放固定器2和伞仓4之间的位置设有固定块3，调节绳5的一端与固定块3连接，调节绳5的另一端缠绕弹体8后通过绳销6与弹体8连接，绳销6为带有绳环的插销，绳销6与弹体8之间为间隙配合。

如图1所示，本发明所述非稳定弹体空投开伞模拟试验装置采用的试验方法，包括以下步骤：

(1)根据以下公式确定调节绳5在弹体8上的缠绕长度L：

式中，r为弹体8的半径，g为重力加速度，ω₀为需要模拟的弹体8的滚转角速率；

(2)根据以下公式确定固定块3与弹体8的质心7之间的距离D：

式中，r为弹体8的半径，J_f为弹体8在俯仰方向的转动惯量，m为弹体8的质量，ω₀为需要模拟的弹体8的滚转角速率，ω_f为需要模拟的弹体8的俯仰角速率；

(3)根据所述步骤(1)和(2)中计算的L和D将固定块3、投放固定器2、弹体8和调节绳5安装于投放平台1；

(4)按试验测试要求做好其他试验观测准备后，触发投放固定器2，释放弹体8；

(5)弹体8下落过程在调节绳5的作用下按预先设计发生姿态俯仰和滚转失稳；弹体8失稳后，伞仓4达到预定延时时间触发开伞动作，伞仓4内的减速伞抛出并开伞，观测弹体8失稳姿态下的开伞过程及伞弹干扰情况，获得弹体8失稳时的开伞规律，完成试验。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (3)

1.一种非稳定弹体空投开伞模拟试验装置，其特征在于：包括弹体、投放平台、投放固定器和调节绳，所述弹体的后端设有伞仓，所述弹体的中段通过所述投放固定器安装于所述投放平台的下面，所述投放平台的下面位于所述投放固定器和所述伞仓之间的位置设有固定块，所述调节绳的一端与所述固定块连接，所述调节绳的另一端缠绕所述弹体后通过绳销与所述弹体连接，所述绳销为带有绳环的插销。

2.根据权利要求1所述的非稳定弹体空投开伞模拟试验装置，其特征在于：所述绳销与所述弹体之间为间隙配合。

3.一种如权利要求1或2所述的非稳定弹体空投开伞模拟试验装置采用的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)根据以下公式确定所述调节绳在所述弹体上的缠绕长度L：

$L=\frac{3r^2{\mathrm{\ω}}_0^2}{4g}$

式中，r为弹体半径，g为重力加速度，ω₀为需要模拟的弹体滚转角速率；

(2)根据以下公式确定所述固定块与所述弹体的质心之间的距离D：

$D=\frac{2J_f{\mathrm{\ω}}_f}{\mathrm{mr}{\mathrm{\ω}}_o}$

式中，r为弹体半径，J_f为弹体俯仰方向的转动惯量，m为弹体质量，ω₀为需要模拟的弹体滚转角速率，ω_f为需要模拟的弹体俯仰角速率；

(3)根据所述步骤(1)和(2)中计算的L和D将固定块、投放固定器、弹体和调节绳安装于投放平台；

(4)按试验测试要求做好其他试验观测准备后，触发投放固定器，释放弹体；

(5)弹体下落过程在调节绳的作用下按预先设计发生姿态俯仰和滚转失稳；弹体失稳后，伞仓达到预定延时时间触发开伞动作，伞仓内的减速伞抛出并开伞，观测弹体失稳姿态下的开伞过程及伞弹干扰情况，获得弹体失稳时的开伞规律，完成试验。