牵顶伞影响主伞充气：流固耦合模拟分析

"牵顶伞对主伞充气过程的影响 (2010年)，张红英等人通过建立流固耦合数学模型，分析了牵顶伞在主伞充气过程中的作用。研究发现牵顶伞对主伞的充气动态有显著影响。" 本文详细探讨了牵顶伞在主伞充气过程中所起的作用，旨在了解这一辅助设备如何改变主伞的性能和开伞动载。首先，作者构建了一个包括有无牵顶伞情况下的主伞充气阶段的流固耦合数学模型，通过数值模拟来观察主伞在不同条件下的充气行为。 研究表明，牵顶伞的存在使得主伞在开伞过程中的平均速度增加，这可能是因为牵顶伞提供了额外的引导和稳定性。同时，有牵顶伞时主伞的收口阻力特征减小了约30%，这意味着伞的阻力分布更加均匀，可能有利于控制主伞的展开速度和姿态。 在过载方面，有牵顶伞时第一峰值过载呈现减少趋势，降低了主伞在开启瞬间的冲击负荷，而第二峰值过载则增加了约36%，这表明在主伞完全展开的阶段，牵顶伞可能会导致更大的张力。这可能是由于牵顶伞在主伞充气后期的阻力影响，使得伞衣张开速度有所不同。 进一步的研究显示，牵顶伞阻力特征的增大可以缩短初始充气时间和距离，但并不会显著改变初始充气结束时的速度。尽管如此，它确实影响了开伞峰值、收口阻力特征、充满时间和充满距离。这表明牵顶伞的设计参数对主伞性能有显著影响。 在实际充气过程中，有牵顶伞的主伞在初始阶段伞衣张开较慢，导致伞衣形状更细长。然而，在解除收口绳后，由于牵顶伞的阻力显著减小，无论是有无牵顶伞，伞衣的最终形态差异不大。 牵顶伞在主伞充气过程中的作用复杂且多方面，它既能改善开伞速度和稳定性，也可能导致某些阶段的过载增加。这项研究对于优化降落伞设计，特别是对于确保空投设备的安全性和有效性具有重要的理论指导意义。通过调整牵顶伞的阻力特征，可以进一步精细化控制主伞的充气过程，从而提高整体系统的可靠性和安全性。