[發明專利]一種空投裝備氣囊緩沖系統的仿真設計方法

有效

• 申請號: 201210240690.9
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102799726A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 王紅巖;芮強;牛四波;呂哲源;郝貴祥;洪煌杰;李建陽;陳鵬
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍裝甲兵工程學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 張明

1.一種空投裝備氣囊緩沖系統的仿真設計方法，其特征在于，該方法包括空投裝備氣囊緩沖系統的仿真計算和空投裝備氣囊緩沖系統的參數匹配設計；

所述空投裝備氣囊緩沖系統的仿真計算包括如下步驟：

A．建立單氣室氣囊的解析模型：將單氣室氣囊簡化為帶有排氣口的活塞汽缸，利用氣體熱力學基本理論推導出氣囊的排氣口流量方程，在此基礎上建立了單氣室氣囊的解析模型；

B．建立雙氣室氣囊的解析模型：所述雙氣室氣囊包括主氣囊和輔氣囊，主氣囊與輔氣囊相互連通；先推導出主氣囊的排氣口流量方程和輔氣囊的排氣口流量方程，再利用輔氣囊內氣體質量等于主氣囊排入輔氣囊的空氣的質量與輔氣囊向大氣排出空氣的質量之差的關系，建立雙氣室氣囊的解析模型；

C．通過計算機建立單氣室氣囊和雙氣室氣囊的仿真模型；

D．計算機分別獲得單氣室氣囊和雙氣室氣囊的仿真模型的輸入參數，所述單氣室氣囊的仿真模型的輸入參數包括：氣囊底面積、氣囊高度、著陸初速度、排氣口面積、外界溫度、初始壓強和載荷質量，所述雙氣室氣囊的仿真模型的輸入參數包括氣囊底面積、氣囊高度、著陸初速度、主氣囊排氣口面積、輔氣囊排氣口面積、外界溫度、初始壓強、載荷質量、輔氣囊體積與主氣囊體積之比；

E．計算機分別對單氣室氣囊及雙氣室氣囊的仿真模型進行求解，得到空投裝備氣囊緩沖系統的緩沖特性曲線及空投裝備的最大加速度和最大著陸末速度；

所述空投裝備氣囊緩沖系統的參數匹配設計包括如下步驟：

A.?建立單氣室氣囊的無量綱解析模型；

B.?通過計算機建立單氣室氣囊的無量綱仿真模型；

C.?根據設計要求，計算機獲得無量綱仿真模型的輸入參數，所述輸入參數包括載荷質量、最大加速度、著陸初速度、最大著陸末速度及氣囊底面積；

D.?計算機對無量綱仿真模型進行求解，得到氣囊設計的結構參數，所述結構參數包括排氣口面積和氣囊高度；

E.?計算機對結構參數的匹配設計結果進行仿真驗證,?驗證結構參數的合理性。

2.根據權利要求1所述的空投裝備氣囊緩沖系統的仿真設計方法，其特征在于：所述排氣口流量方程為：????????????????????????????????????????????????

，式中為排氣口氣體流量變化率；P為氣囊內氣體壓強；為氣囊外大氣壓強；為空氣的絕熱指數；?R為熱力學氣體常數；為氣囊內氣體初始絕對溫度；為氣囊內氣體初始壓強；K為流量系數；為排氣孔面積。

3.根據權利要求1所述的空投裝備氣囊緩沖系統的仿真設計方法，其特征在于：所述空投裝備氣囊緩沖系統的參數匹配設計中的氣囊的無量綱解析模型為：

，式中y表示任意時刻氣囊高度與氣囊初始高度的比值；T表示無量綱時間參量；表示氣囊內壓強與外界大氣壓的比值；H表示無量綱氣囊高度參量；Z表示無量綱氣囊載荷參量；B為無量綱氣囊排氣口參量；?、、為關于的無量綱參量，具體公式為：；；。

4.根據權利要求1-3任意一項所述的空投裝備氣囊緩沖系統的仿真設計方法，其特征在于：所述計算機為設置有MATLAB軟件的計算機。