Расчетное обоснование выбора парашютной системы

Информация » Расчетное обоснование выбора парашютной системы

В настоящее время парашюты и парашютные системы широко применяются для различных целей: для спасения лётчиков при аварии самолета, спуска на землю людей, подопытных животных и исследовательской аппаратуры с самолётов, ракет и космических кораблей, для торможения самолета при посадке на взлётно-посадочную полосу ограниченного размера, десантирования различных грузов.

С парашютом можно спускать грузы весом и менее 1 кг и в несколько тонн; при этом парашюты можно вводить в действие на скоростях от 5 до 1000 м/сек. Такой широкий диапазон веса грузов и скоростей вызывает необходимость разрабатывать различные конструкции и способы введения в действие парашютов и парашютных системы. При этом должна быть обеспечена необходимая прочность парашютов, воспринимающих при раскрывании значительные нагрузки и подвергающихся в отдельных случаях воздействию высоких температур торможения. Возможность десантирования из самолётов разных грузов определяется в первую очередь разрешающей способностью самолёта. Если самолёт способен поднять и транспортировать груз, а также сбросить этот груз в полёте, то создание парашютной системы для десантирования такого груза не является большой проблемой. Обычно трудности возникают при необходимости обеспечить грузу малую скорость приземления, скорость груза в момент введения парашютной системы в действие, допустимых перегрузок торможения.

Объект исследования: парашютные системы для обеспечения заданных характеристик приводнения гидроакустического буя (ГБ), математические модели для описания поведения системы "буй - парашют" при внешних воздействиях, характерных для заданных режимов движения на воздушном участке траектории, при приводнении и проникании буя под поверхность воды.

Цель работы: разработка моделей, алгоритмов и расчетное обоснование выбора парашютной системы из условия обеспечения допустимых перегрузок при раскрытии парашюта после отделения от авиационного носителя и приводнении буя.

Схема действия такой системы представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема действия парашютной системы

Действие парашютной системы (ПС) может быть разбито на следующие этапы:

1 этап - свободное падение буя с момента его отделения от носителя до введения парашюта в действие. В авиационных системах обычно используется принудительное введение парашюта в действие с помощью вытяжного звена, один конец которого закреплен на носителе, а другой прикреплен к уздечке парашюта буя, находящегося в специальной камере. На первом этапе скорость буя изменяется от скорости носителя Vнос до скорости V1 в момент введения парашюта в действие. Это изменение скорости происходит за счет сопротивления воздуха, действующего на буй, по законам свободного падения тела в воздухе. Продолжительность первого этапа при использовании авиационных буев обычно незначительна и не превышает 1 - 2 с. Иногда этот этап искусственно увеличивают для ускорения процесса постановки или с целью уменьшения скорости движения буя в момент введения парашютной системы в действие. Тогда введение парашюта в действие производится при помощи специального прибора, например, комбинированного авиационного прибора КАП-3.

2 этап - вытягивание из парашютной камеры купола и строп на всю длину. Начинается наполнение купола парашюта воздухом. Скорость системы в момент начала наполнения купола обозначим Vо. Продолжительность 2 этапа зависит от длины купола и строп, скорости буя к концу 1 этапа, высоты и др. Надо отметить, что изменение скорости буя происходит, в основном, за счет сопротивления самого буя (вес системы при этом уменьшается на величину веса парашюта).

3 этап - наполнение купола парашюта воздухом. Скорость снижения системы в процессе наполнения купола быстро изменяется, достигая к концу этапа значения VH - скорости в момент полного наполнения купола. При этом в системе действует максимальная нагрузка. Время наполнения купола воздухом зависит от Vо, конструкции и свойств купола парашюта, в том числе, воздухопроницаемости ткани и др. Процесс наполнения парашюта является резко неустановившемся и трудно поддающимся математическому описанию. В настоящей работе, где проводятся предварительные исследования, этот процесс описывался приближенно, а основной целью такого описания являлась оценка значений коэффициента перегрузок, испытываемых системой "груз-парашют" в момент наполнения парашюта.

4 этап - снижение буя с наполненным куполом. Скорость системы изменяется с VH до Vсн. Установившаяся скорость вертикального снижения из-за увеличения плотности воздуха постепенно уменьшается и перед приводнением достигает величины Vпр.

Выбор параметров парашютной системы определяется тактико-техническими требованиями, основные из которых приведены в таблице 1.

Основные тактико-технические требования Таблица 1

№ п/п

Тактико-технические требования

Значение параметра

1

Массогабаритные параметры буя

-длина, мм

800

-диаметр, мм

440

-масса, кг

30

2

Авиационные носители-постановщики

самолеты типа ТУ-142 МЗ, ИЛ-38, вертолеты типа КА-27 ПЛ

3

Высота сбрасывания изделия, м:

-минимальная

400

-максимальная

800

4

Скорость носителя в момент сбрасывания, км/час

200-750

5

Угол приводнения, град

не менее от вертикали

6

Допустимая перегрузка при приводнении, единицы g

100

7

Допустимое переуглубление, м

не более 3

Из условия не превышения допустимых перегрузок определялась максимальная скорость изделия при приводнении. Зная потребное значение скорости и массу изделия, можно определить площадь купола парашюта и другие его параметры.

