基于龍格-庫塔算法對降落傘空投的研究

摘 要:以降落傘空投系統中的降落傘拉直和充氣過程以及物傘系統的穩定降落過程為研究目標，采用動力學分析法建立了物傘空投系統完整的運動模型，提出了多吊帶系統分析和物傘系統夾角變化的新方法。根據已有的降落傘性能計算模型和物傘系統運動模型，采用龍格-庫塔法對降落傘空投全過程進行了仿真。通過參數調試來分析空投高度﹑降落傘的名義面積等因素對降落傘空投系統的影響，指出了實際系統的改進方向，為降落傘空投系統的設計提供了理論依據。

關鍵詞:降落傘空投; 運動模型; 龍格-庫塔法; 計算機仿真

中圖分類號:TN911.7; TP391.9 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)14-0124-03

Research for Parachute Airdrop Based on Runge-Kutta Algorithm

WANG Jing-zhi， CHEN Hong-lin

(Department of Electronics and Information， Northwestern Polytechnic University， Xi’an 710129， China)

Abstract: Focused on the parachute deployment and inflation， and the trajectory of cargo parachute system in the parachute airdrop system， the trajectory model of cargo parachute system was built with the dynamics method. The analytic method of the multi-sling system and angle between the cargo and parachute system is proposed. The process of the parachute airdrop was simulated with Runge-Kutta algorithm on the basis of parachute performance model and carge parachute system trajectory model. With the analysis of the effect of everal factors concerned with the airdrop such as height of airdrop and parachute resistance coefficient on the parachute airdrop system. The improvement direction of the available actual systems is pointed out which provides a theoretic base for the design of cargo parachute airdrop system.

Keywords: parachute airdrop; trajectory model; Runge-Kutta algorithm; computerized simulation

2008年我國大型飛機項目正式立項，大型飛機項目是一個國家工業、科技水平和綜合實力的集中體現，對增強中國的綜合國力、科技實力和國際競爭力，使中國早日實現現代化具有極為重要的意義。由于載機的載重、貨艙尺寸和接口關系不同，與其相適應的各型空投系統就有很大不同。因此，在載機研發的同時，需要發展空投系統和精確空投技術。空投是指利用降落傘將人員和物資投送到指定地點的一種技術，是部隊投送彈藥裝備等物資補給和兵力部署的重要手段。

空投系統的研制必須全面考察系統運動特性以保障空投過程的安全。一般研究手段包括投放試驗、風洞試驗和數字仿真等。國內外對于各種降落傘空投系統[1] 開展了很多研究，建立了不同復雜程度的計算模型，但是沒有對降落傘的開傘以及附加質量等問題進行分析研究，這些是精確空投系統仿真必須考慮的關鍵問題。……