整机降落伞设计指标分析
降落伞课件
延长使用寿命建议分享
定期检查与保养
按照定期检查与保养项目清单进 行检查和保养，确保降落伞始终
处于良好状态。
正确使用
按照说明书正确使用降落伞，避 免不当使用导致损坏。
妥善保管
将降落伞妥善保管在干燥、通风 的地方，避免阳光直射和潮湿环
境导致老化。
06
拓展知识：其他类型降落 伞介绍
高空跳伞专用降落伞特点及应用场景介绍
• 引导伞：用于控制 降落伞的开伞过程 。引导伞通常设计 成小尺寸的降落伞 ，先于主伞打开， 通过拉力作用打开 主伞。
制造工艺流程简介
伞衣制造
将裁剪好的材料缝制成圆形或 方形的伞衣，形成多个气室。
引导伞制造
将裁剪好的材料缝制成小尺寸 的降落伞，作为引导伞。
材料准备
选用合适的轻质、高强度、低 成本的合成纤维材料，进行裁 剪和缝制。
特点
高空跳伞专用降落伞具有面积大、滞空时间长、开伞速度慢等特点，以确保跳伞员在高速下落过程中的安全。
应用场景
高空跳伞专用降落伞主要用于军事、体育、科研等领域，用于训练、比赛或科研试验等。
军事领域专用降落伞技术要求及发展趋势预测
技术要求
军事领域专用降落伞需要具备高性能、高可靠性和高安全性，以满足军事作战和训练的需求。
结构组成：降落伞主 要由伞衣、伞绳、引 导伞等部分组成。
结构特点
• 伞衣：用于产生空 气阻力，减缓下降 速度。伞衣通常设 计成圆形或方形， 具有多个气室，通 过调节气室内的空 气流动来控制下降 速度。
• 伞绳：连接伞衣和 引导伞，传递载荷 和运动。伞绳通常 选用高强度、轻质 的合成纤维材料， 具有较高的抗拉强 度和耐疲劳性能。
性能保持。
03
学习制作降落伞教案设计
学习制作降落伞教案设计一、教学目标：1. 让学生了解降落伞的基本结构和原理，知道降落伞的设计对降落过程的重要影响。
2. 培养学生动手制作和解决问题的能力，提高学生的创新意识和团队合作精神。
3. 引导学生关注科学、技术、工程和数学（STEM）领域的知识，激发学生对科学探究的兴趣。
二、教学内容：1. 降落伞的基本结构：主伞、备用伞、伞绳、伞扣等。
2. 降落伞的工作原理：空气阻力、重力、浮力等。
3. 降落伞的设计要素：面积、形状、材料、重量等。
4. 降落伞的测试方法：降落速度、下降距离、稳定性等。
5. 降落伞的制作过程：设计、材料选择、制作、测试、改进。
三、教学方法：1. 讲授法：讲解降落伞的基本结构、工作原理和设计要素。
2. 实践操作法：学生动手制作降落伞，并进行测试。
3. 小组讨论法：学生分组讨论降落伞的制作过程和设计改进方案。
4. 问题解决法：引导学生运用科学知识解决制作过程中遇到的问题。
四、教学准备：1. 教具：降落伞模型、图片、视频、制作材料等。
2. 学具：学生制作降落伞所需材料（如纸张、剪刀、胶水等）。
3. 设备：剪刀、胶水、测量工具等。
1. 导入：通过展示降落伞图片和视频，引发学生对降落伞的兴趣。
2. 新课导入：讲解降落伞的基本结构、工作原理和设计要素。
3. 实践操作：学生分组制作降落伞，并进行测试。
4. 小组讨论：学生分组讨论降落伞的制作过程和设计改进方案。
六、教学评估：1. 观察学生在制作降落伞过程中的动手能力和问题解决能力。
2. 评估学生对降落伞制作原理和设计要点的理解程度。
3. 通过小组讨论，评估学生的团队合作意识和沟通能力。
七、教学反馈：1. 根据学生的制作过程和测试结果，给予及时的指导和反馈。
2. 在小组讨论中，鼓励学生分享经验，互相学习和借鉴。
3. 针对学生的作业报告，提出改进意见，帮助学生提高。
八、教学拓展：1. 邀请专业人士或邀请有经验的人士进行专题讲座，加深学生对降落伞的了解。
飞行器降落伞退役性能分析
