《飛船返回艙降落傘系統動力學》針對返回艙—降落傘回收系統中若干關鍵動力學問題。給出了一般降落傘的動力學、一種開鏈式多體系統和柔性繩索的動力學模型；採用阻尼彈簧模型和多體模型研究降落傘拉直過程中的”繩帆”現象；採用流固耦合模型研究降落傘的初始充氣和主充氣動力學特性；利用黏性渦方法計算了完全張開的傘衣上的氣動力；提出了通用的吊掛系統建模方法，以及傘艙系統綜合動力學模型，研究了整個降落傘回收過程的動力學特性。 《飛船返回艙降落傘系統動力學》可作為航空航天、力學等專業學生，以及從事相關工程技術人員的參考書。
本書針對返回艙降落傘回收系統中若干關鍵動力學問題" 給出了一般降落傘的動力學，一種開鏈式多體系統和柔性繩索的動力學模型，採用阻尼彈簧模型和多體模型研究降落傘拉直過程中的繩帆現象，採用流固耦合模型研究降落傘的初始充氣和主充氣動力學特性，利用黏性渦方法計算了完全張開的傘衣上的氣動力，提出了通用的吊掛系統建模方法，以及傘艙系統綜合動力學模型，研究了整個降落傘回收過程的動力學特性。
基本介紹
- 書名：飛船返回艙降落傘系統動力學
- 作者：張青斌 唐乾剛
- ISBN：978-7-118-09039-0
- 類別：科學與自然
- 頁數：203
- 定價：62.00
- 出版社：國防工業出版社
- 出版時間：2013年8月
- 裝幀：精裝
- 開本：16
圖書目錄
第一章緒論1
1.1載人飛船降落傘回收系統1
1.2降落傘關鍵動力學問題3
1.2.1降落傘的工作過程3
1.2.2降落傘的拉直過程3
1.2.3降落傘的充氣過程6
1.2.4穩定下降過程12
1.2.5轉化吊掛過程15
1.3本書主要內容15
第二章降落傘動力學17
2.1物體在理想流體中的運動17
2.2降落傘的動力學方程23
第三章一類開鏈式多剛體的CFA算法30
3.1旋量形式的剛體動力學方程30
3.2CFA仿真算法33
3.2.1系統描述33
3.2.2鉸約束力遞推關係35
3.2.3仿真算法39
3.3一個簡單算例40
3.3.1方法1:拉格朗日法40
3.3.2方法2：CFA遞推算法41
第四章繩索動力學44
4.1繩索的幾何非線性特徵44
4.2繩索的阻尼彈簧模型46
4.2.1模型描述46
4.2.2繩段單元內力的計算47
4.2.3繩段單元外力的計算48
4.2.4系統動力學方程51
4.3繩索的多剛體模型52
4.3.1模型描述52
4.3.2約束力遞推關係54
4.4繩索的連續模型56
4.4.1繩索的運動描述56
4.4.2系統的動力學方程58
第五章降落傘拉直過程動力學61
5.1Wolf直線拉出模型61
5.2拉直過程的阻尼彈簧模型63
5.2.1模型假設63
5.2.2減速傘的動力學方程64
5.2.3傘包的動力學方程66
5.2.4拉出繩段結點的動力學方程67
5.2.5正在拉出傘繩結點的動力學方程69
5.2.6返回艙的動力學方程70
5.3拉直過程的多剛體模型70
5.3.1模型描述70
5.3.2拉直過程的CFA算法71
5.4計算結果與分析72
5.4.1拉直過程中偏離距離的定義72
5.4.2拉直過程的初始條件73
5.4.3高空突風對主傘拉直過程的影響73
5.4.4減速傘阻力面積對主傘拉直過程的影響78
5.4.5繫繩力（捆綁帶強度）對主傘拉直過程的影響79
5.4.6含有部分傘衣抖出運動的拉直過程81
5.5動力學模型驗證與分析84
5.5.1與Purvis計算結果的比較84
5.5.2多剛體與阻尼彈簧模型仿真結果的相互對比86
5.5.3與空投試驗的對比88
第六章降落傘充氣性能的計算90
6.1降落傘的幾何描述參數90
6.2傘衣充滿條件92
6.3傘衣阻力面積變化92
6.3.1一次充滿的傘衣93
6.3.2收口傘衣94
6.4傘衣充滿時間95
6.4.1無收口密實傘衣充滿時間的計算95
6.4.2無收口開縫傘充滿時間的計算98
6.4.3收口傘衣充滿時間的計算98
6.5開傘力99
6.6套用算例101
6.6.1平面密實圓傘充滿時間的計算101
6.6.2飛船減速傘充氣性能的估算102
6.6.3飛船主傘充氣性能的估算103
第七章考慮流固耦合的充氣動力學106
7.1傘系統質量阻尼彈簧模型106
7.2初始充氣階段傘衣周圍流場模型110
7.2.1基本假設111
7.2.2傘衣內部壓力分布111
7.3主充氣階段傘衣周圍流場模型114
7.3.1基本假設114
7.3.2方程推導114
7.4計算結果及分析116
7.4.1初始充氣模型的結果及分析116
7.4.2主充氣階段模型的結果及分析118
第八章用黏性渦方法計算傘衣繞流124
8.1渦方法的理論基礎125
8.1.1流體控制方程125
8.1.2渦方法126
8.1.3物體所受氣動力的計算129
8.2渦方法的數值實現130
8.2.1物面的離散及物面產生渦量的計算132
8.2.2利用快速多極子算法計算各渦元的誘導速度136
8.2.3渦元的黏性擴散139
8.2.4物面剪下渦量的脫落142
8.2.5物體氣動力計算142
8.3方法及計算程式的驗證143
8.3.1卡門渦街的形成過程144
8.3.2圓柱表面壓力分布145
8.3.3圓柱的阻力係數及升力係數146
8.4傘衣上氣動力的計算149
第九章充氣過程中尾流再附現象的動力學分析155
9.1尾流再附現象的動力學模型155
9.1.1物—傘系統的運動方程155
9.1.2傘衣尾流運動方程157
9.1.3傘衣與尾流之間的動量傳遞158
9.1.4方程求解159
9.2模型驗證159
9.3套用算例161
第十章吊掛系統新的建模方法164
10.1問題描述164
10.2約束方程166
10.2.1傘繩結點的力平衡方程166
10.2.2中間點的力平衡方程166
10.3方程組的求解167
10.3.1張力—應變曲線167
10.3.2初始值168
10.3.3疊代算法168
10.4套用算例168
第十一章傘艙蓋與傘—艙組合體相對運動分析172
11.1傘—艙組合體的動力學模型173
11.1.1坐標系的定義173
11.1.2穩定下降過程中傘—艙組合體的動力學方程173
11.1.3拉直過程的動力學方程177
11.1.4降落傘充氣過程的動力學方程179
11.2傘艙蓋的動力學模型181
11.2.1坐標系定義181
11.2.2傘艙蓋動力學方程182
11.2.3傘艙蓋彈射分離動力學模型與運動方程183
11.3動力學模型驗證與分析183
11.4計算結果與分析186
11.4.1傘—艙組合體“幾何參考半徑”的確定186
11.4.2傘艙蓋和傘—艙組合體相對運動統計特徵的
計算與分析189
11.5干擾因素的靈敏度分析196
11.5.1正交試驗設計196
11.5.2極差分析與方差分析197
11.5.3數值結果分析199
參考文獻201
