本发明专利技术涉及一种降落伞超声速条件开伞后呼吸频率谱确定方法，属于航空航气动减速领域。该方法先通过加速度传感器获取超声速条件降落伞的工作过程载荷时间曲线。再对降落伞载荷进行傅里叶变换，得到载荷频率曲线，通过提取频率载荷曲线中的极值，从而获取降落伞超声速条件下呼吸作用的准确频率数据。本发明专利技术可以计算所有降落伞呼吸作用频率，对伞型和开伞条件没有限制。件没有限制。件没有限制。
【技术实现步骤摘要】
一种降落伞超声速条件开伞后呼吸频率谱确定方法
[0001]本专利技术涉及一种降落伞超声速条件开伞后呼吸频率谱确定方法，属于航空航气动减速领域。
技术介绍
[0002]在航空航天领域，降落伞可为回收物提供有效减速或者稳定的作用。在超声速条件下，降落伞一直处于回收物的激波之后，且在降落伞前方也会形成一道弓形激波，随着马赫数增加，航天器的尾流与降落伞的激波会相互影响，使得降落伞前方的弓形激波出现脉动，从而引起降落伞连续出现充满
‑
收缩
‑
充满的有规律的呼吸作用。超声速条件下降落伞快速的进行伞衣充满
‑
收缩，造成伞衣内部流场分布不均，从而使降落伞充满后阻力面积出现下降，并且持续的快速呼吸作用，可能造成降落伞搭接部位的疲劳损伤，过引发超声速降落伞的破坏。为了避免降落伞在超声速条件下由于呼吸作用出现降落伞的局部失效，应该获取超声速条件了降落伞呼吸作用的持续时间和频率，以便在地面进行充分的试验考核。
[0003]针对超声速降落伞的呼吸作用，目前常用的评价方法图像比较法。通过空投试验中获取的超声速条件下降落伞的开伞视频，直观的比较降落伞的投影面积的变化，估算得到呼吸作用的频率。图像法只能得到估算数据，无法定量计算，另外，对于伞衣外形变化不大的呼吸作用，用图像比较法得到误差很大。
技术实现思路
[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种降落伞超声速条件开伞后呼吸频率谱确定方法，获取降落伞超声速条件下呼吸作用的频率数据。
[0005]本专利技术解决问题的技术方案是：一种降落伞超声速条件开伞后呼吸频率谱确定方法，该方法包括如下步骤：
[0006]S1、获取超声速条件降落伞的工作过程载荷时间变化曲线；
[0007]S2、对降落伞载荷进行傅里叶变换，得到载荷频率变化曲线；
[0008]S3、通过提取频率载荷曲线中的极值，从而获取降落伞超声速条件下呼吸作用的频率谱。
[0009]优选地，所述步骤S3中频率载荷曲线中的极值至少包括最大值、次大值和第三大极值。
[0010]优选地，所述步骤S1的具体实现为：
[0011]S1.1、将降落伞与回收物连接，使降落伞超声速条件下产生的气动载荷传递给回收物；所述回收物选择回转体结构。
[0012]S1.2、在回收物上安装加速度传感器，用于测量三分量加速度数据；所述三分量包括回收物中心轴方向加速度a
x
(t)、法向加速度a
y
(t)、侧向加速度a
z
(t)，法向加速度垂直回收物中心轴方向，侧向加速度与中心轴方向加速度、法向加速度垂直，并满足右手定则；
[0013]S1.3、进行降落伞超声速条件下飞行试验，采集降落伞工作过程中三分量加速度
随时间变化数据,获取降落伞的合成加速度随时间变化数据a(t)；
[0014]S1.4、从降落伞的合成加速度随时间变化数据a(t)中提取降落伞超声速条件下开伞时间段对应的加速度随时间变化数据；
[0015]S1.5、根据S1.4所提取的降落伞的合成加速度数据，计算得到降落伞的合载荷变化数据F(t)，并据此绘制超声速条件降落伞的工作过程载荷时间曲线。
[0016]优选地，所述加速度传感器安装在回收物的质心位置处。
[0017]优选地，加速度传感器安装方向，加速度传感器三个方向分别沿着回收物的中心轴方向，法向和侧向，法向和侧向均与中心轴方向垂直并满足右手定则。
[0018]优选地，所述降落伞的气动载荷为：
[0019]F(t)＝Ma(t)
·
[0020]其中，M为回收物与降落伞持总质量,a(t)为降落伞的合成加速度随时间变化数据。
[0021]优选地，所述降落伞超声速条件下开伞时间段，起点为气动载荷超过其峰值的5％的时间点，终点为马赫数小于1.5。
[0022]优选地，加速度传感器的测量时的频率不小于2000Hz。
[0023]优选地，所述回收物与降落伞的连接方式为：降落伞与回收物通过吊带连接，各吊带的中心线经过回收物中心轴方向。