飞行器降落伞退役性能分析飞行器降落伞是飞行器必备的安全装备之一，常用于宇航员返回、飞机紧急降落等情况。
然而，降落伞的退役性能也是极为重要的，因为任何一个飞行器降落伞间谍安全性能问题都有可能导致灾难性的后果。
本文将对飞行器降落伞的退役性能进行分析，探讨其可能存在的问题。
一、退役性能分析方法飞行器降落伞的退役性能分析通常需要借助于实验设备和数值计算方法。
实验设备包括拖放试验与降落试验两部分。
拖放试验可以帮助我们了解降落伞在空气中的运动特性，降落试验则可以帮助我们评估降落伞的降落性能。
数值计算方法主要包括数值模拟与解析计算两种。
数值模拟可以预测降落伞在不同状态下运动的情况，而解析计算则可以帮助我们验证实验结果和数值模拟的正确性。
二、降落伞退役性能问题在对降落伞的退役性能进行分析后，我们发现存在三个主要问题。
1. 静态不稳定性当降落伞在下降过程中受到摆动或风力的影响时，容易出现静态不稳定性的问题。
这种情况下，降落伞会出现旋转或抖动，降落点也可能会发生偏移。
降落伞的静态不稳定性问题需要通过改进降落伞的设计和制造工艺来解决。
2. 动态不稳定性动态不稳定性是指降落伞在下降过程中，受到空气动力学力影响出现的不稳定运动。
在升力系数超过某个阈值时，动态不稳定性问题通常会出现。
这种不稳定性会导致降落伞的运动变得不可控，增加降落伞对飞行器的危害性。
3. 结构失效降落伞的结构失效是指在降落过程中，由于网织布或撑杆断裂等原因，降落伞无法承受负荷而损坏的情况。
对于宇航员返回飞行器的降落伞，结构失效将会对宇航员的生命安全造成威胁。
三、降落伞退役性能提升措施针对以上存在的问题，我们可以采取以下措施来提升降落伞的退役性能。
1. 优化降落伞的设计和制造工艺，提升降落伞的静态稳定性。
2. 降低空气动力学力对降落伞的影响，提升降落伞的动态稳定性。
3. 在降落伞的承载部件上设置应力传感器，实时监测降落伞的负荷和受力情况，预测结构失效的概率。
降落伞的选择
降落伞的选择摘要:本文建立了降落伞的运动方程，分析降落伞的速度变化规律，然后运用线性最小二乘法，拟合得出空气的阻力系数为2.9575。
然后根据降落伞在任意时刻的速度是关于载重质量的严格增函数及在接近地面处达到20米每秒的最大允许速度，求出每种半径的降落伞的最大承受质量以及其单价问题可以归结为一个线性整数规划问题。
运用分枝定界法解出2 2.53 3.54n 0,n 0,n 6,n 0,n 0.=====即需要购买半径为3的降落伞6把，总费用为4932元。
关键字: 空气阻力系数 线性规划 整数规划 分枝定界法Abstract: In this paper ,we have researched the ballute problem.First we made out the parameter of resistance of air. And then we give out the maximal mass for each semidiameter according the conditions. In the end , we solved the linear integral programming by using ramose demarcation method.Keywords: the parameter of resistance of air, linear programming,integral programming, ramose demarcation method降落伞的选择一、问题的重述:为向灾区空投一批救灾物资,共2000kg,需选购一些降落伞,已知空投高度为500m,要求降落伞落地时的速度不能超过20米每秒,降落伞的伞面为半径为r 的半球面,用每根长L 共16根绳索连接的重m 位于球心正下方球面处,如下图:每个降落伞的价格由三部分组成.