[发明专利]一种基于风洞试验数据的降落伞综合性能评估方法及系统

说明书

一种基于风洞试验数据的降落伞综合性能评估方法及系统，用于对降落伞装置的综合性能做定量的评估计算，利用降落伞的风洞动态开伞试验获取降落伞装置在有效试验时间段内，于天平坐标系中的实时试验数据，并对齐动态开伞过程天平力与风速管动压对应的时间戳；根据实时试验数据与降落伞名义面积，计算用于表征降落伞阻力特性、动载特性、稳定特性的实时参数；建立降落伞综合性能计算模型I，将所得实时参数代入至降落伞综合性能计算模型I中，确定能够表征降落伞综合性能的指数P。

技术领域

本发明涉及一种基于风洞试验数据的降落伞综合性能评估方法及系统，属于航空航天气动减速技术领域。

背景技术

在航空航天气动减速领域，降落伞是一种使用最为广泛的高效气动减速与稳定装置。不同种类降落伞具有不同的性能特点，对应的主要适用场景也不一样。降落伞的性能主要体现在阻力特性、稳定性、开伞特性等方面，其中阻力特性主要用阻力系数来衡量，稳定性主要用运动摆角来衡量，开伞特性主要用开伞动载系数来衡量。

综合而言，阻力系数越高、摆动角越小、动载系数越小的伞的综合性能越好，但实际条件下并不存在各方面特性均表现优良的伞型。由于缺乏对不同伞型做综合性能定量评估计算方法，工程实践中往往依据以往的应用经验或单方面参数来进行伞型选取，这不可避免得会造成伞型选取受经验因素影响大和伞型选取不优化的问题；同样的，对某一种伞型做结构改进来提升其综合性能时，缺乏定量的综合性能评估方法，会直接造成多种改进伞型优选过程评价指标不量化或优选目标伞型不唯一的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，缺少对各方面特性都能够进行评估的评价方法的问题，提出了一种基于风洞试验数据的降落伞综合性能评估方法及系统。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种基于风洞试验数据的降落伞综合性能评估方法，包括：

利用降落伞的风洞动态开伞试验获取降落伞装置在有效试验时间段内，于天平坐标系中的实时试验数据，并对齐动态开伞过程天平力与风速管动压对应的时间戳；

根据实时试验数据与降落伞名义面积，计算用于表征降落伞阻力特性、动载特性、稳定特性的实时参数；

建立降落伞综合性能计算模型I，将所得实时参数代入至降落伞综合性能计算模型I中，确定能够表征降落伞综合性能的指数P。

获取降落伞装置的实时试验数据并对齐时间戳的具体步骤为：

确定包括降落伞装置于天平坐标系中x、y、z方向上产生的轴向力F_x、测向力F_y、法向力F_z及实测修正动压q'作为实时试验数据，并标记有效时间段内的对应时间戳；

将降落伞装置在天平坐标轴x方向上产生的轴向力F_x数据的突变点作为动态开伞过程起始时间点，并标记为时间戳；

通过风速管记录的时间戳与标记的时间戳进行对齐，并并标注动态开伞试验过程的开始和结束时刻。

计算表征不同特性的实时参数的步骤具体为：

根据天平记录的实时试验数据计算降落伞产生的气动合力F_t；

测量降落伞名义面积A₀，根据实测修正动压q'及气动合力F_t，计算降落伞的阻力系数C_DA，并计算动态开伞后稳定工作阶段阻力系数的平均值(C_DA)_mean；