考虑艇身弹性的起落装置着陆仿真分析

目的研究软式飞艇着陆时,艇身弹性对起落装置的影响。方法建立软式飞艇艇身和起落装置的等效模型,并在LMS仿真平台中建立虚拟样机,仿真出考虑艇身弹性时起落装置着陆的动态响应。结果仿真结果显示出弹性艇身能够起到吸收和耗散能量的作用,减轻着陆时起落装置的过载和回弹次数。结论艇身弹性可以降低起落装置载荷,延长起落装置寿命,增加飞艇的安全性。     

临近空间环境对飞艇蒙皮织物材料力学性能的影响研究

目的研究飞艇蒙皮材料在临近空间环境下的力学特性。方法根据临近空间环境的特征参数,制定空间环境地面模拟实验方案,包括高低温、紫外环境和臭氧环境下地面模拟实验方案。然后以聚氨酯涂覆Nylon织物为例,研究临近空间环境对飞艇蒙皮材料力学特性的影响,并通过红外红外光谱和原子力显微镜研究其影响机理。结果与未经高低温循环相比,弹性模量增加了11%,拉伸强度的最大变化不超过5%;经过48～240h紫外线辐照后,弹性模量提高了22%～34%,拉伸强度几乎没有变化;通过臭氧老化后,材料弹性模量的增加幅值约为6%,拉伸强度逐渐降低。结论紫外辐射对于聚氨酯涂覆Nylon织物材料弹性模量的提升效应大于高低温和臭氧老化,但对其强度的影响明显小于高低温和臭氧老化,臭氧老化对材料强度影响大于高低温和紫外辐射。     

平流层飞艇囊体材料老化测试研究概述

基于对国内外有关囊体材料老化测试研究文献的充分调研,综述了囊体材料老化机理、老化试验方法、试验对象的选取、性能影响表征与评价等方面的研究现状,老化后的囊体材料常用形貌表征、拉伸测试、透氦率表征及化学结构表征等4种表征方法。鉴于当前对平流层飞艇囊体老化研究缺乏统一的评价指标,且大多研究在囊体材料老化性能验证方面存在不足,提出了后续研究的手段和方向,为浮空器囊体材料的可靠性测试研究和发展提供参考。     

温度对平流层飞艇囊体材料渗漏性能的影响

目的对飞艇囊体材料的渗漏特性进行研究,以预测飞艇设计是否满足需求。方法采用细观力学有限元方法,通过微裂纹密度以及平均裂纹开口大小求解氦气渗漏路径的横截面积,进而预报飞艇囊体的初始渗漏速率,并计算昼夜循环温度下飞艇囊体的渗漏速率及压力变化情况。结果昼夜循环的温度变化导致飞艇内外压差、氦气渗漏速率均发生变化,且均与温度呈正相关。结论该方法能够预报平流层飞艇的极限驻空时长,并为平流层飞艇的设计提供技术支持。     

平流层飞艇昼夜驻空蒙皮热特性研究

目的分析平流层飞艇蒙皮在不同空速下的热特性,为平流层飞艇蒙皮材料的选择以及其驻空性能的分析提供参考和指导。方法基于CFD数值分析方法,建立外部热源模型,囊体内部自然对流和囊体外部强迫对流分析的综合方法。通过数值仿真分析典型飞艇在不同空速下的热特性,得出飞艇囊体内部的氦气平均温度随着热环境的周期变化,会产生周期性变化。结果在1m/s的较低空速下,飞艇昼夜氦气温差达到46 K,蒙皮昼夜最小温度出现在晚上,约为180 K,最大温度出现在正午时分,温度约为280 K。在10 m/s的空速下,飞艇昼夜氦气温差达到29 K,蒙皮昼夜最小温度约为190 K,最大温度为280 K。结论在飞艇设计中,蒙皮材料选择时考虑温度的影响。所建立的热分析方法以及得到的热特性,可为平流层飞艇蒙皮材料的选择提供参考和指导。     

低成本轻质复合蒙布在飞艇尾翼中的应用

目的研究一种低成本轻质复合蒙布设计,为中小型飞艇尾翼提供蒙皮材料。方法通过材料选型、连接设计、典型的复合蒙布性能测试。结果实现了该型蒙布在某大型飞艇尾翼中的应用,表现出了良好的力学性能、可靠性与维修性。结论结构质量与同等强度的气囊材料相比约轻30%。同时,该型复合蒙布还可用于飞艇框架结构的装饰,具有较高的使用价值。     

基于低空飞艇的突发事件应急监测系统

稳定高效的高点监控对应急处置有非常重要的作用。该文提出了一种基于低空飞艇的突发事件应急监测系统,实现在复杂环境下应急现场的实时监测。系统包含三个部分：视频预处理和目标追踪;目标的自动照准和定位;远程探测监测。利用稳像和跟踪技术实现视频预处理和目标跟踪,应用基于Harris角点的帧间运动估计稳定视频,使用基于GPS航迹信息的Kalm an-平均滤波方法分离主观运动和非主观运动,使用基于M ean Sh ift方法跟踪目标。通过三维云台电机的自动控制以及艇载GPS和三维罗盘实现对目标的自动照准及定位,利用小型投掷系统实现远程探测监测。该文提出的低空飞艇应急监测系统为突发事件现场实时监测提供了新的有效的解决方案,为应急响应提供了有力支持。     

低成本复合材料在小型飞艇吊舱上的应用

目的研究低成本复合材料在小型飞艇吊舱上的工程应用。方法通过材料选型、吊舱结构设计、铺层设计、强度分析和试验试飞等途径。结果实现了低成本复合材料在中小型飞艇吊舱上的应用。结论相比传统铝合金吊舱,复合材料吊舱质量减轻约40%、外形更美观、装配强度降低、成本相当。     

飞艇蒙皮材料加速老化性能试验研究

目的研究某飞艇蒙皮材料加速老化性能,以及不同环境因素对飞艇蒙皮材料老化的影响。方法根据某飞艇的使用环境,对URETEK-3216LV和HD-150两种飞艇蒙皮材料进行了实验室加速老化组合试验。结果得到了不同环境条件下两种飞艇蒙皮材料加速老化后断裂强力退化规律。结论 URETEK-3216LV材料对高湿环境最为敏感,而HD-150材料对高温环境最为敏感。URETEK-3216LV材料耐候性能比HD-150材料耐候性强。     

平流层飞艇螺旋桨布局对蒙皮表面对流换热系数影响数值仿真研究

目的降低蒙皮以及囊体内部氦气的昼夜温差。方法基于成熟的CFD数值分析软件FLUENT,通过针对头部、两侧以及尾部螺旋桨布局下其尾流对于蒙皮表面气流速度分布的影响进行比较分析。结果侧部和尾部布局的螺旋桨,在来流速度15m/s条件下,经过螺旋桨的气流加速后,速度最高可达约32m/s,加速比约为2.13,会使强迫对流换热系数增加为原来的2倍。头部螺旋桨布局可提高整个飞艇外表面的速度,增强其强迫对流特性。结论螺旋桨布局在艇身两侧和尾部,可改变艇身局部区域的流场速度,增强局部热的强迫对流特性。