伞面费用1C 由伞的半径r 决定,见下表;绳索费用2C 由绳索总长度及单价4元每米决定,固定费用3C 为200元.降落伞在降落过程中除受到重力外,受到空气的阻力,可以认为与降落的速度和伞的面积的乘积成正比.为了确定阻力系数,用的半径3r m =,载重300m kg =的降落伞从500m 高度作降落试验,测得各个时刻的高度x ,见下表.),在满足空投要求的条件下,使费用最低.二、问题的分析:根据题意,每种伞的价格是确定的.要确定降落伞的选购方案,即共需多少个伞,每个伞的半径多大(在给定的半径的伞中选),在满足空投要求的条件下,使费用最低.首先,必须知道每种伞在满足空投的条件最大的载重量()M r ,然后就是一个线性整数规划问题了.意欲得到()M r ,必须先求出空气阻力系数k ,然后根据运动方程得出()M r .最后运用分枝定界法求解线性整数规划，得出问题要求的结果。
《降落伞》的STEM课程设计
《降落伞》的STEM课程设计一、课程背景《降落伞》是一种常见的运动项目，也是一种用于紧急救援的器材。
学生可以通过学习降落伞的工作原理和设计原则，了解科学、技术、工程和数学（STEM）在实际应用中的作用。
本课程旨在帮助学生培养科学实践能力、探究思维能力和解决问题的能力。
二、课程目标1. 了解降落伞的工作原理和设计原则。
2. 学习使用科学方法进行实验研究。
3. 培养团队合作和解决问题的能力。
4. 提高科学和数学的应用能力。
三、课程内容1. 介绍降落伞的概念和应用领域。
2. 分析降落伞的工作原理和设计原则。
3. 设计并制作简单的模型降落伞。
4. 进行实验，测试降落伞的性能。
5. 分析实验结果，优化设计。
6. 探究降落伞的数学模型和计算方法。
7. 进行实际降落伞展示和比赛。
四、教学方法1. 前导学习：通过观看相关视频、图片和文献资料，引导学生对降落伞的兴趣和了解。
2. 团队合作：分组进行实验和设计项目，培养学生的团队合作和解决问题的能力。
3. 科学实验：引导学生设计并进行实验，测试降落伞的性能。
4. 探究学习：引导学生通过实验结果分析和数学建模，深入理解降落伞的工作原理和设计原则。
5. 实践应用：引导学生设计并制作实际降落伞，进行展示和比赛，提高学生的实践和应用能力。
五、评价方式1. 课堂表现：评估学生在课堂中的积极参与程度和团队合作能力。
2. 实验报告：评估学生在实验过程中的设计能力、实验操作能力和数据分析能力。
3. 设计项目：评估学生的设计能力、创新能力和团队合作能力。
4. 降落伞展示和比赛：评估学生的制作能力、展示能力和团队合作能力。
六、拓展学习1. 学生可以通过阅读更多关于降落伞的书籍和资料，深入了解降落伞的历史、发展和应用。
2. 学生可以进一步研究降落伞的材料和结构，探究如何提高降落伞的性能和安全性。
3. 学生可以尝试设计并制作更复杂的降落伞模型，进一步研究降落伞的设计原理和应用。
基于多目标优化的安全降落伞系统设计
基于多目标优化的安全降落伞系统设计随着现代科学技术的发展，人们越来越多地涉及到各种高空作业和运动项目，因此安全降落伞系统的研究和设计成为重要的课题之一。
针对目前安全降落伞系统在实际应用中存在的不足，本文提出了一种基于多目标优化的安全降落伞系统设计方案。
一、安全降落伞系统的基本要素安全降落伞系统一般包括降落伞、降落伞绳、降落伞弹簧、降落伞箱、自动触发装置等组成部分。
其中，降落伞的类型和尺寸、绳索材料和结构、弹簧参数和数量、箱体材料和形式、触发方式等因素都会对安全降落伞系统的性能产生影响。
二、多目标优化的设计思路在设计安全降落伞系统时，需要考虑多个目标，包括安全性、可靠性、效率和成本等方面。
