螺旋槳降落傘（rotating parachute）也叫做“旋轉傘”，是指具有旋轉結構的降落傘，傘衣充滿後能繞縱軸旋轉，下降過程中類似螺旋槳轉動。旋轉傘還有一種是渦環旋轉傘，它是一種常見的旋轉降落傘。傘衣的高速旋轉，使得帶渦環旋轉傘的物傘系統在下降時具有良好的穩定性。
基本介紹
- 中文名：螺旋槳降落傘
- 外文名：rotating parachute
- 別稱：旋轉傘
- 定義：傘衣充滿後能繞縱軸旋轉的降落傘
- 一級學科：航空科技
- 二級學科：生命保障系統與航空醫學
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簡介
螺旋槳降落傘（旋轉傘）是具有旋轉結構的降落傘。傘衣呈中心對稱，靠下降時傘衣的周向排氣形成的轉動力矩使傘衣繞縱軸旋轉。
常見的有方形，圓形，十字形和S型幾種(見右圖)。旋轉傘的阻力係數較同結構非旋轉傘為大，有良好的穩定性，無限質量條件下開傘動載係數為1.06左右，但製造精度要求高，物傘之間必需有防止物體轉動的轉子。主要用作穩定性要求高的穩定傘和航彈傘。
渦環旋轉傘系統減速導旋效率研究
介紹
渦環旋轉傘是一種常見的螺旋槳旋轉降落傘。傘衣的高速旋轉，使得帶渦環旋轉傘的物傘系統在下降時具有良好的穩定性。此外，它還具有阻力係數大、開傘動載小、易維護等優點，也被廣泛套用於兵器的彈道控制、飛機的著陸減速和控制、空降空投、航天飛行器的安全回收技術以及外太空的探險和著陸等領域。
在工程界和學術界，國內外眾多研究者對平面圓形或錐形等結構軸對稱傘系統進行了大量的理論研究和探索，但對旋轉降落傘系統缺乏比較系統的研究。旋轉傘系統的穩定落速和穩定轉速是兩個重要指標參數，直接決定其工作性能，穩定狀態下的轉速落速比是評價旋轉傘系統的一個重要指標。關於旋轉降落傘的已有研究多涉及旋轉傘-載物系統的動力學建模，對彈道特性和動力學特性進行仿真分析，很少有關於旋轉傘系統減速導旋效率的討論。特別地，有關研究通過理論分析和傘塔投放試驗方法研究了渦環旋轉傘的開傘充氣穩定性及其減速導旋運動特性，獲得了傘衣幅結構及傘繩連線方式對渦環旋轉傘減速導旋運動的影響規律，但未指出提高轉速落速比的有效措施。
為進一步了解渦環旋轉傘的減速導旋特性，提高旋轉傘系統的轉速落速比，設計了一種由渦環旋轉傘和圓形減速傘構成的組合傘系統。針對傘塔投放試驗數據，利用圖像處理技術和姿態存儲測量技術，得到單傘系統和組合傘系統的落速和轉速變化，進一步對比分析二者的減速導旋效率，得到提高渦環旋轉傘系統轉速落速比的有效措施。
報告研究的渦環旋轉傘系統主要由5部分組成（見右圖），包括傘衣幅、傘繩、傘盤、旋轉接頭和載物，如圖1所示。渦環旋轉傘的結構複雜，一般由4片傘衣幅和多根不同長度的傘繩連線而成。傘衣幅上不對稱的開口設計可以實現在充滿的情況下，形成一定的凸面和傾斜度，在不對稱空氣動力和力矩的作用下實現旋轉性能，傘盤通過旋轉接頭帶動載物旋轉。
研究結論
1) 通過Surendra方法提取傘物系統背景圖像，對高速錄像拍攝圖像進行運動目標提取，獲得傘物系統下落的時間、高度向量，結合運動模型，利用最小二乘擬合方法求解自由下落狀態的極限速度和阻力特徵。該方法快速簡單有效。
2) 單傘系統的傘衣幅面積大，展開後可為載物提供更大的扭矩，使載物具有更大的旋轉加速度，在較短的時間內轉速達到最大，即單傘系統具有更好的導旋效率。
3) 組合傘系統的渦環旋轉傘和圓形減速傘均具有良好的減速效果，故其阻力特徵明顯大於單傘系統，極限落速小於單傘系統，即組合傘系統具有更好的減速效率；該研究報告設計的渦環旋轉傘和組合傘的阻力係數分別約為1.06和1.47。
4) 穩定狀態下，組合傘系統的轉速落速比大於單傘系統，組合傘系統的工作性能優於單傘系統。
