王慧娟，唐乾刚，张青斌，高庆玉

（国防科技大学航天科学与工程学院，湖南长沙 410073）

盘-缝-带伞充气过程数值仿真研究

王慧娟，唐乾刚，张青斌，高庆玉

（国防科技大学航天科学与工程学院，湖南长沙 410073）

文章采用ALE流固耦合方法，研究探空火箭盘缝带伞充气过程的动力学特性。应用Patran软件进行结构建模，并利用LS－DYNA有限元分析软件，对盘缝带伞模型在无限质量情况下进行充气过程的数值仿真模拟；计算得到了降落伞的充气时间和投影面积及阻力系数变化的规律，还获得了结构、流场动态变化，并用高塔分离试验验证计算结果。本文的建模方法与数值结果对盘缝隙带伞的设计与弹道分析有一定的参考意义。

盘缝带伞；充气过程；流固耦合；数值模拟

1 引 言

1957年展开的国家地球物理年活动，使得探空火箭引起了世界各国的广泛关注。目前，美、欧等发达国家仍然很重视探空火箭的研发以及技术更新，NASA和ESA（欧洲空间局）每年都执行多次探空火箭相关发射任务及实验项目，而且不少其它国家的相关机构也逐渐地重视并加快了探空火箭方面的研究步伐。然而探空火箭常常因为开伞失败导致最终任务失败，因此需要对探空火箭用伞，即盘缝带伞的开伞充气机理进行研究［1，2］。

在地球环境下，进行探空火箭降落伞的风洞试验具有比较大的局限性，主要表现在风洞的尺寸小，试验气流动压大、密度高，以及缩比降落伞无法保证几何与刚度相似性，因此仅靠物理风洞试验获取得探空火箭降落伞开伞充气性能并不能满足于工程研制的需求［3］。……