这些目标之间常常存在着矛盾和冲突，需要寻找一种综合考虑各种因素的设计方法。
基于多目标优化的设计思路就是通过对各种可能的设计方案进行评估和比较，选出最优解。
这种方法通常涉及到数学建模、计算机模拟和实验测试等多种手段，能够有效地将各种因素综合考虑，找到最优的设计方案。
三、多目标优化的设计方法在设计基于多目标优化的安全降落伞系统时，需要先明确各种目标和限制条件。
例如，安全性要求降落伞系统在各种极端环境下都具有较好的稳定性和控制性；可靠性要求降落伞系统在使用寿命内保持正常使用功能；效率要求降落伞系统能够快速准确地实现降落；成本要求降落伞系统在设计和制造过程中能够控制成本并保证质量。
接下来，通过建立数学模型和计算机模拟等方式，对各种设计方案进行评估和比较。
多目标优化一般采用蓝芯遗传算法、模糊综合评价等方法，能够在保证各种目标的前提下，寻找到全局最优解或帕累托前沿解集。
最后，在选定了最优解之后，需要进行实验测试和实际使用验证。
通过对于实际表现的观察和记录，反馈优化结果和初步的反馈数据，进行系统的总体性改进。
四、结论本文提出了一种基于多目标优化的设计方案，可以有效地将各种因素综合考虑，找到最优的安全降落伞系统设计方案。
在实际使用中，本方案也具有较好的实用性和可操作性，有望为安全降落伞系统的设计和应用提供新的思路和方法学。
降落伞材料科学优化设计方案
降落伞材料科学优化设计方案降落伞是一种用于减缓速度并实现安全着陆的装置。
在现代军事、民用航天、极限运动等领域，降落伞起到了至关重要的作用。
为了提高降落伞的性能和可靠性，科学优化设计是必不可少的。
本文将探讨降落伞材料的科学优化设计方案，包括材料选择、结构设计和性能提升等方面。
首先，对于降落伞材料的优化设计，合理的材料选择是关键。
降落伞材料需要具备一定的强度、韧性和耐磨性，以应对在高速下降和着陆时所承受的巨大力和摩擦力。
目前常用的降落伞材料有尼龙、涤纶和芳纶等。
尼龙具有较高的强度和韧性，可以在各种环境下保持较好的性能，但其耐热性较差；涤纶材料具有较好的耐热性和耐磨性，但其强度和韧性相对较低；芳纶材料则具有较高的耐热性和强度，但成本较高。
因此，针对不同应用场景及要求，可以根据具体情况选择不同的材料，或者采用复合材料的方式来平衡不同性能指标。
其次，在降落伞材料的结构设计中，考虑到空气动力学和结构力学等因素，优化设计可以通过改变降落伞的形状和内部结构以提高性能。
例如，通过对降落伞表面进行适当的凹凸设计，可以减少气流的阻力，提高降落伞的下降速度和稳定性；另外，在降落伞的顶部和底部设置合理的防风和防水结构，可以减少突然气流和雨水的冲击，提高降落伞的耐用性和使用寿命。
此外，还可以通过改变降落伞内部的弹簧和布带等结构来实现对降落伞展开速度和稳定性的控制，以及对荷载分布的调整，从而进一步提高降落伞的工作性能。
最后，为了进一步提升降落伞材料的性能，不断推动降落伞材料科学技术的发展是必要的。
目前，随着纳米科技和复合材料技术的不断发展，纳米复合材料和智能材料等新材料将为降落伞的设计提供更多的选择。
例如，纳米复合材料具有优异的力学性能和耐磨性，能够在极端环境下保持稳定性和可靠性；智能材料具有感应和响应能力，可以实现降落伞的自适应展开和控制。
此外，传感技术、数据分析和模拟仿真等手段的应用，也将为降落伞材料的优化设计提供更可靠的理论依据和实验验证。
数学建模降落伞选购
数学建模降落伞选购降落伞作为跳伞运动中必不可少的装备之一，它具有安全、可靠、易操作等优点。
在进行跳伞运动前，选购一款适合自己的降落伞是非常重要的。
本文将从降落伞的结构、性能、材料、使用环境等方面介绍如何选择适合自己的降落伞。
一、降落伞结构降落伞主要分为三部分：伞盖、伞架和连接件。
伞盖是最外层的雨伞形物体，由一些扇形片拼合而成，扇形片称作伞叶。
