Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://hit-conf.imec.msu.ru/2012/abstracts/Dzhalalova_Leonov_2012.doc Дата изменения: Sun Jun 14 09:32:00 2015 Дата индексирования: Sat Apr 9 23:52:23 2016 Кодировка: koi8-r

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ НЕОСЕСИММЕТРИЧНОГО ПАРАШЮТА
ПРИ ОБТЕКАНИИ ДОЗВУКОВЫМ ПОТОКОМ ГАЗА

М.В. Джалалова1, С.В. Леонов2
1НИИ механики МГУ, Москва;
2НИИ Парашютостроения, Москва

В работе приведен экспериментальный материал по исследованию влияния
различной конструктивной проницаемости на аэродинамические характеристики,
форму и устойчивость моделей квадратного парашюта с четырьмя стропами,
изготовленными из высокомолекулярного вещества на основе полиуретана и
непроницаемой ткани, имеющей нулевое значение коэффициента
воздухопроницаемости KW0 = 0. В результате экспериментальных исследований,
проведенных в аэродинамической трубе А-6 Института механики МГУ, было
установлено, что парашют с непроницаемым квадратным куполом при наличии 4-х
строп неустойчив в потоке. Для стабилизации моделей парашюта были
рассмотрены различные варианты конструктивной проницаемости (в виде
круглых отверстий).
Каждая из моделей содержала четыре стропы длиной 45 см, пришитых к
углам квадрата (раскрой представлял собой квадрат со стороной а = 30 см).
Модели парашютов отличались величиной и располо-жением конструктивной
проницаемости. Участок, в котором располагались отверстия, представлял
собой окружность радиуса R =15см, вписанную в квадрат. Этот участок условно
при помощи концентрических окружностей был разделен на четыре зоны, имеющие
равновеликие площади. Первая (центральная) зона представляла собой
окружность радиуса R =7.5 см. Все остальные зоны были в виде колец, причем
внутренний радиус кольца каждой из последующих зон равнялся наружному
радиусу кольца предыдущей зоны.
Для каждого варианта парашюта измерялись нагрузки на модель в коуше при
скоростях набегающего потока V = 20,30,40 м/с, а также проводилась
киносъемка и регистрация статической нагрузки, действующей на парашют.
Обнаружено, что на устойчивость купола влияет не только расположение
отверстий по зонам, но и их форма; от скорости набегающего потока форма
купола практически не зависит - более существенное влияние на форму
оказывает расположение и особенно значение конструктивной проницаемости Кп.
Равномерное распределение перфорации при Кп = 2.4% в виде круглых
отверстий диаметром 0.6 см по центральному участку купола, ограниченному
кругом R = 9.5 см, позволило заметно улучшить устойчивость парашюта в
потоке, получив при этом такое же значение коэффициента сопротивления Сп ,
как у сплошного парашюта.
На приведенном рисунке слева показана модель испытуемого парашюта в
аэродинамической трубе, справа - расчетная форма парашюта (для удобства
расчета [pic] = const, хотя из работ [1,2] известно, что распределение
перепада давлений по куполу квадратного парашюта имеет свои особенности).
Для расчета формы и напряженно-деформированного состояния (НДС) парашю-тов
использовалась система «Формообразование», состоящая из 2-х программных
модулей и базы данных упругомассовых характеристик текстильных материалов.
Один из модулей содержит программы формирования дискретных расчетных
упругих аналогов, другой - программу расчета формообразования, НДС и
коэффициентов запаса прочности элементов конструкции парашютов. Задача
численного определения формы и НДС парашютов решается методом
сосредоточенных масс (МСМ) [3]. Согласно МСМ дискретный расчетный упругий
аналог парашюта представляется в виде пространственно расположенных
сосредоточенных масс, шарнирно связанных между собой невесомыми упругими
нитями (стержнями), работающими только на растяжение. Итоговый дискретный
расчет-ный упругий аналог формируется путем наложения двух независимых
расчетных сеток: силового каркаса и ткани. При этом массы совпадающих узлов
сеток и жесткости невесомых упругих стержней, подходящих к ним,
суммируются. Полученные данные передаются в программу расчета
формообразования, расчет в которой ведется по заданному перепаду давлений
методом установления. Получено хорошее совпадение экспериментальных
значений Сп с расчетными.: так, для сплошного парашюта из экспериментов -
Сп = 0.72 (при V=40 м/с), Сп = 0.71 (V=30 м/с), Сп = 0.80 (V=20 м/с); из
расчетов - Сп = 0.74 (при V=30 м/с).


ЛИТЕРАТУРА

1. М.В. Джалалова, Х.А. Рахматулин. Исследование параметров формы и
напряженного состояния купола квадратного парашюта численным методом. В сб.
Парашюты и проницаемые тела. М.: Изд-во МГУ, 1987, с. 63-79.
2. М.В. Джалалова, Г.С. Ульянов. Особенности распределения перепада
давления по куполу квадратного парашюта. В сб. Парашюты и проницаемые тела.
М.: Изд-во МГУ, 1987, с. 58-62.
3. С.В. Леонов, В.И. Морозов, А.Т. Пономарев. Моделирование
формообразования и прочностных характе-ристик парашютов. Изв. РАН МТТ. ?2,
2011, с. 183-198.