Классификация парашютов.

По назначению:

• грузовые (однокупольные и многокупольные);

• тормозные;

• вспомогательные (вытяжные, стабилизирующие, поддерживающие);

• пристрелочные;

• людские.

Грузовые парашюты - применяются для десантирования крупногабаритных тяжелых грузов, как правило, в военных и спасательных целях. Грузы (например, боеприпасы и продукты в ящиках, боевые машины десанта с экипажем) закрепляются на грузовой платформе, к которой крепят одно или многокупольную парашютную систему. В однокупольной системе используются один большой по площади купол, в многокупольной (МКС) – несколько (от 2 до 12) небольших. Выброску производят с транспортных самолетов, например Ил-76, через открывающуюся в воздухе рампу. Вытаскивания грузовой платформы из самолета производится с помощью вытяжного парашюта, вводимого воздушным потоком. Грузовые парашютные системы для смягчения приземления используют пороховые тормозные системы ускорители, включаемые непосредственно перед касанием земли и производящие дополнительное торможение. Примеры:

Система МКС-5-128М (рис. 2) предназначена для десантирования грузов массой до 8500 кг из самолётов Ан-12Б, Ан-22 и Ил76. Высота десантирования 8000 м. Скорость снижения с грузом до 8500 кг-до 7,0 м/с. МКС-5-128М состоит из вытяжной парашютной системы ВПС-12130, вытяжным куполом и крестообразным поддерживающим куполом, блока стабилизирующего парашюта с круглым куполом площадью 30 , пяти блоков основных парашютов, звеньев парашютных камер, скоб для соединения звеньев. Стабилизирующий парашют обеспечивает стабильное снижение системы до раскрытия основных куполов.

Рисунок 2 - Парашютная система МКС-5-128М

Однокупольная бесплатформенная парашютно-реактивная система ПРСМ-915 (рис. 3) предназначена для десантирования грузов массой 7400 кг. Высота десантирования 500-1500 м. Скорость снижения с грузом 16-23 м/с. В системе используются один 540 метровый купол и реактивная система мягкой посадки.

Рисунок 3 - Парашютно-реактивная система ПРСМ-915

Спускаемые аппараты космических кораблей также используют грузовые парашюты , созданные специально для них. Сегодня возвращение экипажа и оборудования таким способом является более дешевым вариантом по сравнению с многоразовыми кораблями.

Тормозные парашюты - используются для быстрого торможения при больших начальных скоростях, когда другие способы торможения малоэффективны. Такие парашюты (рис. 4) применяются на реактивных самолётах, некоторых специальных автомобилях, устанавливающих рекорды скорости. Без применения тормозных парашютов на указанных аппаратах приходилось бы строить слишком длинные посадочные полосы. Особенности тормозных парашютов: небольшая площадь, обычно крестообразная форма.

Рисунок 4 - Тормозной парашют

Вспомогательные парашюты – называют парашюты (рис. 5), обеспечивающие работу других куполов. Вытяжные парашюты служат для раскрытия основных (или запасных) парашютов. Они бываю жесткие (с пружинным каркасом) и мягкие (без него). Стабилизирующие парашюты также являются вытяжными, но предварительно выполняют дополнительную функцию – стабилизацию падения парашютиста (груза). Поддерживающие парашюты, применяемые на некоторых системах (например, ПЛП-60), нужны для предотвращения неправильного процесса раскрытия.

Рисунок 5 - Вспомогательный парашют

Пристрелочные парашюты – используются для пристрелки, то есть для определения точки выброски парашютистов. Пристрелочный парашют должен обеспечивать скорость снижения под куполом такую же, как в среднем у парашютистов, то есть 5 м/c. Так как расчет точки выброски ведется для нейтрального купола, пристрелочный парашют должен быть нейтральным.

Людские парашюты – это все парашютные системы (рис. 6), предназначенные для прыжков людей. Таких систем существует больше всего, и их надо классифицировать отдельно.

Рисунок 6 - Людские парашюты

Актуальное на сайте:

Расчет параметров грузового комплекса аэропотра
Расчет вместимости контейнерного склада Расчетные суточные грузообороты со стороны города и перрона: Таким образом, данный ГК относится к классу I. ...

Кодирование грузов
Код груза состоит из 6 цифр: две первые цифры – тарифная группа груза; третья цифра – номер позиции в тарифной группе; четвертая и пятая цифры – порядковый номер груза в тарифной позиции; шестая цифра – контрольное число. Контрольное ...

Описание метода восстановления деталей полуавтоматической наплавкой в среде углекислого газа
Полуавтоматической наплавкой в среде углекислого газа можно восстанавливать детали с небольшими диаметральными размерами (10 мм), с нанесением слоя небольшой толщины от 0,8 до 1,0 мм, а также внутренние поверхности. Наплавка производится ...

Автомобильные дизельные топлива

Для автомобильных дизельных двигателей выпускаются топлива на базе керосиновых, газойлевых и соляровых дистилляторов прямой перегонки нефти. Для снижения содержания серы используют гидроочистку и депарафинизацию.

Продолжить чтение »