伞盖一般由防水、抗撕裂、抗压的尼龙布料制成，同时也有使用涤纶、丙纶等高强度材料的。
伞架是伞盖的支撑结构，由伞杆、主帆杆、副帆杆、伞缘线等部分组成，用来保持伞盖的形状和支撑伞盖背负跳伞员的重量。
连接件包括主绳、副绳、辅助绳等，用于连接伞盖和背包。
二、降落伞性能1. 转速：降落伞下降时，伞盖和背包之间的空气流动产生旋转力矩，使得闪躲障碍物时更加轻松。
转速越慢，伞盖控制越好，但对跳伞员来说会下降得更缓慢，造成飘移距离较大；转速越快，伞盖速度越大，但是控制难度较大。
2. 垂直速度：降落伞等重物下落时的速度是一个重要指标，一般来说，限制降落伞垂直下降速度的因素是无影小于50千克，它是机体常数，即降落伞在承受最大设计负荷时，降落伞下降速度在5000英尺相对高度时约为10 米/秒（约390英尺/秒）左右，因此，设计时一般以这个速度为目标和依据。
一般来说，跳伞员落地时的速度不能超过8-10米/秒，因为这是人的极限负荷。
3. 转向能力：降落伞具备左右晃动、前后倾翻等基本控制动作，这些动作是通过跳伞员通过伞缘线控制的，不同的伞具备的控制能力不同。
一般来说，控制能力越好，伞盖的操作性越好。
4. 稳定性：稳定性是指降落伞落在空中时，它的运动状态在接受一定横向风之后，能够保存下来并转化为垂直运动的能力。
稳定性越好意味着在风力较大时仍能保持朝向不变，控制难度也相对小。
三、降落伞材料降落伞的材料是影响降落伞性能的一个重要因素，影响降落伞品质和BVD。
目前市场上流行的降落伞材料主要是涤纶和尼龙。
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建筑工程与水利交通
随着低空领域的逐步放开，乘坐或驾驶通用飞机的门槛越来越低。
越来越多人使用通用飞机进行短途运输、旅游、私人观赏等项目。
航线飞机有专业机组定期维护，其飞行员长年接受培训；而小型通用飞机的种类繁多，飞行员的年限参差不一，维护工作也不如航线飞机系统、全面，诸多因素导致小型通用飞机的事故率远高于民航航线飞机。
整机降落伞是现今除飞机本身的适航安全性以外，保障机上人员生命及财产安全的最好选择[1]。
本文对适用于通用飞机整机迫降用的降落伞及飞机本身的设计技术指标进行分析[2]。
1.国内外研究情况
国内外对降落伞的应用主要集中在航天器回收、军用物资投放和跳伞等，在飞机上的应用主要为尾旋伞以及减速伞。
针对通用飞机整机降落伞的产品全世界只有美国的BRS 公司及捷克的GRS 公司，其中美国的BRS 公司为美国西锐飞机公司的降落伞供应商。
而全球的通用飞机公司中，把整机降落伞作为标配，装备飞机使用并取得适航认证的，只有美国西锐公司。
目前国内仍没有针对这一方面的技术或产品出现。
2.设计主要指标
整机降落伞适用于较小型的通用飞机，尤其适合低空低速、以载人为主的航空器。
过大的重量或过高的速度都会造成降落伞的重量指数式的增长，同时飞机相关的结构也需要进行大幅增强。
因此，本文认为使用整机降落伞的飞机应集中在中低速、重量低于3吨的飞机。
主要设计指标要求如下：
1）最大开伞速度：>135 knots；2）开伞至稳降的高度损失: <500m ；3）稳降及着地速度：<8.5m/s ；4）开伞载荷: <6g ；5）系统重量： <飞机重量5%；6）不影响飞机本身安全性；7）具有防误触设计；
3.指标分析
3.1最大开伞速度
对于某一型号飞型，当装备全机降落伞时，降落伞最大开伞速度应尽可能覆盖飞机最大可操纵速度或飞行包线。
由于降落伞受到的载荷与飞机速度的平方成正比，因此高速飞机难以覆盖全包线范围，但其降落伞的设计指标不应低于飞机巡航速度。
对于低速型飞机，考虑到飞机失控状态和极限载荷，任何型号飞机的最大开伞速度不应低于135 Knots
