周晓光，朱 鹏，张源原，路 欢，周 媛

（海军航空大学，辽宁葫芦岛 125000）

跳伞是飞行员必须具备的救生技能，以应对在作战和训练中突遇险情。各种基于VR虚拟技术的跳伞模拟器发展迅速，为飞行员跳伞训练提供了新的方法和途径。基于VR 的跳伞模拟器研制，首先要解决伞降过程动力学仿真问题。在实物载荷的降落伞动力学建模方面，国内外都做了大量的研究工作。此类研究中，均假定载荷为简单的圆柱体或者方体，与实际跳伞员参数有较大区别。为进一步提高飞行跳伞模拟训练系统动力学仿真参数准确性和系统逼真度，本文对飞行员跳伞模拟训练系统的人伞惯性参数计算方法展开研究。

降落伞开伞后，运动过程分为自由坠落、拉直、充满和稳定下降4 个阶段，一般采用分段简化的方法进行动力学建模。本文以稳定下降阶段人伞系统的惯性参数为例，人伞系统如图1 所示。降落伞为环形训练伞，主要由伞衣、伞绳、操纵带、操纵绳、伞包背带系统等组成。训练人员须着作训服、作训靴，两臂上举，两腿自然下垂。

图1 人伞系统Fig.1 Human-parachute system

为描述人伞系统，构建人伞系统体固定坐标系

O

-

xyz

，如图2所示。坐标系

O

-

xyz

的原点

O

在伞衣开口平面的伞衣基准平面中心原点，

x

轴和

y

轴在伞衣基准平面内，

z

轴指向载荷人。各主要参考点与参考面的距离如图2 所示，

z

、

z

、

z

、

z

、

z

分别为参考面到伞衣质心、伞绳质心、人体质心、降落伞压心和人伞系统质心的距离。

图2 人伞基本结构Fig.2 Basic structure of human-parachute system

1 降落伞惯性参数

1.1 伞衣惯性参数

降落伞伞衣可以简化为半径

R