航天器降落伞减速系统动力学

目录第1章概论11.1降落伞的应用与发展11.2航天器降落伞减速着陆技术41.2.1航天器降落伞减速着陆技术概述41.2.2航天器降落伞减速着陆技术的发展61.2.3航天器降落伞减速着陆过程101.3航天器降落伞减速系统动力学161.3.1降落伞拉直动力学161.3.2降落伞充气动力学191.3.3降落伞稳定下降动力学211.3.4降落伞动力学参数辨识211.3.5降落伞动力学仿真软件22第2章降落伞气动减速装置242.1降落伞的组成及主要设计参数242.1.1降落伞的组成242.1.2降落伞的主要设计参数252.2常用降落伞的结构272.2.1平面圆形伞342.2.2截锥形伞342.2.3锥形带条伞342.2.4环缝伞352.2.5无肋导向面伞352.2.6环帆伞362.2.7盘缝带伞362.2.8方形伞362.2.9十字形伞372.2.10可控翼伞372.3降落伞的开伞过程372.3.1开伞过程概述372.3.2航天器降落伞开伞过程402.4降落伞的充气性能412.4.1充气时间412.4.2伞衣阻力面积变化432.4.3开伞动载45第3章物伞系统动力学基础513.1刚体动力学模型513.1.1一般刚体动力学模型513.1.2考虑附加质量的刚体动力学方程543.1.3刚体运动学方程573.2降落伞动力学模型583.2.1降落伞的几何参数583.2.2降落伞的质量参数593.2.3降落伞动力学方程613.2.4降落伞的气动力623.3物伞系统动力学模型633.3.1一般物伞系统多体动力学模型633.3.2不同自由度的物伞系统动力学模型65第4章航天器降落伞减速系统动力学建模784.1航天器降落伞系统动力学模型784.1.1飞船降落伞减速系统784.1.2简化假设与坐标系定义794.1.3返回舱动力学模型804.1.4降落伞动力学模型824.1.5吊挂约束模型854.2单舱下降阶段动力学模型894.3拉直阶段动力学模型894.3.1模型假设894.3.2伞包动力学模型904.3.3约束模型904.3.4初始条件和终止条件914.4充气阶段动力学模型914.4.1简化假设914.4.2阻力面积随时间的变化924.4.3收口伞衣的充满时间924.4.4质量和转动惯量934.4.5附加质量及其变化率954.4.6充气阶段降落伞的动力学方程954.4.7初始条件和终止条件964.5稳定下降阶段动力学模型974.5.1质量和转动惯量974.5.2全张满阶段动力学方程97第5章伞舱盖弹射分离动力学995.1降落伞的开伞方式995.1.1弹伞筒弹射开伞1005.1.2弹伞器弹射开伞1005.1.3弹伞舱盖牵引开伞1005.1.4引导伞牵引开伞1005.2弹伞分离动力学模型1005.2.1动力学模型1015.2.2方程的分析解1045.3柔性绳索的多节点质量阻尼弹簧模型1095.3.1坐标系定义1095.3.2质量阻尼弹簧模型的动力学方程1115.4弹伞舱盖拉伞包过程动力学模型1135.4.1模型假设和坐标系定义1145.4.2伞舱盖动力学方程1155.4.3伞包动力学方程1175.4.4连接约束模型1175.5柔性绳索的连续模型1205.5.1坐标系建立1205.5.2空间连续绳索的动力学方程1215.5.3连续绳索动力学模型的简化1235.6伞舱盖拉伞包过程的连续模型1245.6.1基本假设1245.6.2坐标系建立1245.6.3边界条件1255.6.4初始条件1265.6.5模型求解流程127第6章航天器降落伞拉直动力学与抽打现象1286.1降落伞直线拉出模型1286.2大型降落伞拉直动力学模型1306.2.1大型降落伞拉直过程阶段划分1316.2.2主伞拉直过程各阶段的动力学模型1316.3大型降落伞拉直过程中的抽打现象分析1426.3.1抽打现象的特征参数定义1436.3.2抽打现象的特点分析1446.3.3抽打现象的形成原因分析1466.3.4抽打现象的影响因素分析148第7章航天器降落伞减速系统动力学参数辨识方法1497.1降落伞动力学参数辨识概述1497.1.1辨识特点1497.1.2辨识算法1507.2基于极大似然法的充气阶段参数辨识1517.2.1算法原理1517.2.2辨识流程1537.2.3降落伞充气参数辨识1537.3基于遗传算法的稳定下降阶段参数辨识1567.3.1算法原理1567.3.2辨识流程1577.3.3降落伞气动力参数辨识158第8章航天器降落伞减速系统试验光测图像分析方法1638.1光测图像分析的基本原理1638.1.1坐标系定义1638.1.2光学成像基本原理1648.1.3双目视觉基本原理1658.2机载光测图像分析方法1668.2.1机载光测图像的特点1678.2.2机载光测图像预处理1688.2.3伞衣区域分割1738.2.4机载光测图像分析1758.3地面光测图像分析方法1788.3.1地面光测图像的特点1788.3.2地面光测图像的预处理1798.3.3降落伞区域分割1808.3.4地面光测图像分析190第9章航天器翼伞减速系统动力学1939.1翼伞概述1949.1.1典型结构1949.1.2翼伞的主要术语及定义1959.1.3气动力特性1989.1.4减速和雀降性能1999.1.5开伞控制方法2009.1.6折叠包装2019.1.7工作过程2029.2翼伞系统的动力学模型2039.2.1几何参数2039.2.2附加质量2049.2.3六自由度模型2069.2.4八自由度刚性铰接模型2139.2.5十二自由度非刚性连接模型2199.3翼伞系统的归航轨迹设计2219.3.1轨迹设计中的质点模型2219.3.2翼伞系统的分段归航设计223第10章航天器降落伞减速半实物仿真系统22910.1系统动力学仿真架构22910.1.1仿真框架的构建思路23010.1.2模型的分解23010.1.3模型的连接23210.2航天器降落伞减速着陆仿真框架的实现23310.2.1降落伞减速着陆仿真框架的层次结构23310.2.2航天器降落伞减速着陆系统阶段模型的转换23610.3航天器降落伞减速着陆半实物仿真系统关键技术23710.3.1航天器降落伞减速着陆半实物仿真系统结构组成23710.3.2航天器降落伞减速着陆半实物仿真系统网络设计23910.3.3航天器降落伞减速着陆半实物仿真系统实时控制24010.3.4航天器降落伞减速着陆半实物仿真系统运行流程24210.4减速着陆动力学仿真子系统24410.4.1减速着陆动力学仿真子系统结构和设计24410.4.2回收程序控制装置模拟程序设计24510.5环境压力模拟子系统24910.5.1返回舱取压孔附近压力系数24910.5.2环境压力模拟子系统组成和运行流程25010.6程控自动测试与IO子系统25110.6.1IO子系统组成25110.6.2IO子系统的技术实现252第11章航天器降落伞减速系统试验方法25411.1相似准则25411.1.1马赫数25511.1.2雷诺数25511.1.3弗劳德数25511.1.4斯特劳哈尔数25511.1.5质量比25611.1.6结构特性25611.2风洞试验25611.2.1风洞试验装置25711.2.2常规风洞试验26311.2.3动态开伞试验26911.2.4流动显示试验27011.2.5翼伞风洞试验27211.2.6数据修正方法27311.3空投试验27611.3.1伞塔投放试验27711.3.2飞机空投试验27711.3.3浮空气球空投试验27811.3.4探空火箭空投试验28011.4其他试验方法28111.4.1拖曳试验28111.4.2水洞试验282参考文献284