减速伞收口状态气动特性仿真与试验研究

王奇 王立武 张章 吴卓 雷江利 孙希昀



减速伞收口状态气动特性仿真与试验研究

王奇1,2王立武1,2张章1,2吴卓1,2雷江利1,2孙希昀1,2

（1 北京空间机电研究所，北京 100094） （2 中国空间技术研究院航天器无损着陆技术核心专业实验室，北京 100094）

减速伞是回收着陆系统中重要的气动减速装置，其气动特性关系着整个减速着陆过程的成败。由于减速伞开伞动压高、载荷大的特点，结构设计及参数选择非常关键，并且，为减小开伞动载，一般采用底边收口的形式控制伞衣逐级充气展开。文章所述的减速伞具有两级收口装置，基于某伞型为带条伞的减速伞进行了收口状态的数值仿真分析和风洞试验研究。利用流固耦合方法获得了减速伞的收口展开过程中典型阶段的气动外形，采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法对收口状态下的减速伞进行了气动特性计算分析。同时，为考察减速伞收口状态的稳态阻力特性及收口解除过程中的阻力特性变化，并验证收口解除装置的工作可靠性，在亚声速风洞中对减速伞进行了稳态及动态解除收口试验。通过减速伞风洞实验，对其阻力面积及动态特性参数进行了测量，实验结果表明仿真计算能够较为准确的预测减速伞收口状态的气动及动力学特性，且误差不大于5%，从而能够为减速伞的结构及强度设计提供重要依据。

数值模拟 风洞试验 减速伞收口 气动特性 航天返回

0 引言

减速伞是航天器回收着陆过程中的重要减速装置，减速伞通常需实现大幅减小回收物速度和拉出主伞的功能，其性能和可靠性对返回任务的成败有着至关重要的影响。……