3.2开伞至稳降的高度损失
开伞至稳降的高度损失是指飞行员拉动开伞手柄后，飞机下降速率达到稳降及着地速度其间飞机的高度损失。
高度损失与飞机降落伞的结构形式、飞机开伞时的姿态和速度有关。
计算开伞至稳降的高度损失时，应以最严酷的工况，如飞机垂直向地面以最大开伞速度时开伞，达到稳降速率的高度损失。
高度损失越少，代表了有效开伞范围越广，人员拯救的成功率也越大，考虑到通用飞机普遍的低空作业特性，开伞至稳降的高度损失应少于500m，以少于300m 为佳[3]。
3.3稳降及着地速度
稳降及着地速度直接影响了飞机及机上人员在着地时所受到的撞击力，该速度越低，机上人员在飞机触地时受伤的可能性越低。
从此
摘要：提出小型通用飞机安装或配备整机降落伞的适用性，并以整机降落伞有效及实用为原则，提出整机降落伞系统通用的主要设计指标，并对其进行分析。
关键词：通用飞机；整机降落伞；设计指标
整机降落伞设计指标分析
胡振球
（浙江中航通飞研究院）
概念上讲，该速度应该越低越好，但该速度是由降落伞的构型和性能所决定，一味的追求该速度，会使降落伞的重量及开伞载荷增大。
因此，在设计降落伞时应考虑各个指标的平衡，稳降及着地速度达到安全有效即可。
8.5m/s 是一个较合理的着地速度（约30km/h），配合安全带、防冲击姿势及其他机上安全措施，可有效防止机上人员受到严重伤害。
3.4开伞载荷
开伞载荷主要是由于飞机打开降落伞后，降落伞充气导致飞机速度骤降所产生的加速度导致的，一般峰值在降落伞充气瞬间。
如果降落伞构型为多级伞或有滑环等构型，可能会导致开伞载荷会出现2个峰值，但一般最大峰值出现在降落伞第一次充气时。
普通人未经训练可以承受短时间5G 的载荷，6G 的瞬间载荷是普通人不受伤的临界，因此开伞的载荷应设计低于6G。
同时，过大的载荷除影响到机上人员外，降落伞传力路径上的机体结构应被设计成能承受该载荷。
3.5系统重量
飞机重量非常可贵，各公司为了减重绞尽脑汁，作为飞机安全保障的最后一道防线，无论该系统运行再出色，保障再可靠，但如果系统重量过大，也无法被飞机公司所接受，因此系统重量设计应在飞机空机重量的5%以内，因为除系统本身重量外，飞机需要在降落伞吊带连接处做局部的加强，也会影响到飞机整体的重量。
考虑到飞机的重心布局以及结构加强，系统的重量如能控制在飞机空机重量的2.5-3%为优。
3.6不影响飞机本身安全性
降落伞系统内含有引导降落伞开伞的装置，该装置通常具有易爆的性质，在飞机上安装降落伞系统时，应考虑如何避免误触该装置可能引发的危险，并使该系统不会影响飞机本身安全性的等级。
同时，降落伞主要以编织布、吊带等组成，材料的选择应符合飞机本身总体设计所要求的防火及耐火性能，避免选择易燃的材质。
3.7具有防误触设计
降落伞系统的使用是在飞行员认为无法控制飞机安全降落的情况下实施的，启用降落伞系统具有一定的危险性，且该系统一旦启用后将不可逆，飞行员将失去对飞机正常的控制。
因此，降落伞系统的启用方式必须具有防误触防护，同时又不能使启用方式过于繁琐，以免浪费飞行员宝贵的迫降时间。
4.结语
对于门槛越来越低的通用飞机市场，私人小型飞机已不是遥不可及，但同时对飞行员及飞机的要求及控制也没法达到如航线飞机一样的专业水平。
配备整机降落伞系统是当今一个较优保障人员及财产安全的选择，据统计整机降落伞系统已在全球范围拯救了至少150条生命。
本文提供了飞机公司设计整机降落伞可参考的主要设计指标。
参考文献：
[1] 王利荣. 降落伞理论与应用 [M]. 宇航出版社， 1997[2] 尤因，等.回收系统设计指南 [M]. 航空工业出版社，1989[3] FAA. Parachute Rigger Handbook [M] FAA， 2015。