Прогнозирование параметров парашютного приземления объектов в условиях турбулентной атмосферы в задачах проектирования амортизационных устройств средств десантирования

Аннотация

При выборе конструктивных параметров амортизационного устройства средств десантирования, используемых для безопасного парашютного приземления объекта, в качестве исходных данных необходимо задать параметры приземления, т. е. положение в пространстве и вектор скорости объекта на момент начала обжатия амортизационного устройства, а также исследовать динамику движения грузовой системы объект--парашют при действии воздушных масс, например, ветра с турбулентной составляющей, иногда порывистого, восходящих и нисходящих воздушных потоков. Предложен подход, позволяющий прогнозировать параметры парашютного приземления объектов. Разработаны математическая модель грузовой системы объект--парашют для исследования динамики пространственного приземления системы в условиях нестационарного воздействия воздушных потоков и математическая модель атмосферы, объединяющая известные модели турбулентности и статистических дискретных порывов. Решение задачи прогнозирования параметров парашютного приземления объекта получено методом Монте-Карло, что позволило учесть вариативность воздействий атмосферных явлений на динамику движения грузовой системы объект--парашют и получить искомые параметры в виде интервальных распределений. Работоспособность предлагаемых математических моделей и достоверность полученных результатов подтверждены их сравнением с результатами известных решений и экспериментов

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Аверьянов И.О. Прогнозирование параметров парашютного приземления объектов в условиях турбулентной атмосферы в задачах проектирования амортизационных устройств средств десантирования. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2024, № 4 (151), c. 4--27. EDN: BNBPXS

Литература

[1] Антоненко А.И., Рысев О.В., Фатыхов Ф.Ф. и др. Динамика движения парашютных систем. М., Машиностроение, 1982.

[2] Рысев О.В., Вишняк А.А., Чуркин В.М. и др. Динамика связанных тел в задачах движения парашютных систем. М., Машиностроение, 1992.

[3] Лялин В.В., Морозов В.И., Пономарев А.Т. Парашютные системы. Проблемы и методы их решения. М., ФИЗМАТЛИТ, 2009.

[4] Иванов П.И. Исследование парашютных систем и парапланерных летательных аппаратов: монография. Феодосия, Арт Лайф, 2022.

[5] Tutt B.А. Fluid structure interaction parachute benchmark models in LS-DYNA. AIAA ADS Conf., 2013, no. AIAA 2013-1384. DOI: https://doi.org/10.2514/6.2013-1384

[6] Stein K.R., Tezduyar T.E., Sathe S.S., et al. Fluid-structure interaction modeling of parachute soft-landing dynamics. Int. J. Nume. Methods Fluids, 2004, vol. 47, no. 6-7, pp. 619--631.

[7] Stein K.R., Tezduyar T.E., Vinod K., et al. Numerical simulation of soft landing for clusters of cargo parachutes. ECCOMAS, 2004. URL: https://www.researchgate.net/publication/228858965_Numerical_simulation_of_soft_ landing_for_clusters_of_cargo_parachutes (дата обращения: 15.06.2024).

[8] Пономарев П.А., Скиданов С.Н., Тимохин В.А. Расширение диапазона применения пневмоамортизаторов в системах мягкой посадки с использованием разрывных элементов. Труды МАИ, 2000, № 2. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=34708

[9] Емельянов Ю.Н., Павлов А.С., Титов В.А. Проектирование системы мягкой посадки приземляющегося объекта. М., Изд-во МАИ, 1988.

[10] Аверьянов И.О. Применение метода Монте-Карло для прогнозирования надежности процесса приземления систем мягкой посадки с пневмоамортизаторами. Труды МАИ, 2020, № 115. DOI: https://doi.org/10.34759/trd-2020-115-03

[11] Иванов П.И., Куринный С.М., Криворотов М.М. Параметры, подлежащие определению в летных испытаниях многокупольной парашютной системы с целью оценки ее эффективности. Вестник Московского авиационного института, 2020, т. 27, № 3, с. 49--59. DOI: https://doi.org/10.34759/vst-2020-3-49-59

[12] Соболь И.М. Метод Монте-Карло. М., Наука, 1968.

[13] Аверьянов И.О. Исследование динамики вертикального парашютного приземления объекта с системой амортизации. Труды МАИ, 2022, № 127. DOI: https://doi.org/10.34759/trd-2022-127-02

[14] Аверьянов И.О. Математическая модель процесса парашютного приземления недеформируемого груза с амортизирующим устройством на жесткую площадку в условиях стационарного поля ветра. Труды МАИ, 2023, № 131. DOI: https://doi.org/10.34759/trd-2023-131-01

[15] Доброленский Ю.П. Динамика полета в неспокойной атмосфере. М., Машиностроение, 1969.

[16] Бобылев А.В. Определение закона распределения атмосферной турбулентности посредством решения двумерного уравнения Фоккера --- Планка --- Колмогорова. Ученые записки ЦАГИ, 1990, т. XXI, № 2, с. 123--129.

[17] Нгуен Х.М. Влияние ветрового воздействия на динамику движения корректируемых боеприпасов. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2008, № 3 (72), с. 39--51.

[18] Шалыгин А.С., Палагин Ю.И. Прикладные методы статистического моделирования. Л., Машиностроение. ЛО, 1986.

[19] Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб., Питер, 2002.

[20] Седунов Ю.С., Авдюшкин С.И., Борисенков Е.П. и др. Атмосфера. Л., Гидрометеоиздат, 1991.

[21] Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М., Высшая школа, 1972.