[发明专利]一种空投装备气囊缓冲系统的仿真设计方法

摘要

本发明涉及结构仿真设计技术领域，特指一种空投装备气囊缓冲系统的仿真设计方法，该方法包括空投装备气囊缓冲系统的仿真计算和空投装备气囊缓冲系统的参数匹配设计，不仅可以应用于空投装备气囊缓冲系统的前期开发设计阶段，通过计算机的仿真计算和匹配设计的手段获得气囊缓冲系统的基本结构参数，无需通过实际装备气囊缓冲系统进行试验，简化了试验的手段，减少了试验的次数，降低了研发的成本；还可以应用于已有气囊缓冲系统，对已有气囊缓冲系统进行仿真分析，为空投装备及气囊缓冲系统的可靠性评估提供重要的数据。

主权项

一种空投装备气囊缓冲系统的仿真设计方法，其特征在于，该方法包括空投装备气囊缓冲系统的仿真计算和空投装备气囊缓冲系统的参数匹配设计；所述空投装备气囊缓冲系统的仿真计算包括如下步骤：A．建立单气室气囊的解析模型：将单气室气囊简化为带有排气口的活塞汽缸，利用气体热力学基本理论推导出气囊的排气口流量方程，在此基础上建立了单气室气囊的解析模型；B．建立双气室气囊的解析模型：所述双气室气囊包括主气囊和辅气囊，主气囊与辅气囊相互连通；先推导出主气囊的排气口流量方程和辅气囊的排气口流量方程，再利用辅气囊内气体质量等于主气囊排入辅气囊的空气的质量与辅气囊向大气排出空气的质量之差的关系，建立双气室气囊的解析模型；C．通过计算机建立单气室气囊和双气室气囊的仿真模型；D．计算机分别获得单气室气囊和双气室气囊的仿真模型的输入参数，所述单气室气囊的仿真模型的输入参数包括：气囊底面积、气囊高度、着陆初速度、排气口面积、外界温度、初始压强和载荷质量，所述双气室气囊的仿真模型的输入参数包括气囊底面积、气囊高度、着陆初速度、主气囊排气口面积、辅气囊排气口面积、外界温度、初始压强、载荷质量、辅气囊体积与主气囊体积之比；E．计算机分别对单气室气囊及双气室气囊的仿真模型进行求解，得到空投装备气囊缓冲系统的缓冲特性曲线及空投装备的最大加速度和最大着陆末速度；所述空投装备气囊缓冲系统的参数匹配设计包括如下步骤：A. 建立单气室气囊的无量纲解析模型；B. 通过计算机建立单气室气囊的无量纲仿真模型；C. 根据设计要求，计算机获得无量纲仿真模型的输入参数，所述输入参数包括载荷质量、最大加速度、着陆初速度、最大着陆末速度及气囊底面积；D. 计算机对无量纲仿真模型进行求解，得到气囊设计的结构参数，所述结构参数包括排气口面积和气囊高度；E. 计算机对结构参数的匹配设计结果进行仿真验证, 验证结构参数的合理性。