[0024]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0025](1)、本专利技术中降落伞工作过程的气动载荷是由加速度传感器直接测量得到，加速度传感器精度较高，可以很好表征各超声速条件降落伞的载荷变化情况，反映降落伞的呼吸现象。
[0026](2)、本专利技术的降落伞的呼吸作用频率是由高精度的载荷时间数据傅里叶变换得到，避免了图像法中主观判断带来的误差。
[0027](3)、由于载荷数据采样率很高，傅里叶变换可以获取较大范围内的呼吸作用频率，不会出现捕捉不到降落伞快速的呼吸作用。
[0028](4)、本专利技术通过对频率载荷曲线取极值上，不仅可以得到降落伞呼吸作用的主频率，还能得到次载荷较大的次频率，获取的降落伞超声速条件下呼吸作用频率数据更加丰富，该方法更加准确和通用。
[0029](5)、本专利技术可以计算所有降落伞呼吸作用频率，对伞型和开伞条件没有限制。
附图说明
[0030]通过构成本申请的一部分附图以及下面的详细描述，可以对本专利技术有更充分地理解。
[0031]图1为本专利技术实施例降落伞工作过程的风场计算方法；
[0032]图2为本专利技术实施例降落伞载荷测量的示意图；
[0033]图3为本专利技术实施例降落伞超声速条件下降落伞的载荷时间曲线；
[0034]图4为本专利技术实施例降落伞呼吸作用的载荷频率分布。
具体实施方式
[0035]下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述。
[0036]如图1所示，本专利技术提供了一种降落伞超声速条件开伞后呼吸频率谱确定方法，该方法包括空投试验中降落伞载荷获取、载荷数据的傅里叶变换、呼吸作用的时间和频率计算三部分组成，是一种应用于空投试验中降落伞水平风场反演方法，具体包括如下步骤：
[0037]S1、获取超声速条件降落伞的工作过程载荷时间变化曲线；具体实现为：
[0038]S1.1、将降落伞与回收物连接，使降落伞超声速条件下产生的气动载荷传递给回收物；所述回收物选择回转体结构。在空投试验中，将降落伞与回收物连接，降落伞超声速条件下产生的气动载荷传递给回收物，为了获取降落伞的气动载荷，并且避免回收物姿态带来的测量误差，在回收物的质心位置处安装加速度传感器。所述回收物与降落伞的连接方式为：降落伞与回收物通过吊带连接，各吊带的中心线经过回收物中心轴方向。
[0039]S1.2、在回收物上安装加速度传感器，用于测量三分量加速度数据；所述三分量包括回收物中心轴方向加速度a
x
(t)、法向加速度a
y
(t)、侧向加速度a
z
(t)，法向加速度垂直回收物中心轴方向，侧向加速度与中心轴方向加速度、法向加速度垂直，并满足右手定则；
[0040]S1.3、进行降落伞超声速条件下飞行试验，采集本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种降落伞超声速条件开伞后呼吸频率谱确定方法，其特征在于包括如下步骤：S1、获取超声速条件降落伞的工作过程载荷时间变化曲线；S2、对降落伞载荷进行傅里叶变换，得到载荷频率变化曲线；S3、通过提取频率载荷曲线中的极值，从而获取降落伞超声速条件下呼吸作用的频率谱。2.根据权利要求1所述的一种降落伞超声速条件开伞后呼吸频率谱确定方法，其特征在于所述步骤S3中频率载荷曲线中的极值至少包括最大值、次大值和第三大极值。3.根据权利要求1所述的一种降落伞超声速条件开伞后呼吸频率谱确定方法，其特征在于所述步骤S1的具体实现为：S1.1、将降落伞与回收物连接，使降落伞超声速条件下产生的气动载荷传递给回收物；所述回收物选择回转体结构。S1.2、在回收物上安装加速度传感器，用于测量三分量加速度数据；所述三分量包括回收物中心轴方向加速度a
x
(t)、法向加速度a
y
(t)、侧向加速度a
z
(t)，法向加速度垂直回收物中心轴方向，侧向加速度与中心轴方向加速度、法向加速度垂直，并满足右手定则；S1.3、进行降落伞超声速条件下飞行试验，采集降落伞工作过程中三分量加速度随时间变化数据,获取降落伞的合成加速度随时间变化数据a(t)；S1.4、从降落伞的合成加速度随时间变化数据a(t)中提取降落伞超声速条件下开伞时间段对...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄明星，李健，方康，王文强，贾贺，赵淼，袁亚伟，邓晓芹，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：
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