一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞及其工作方法

本发明涉及降落伞设计领域，尤其涉及一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞及其工作方法。

背景技术：

0、技术背景

1、翼伞因其卓越的滑翔性能，在运动表演、空投空降以及航天回收等领域应用越来越普遍。翼伞伞衣的升阻比直接决定了其滑翔性能，影响翼伞系统最大滑翔距离。与传统机翼翼型相比，翼伞前缘设置切口，通过切口充气保持气室刚性。因此与传统机翼翼型相比翼伞的升力系数更低，阻力系数更大，升阻比显著降低；在大攻角来流条件下，翼伞更容易出现上翼面流动分离现象，使得临界攻角降低，导致翼伞失速，升力系数和升阻比骤降。因此改善翼伞周围的流场，减少上翼面的流动分离，对翼伞的安全性具有重要意义。

2、目前，通过改变翼伞结构组成来改善翼伞升阻比的方法并不多，大部分研究集中于对翼伞本身结构参数的改进，如对前缘切口的位置和切口高度进行改进、采用薄翼型等提高升阻比，但以上改进大多会降低翼伞充气性能，因此对翼伞滑翔性能的提升较为有限。

技术实现思路

1、本发明旨在提出一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞及其工作方法，在保障翼伞顺利充气的前提下切实提高翼伞的滑翔性能，在翼伞切口前缘增加缝翼设计，翼伞工作时缝翼与上翼面之间形成可供来流空气通过的缝隙，气流通过缝隙得到加速，增加上翼面附体气流的动能，改善上翼面流动分布，从而有效抑制翼伞大攻角情况下的气流分离，增加升力系数和最大升阻比的同时提高失速攻角，使翼伞的滑翔性能得到显著的提升。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞，翼伞伞衣构型由常规翼伞伞衣和前缘缝翼组成。缝翼位于伞衣前缘切口上方，弦向两侧与翼伞上翼面织物以及肋片缝合。缝翼前后缘设置加强带，不与翼面缝合。所述缝翼织物块前缘宽度为气室展向长度的120％～140％，后缘展向长度稍小于前缘，可取气室展向长度的110％～120％。所述的前缘缝翼前端与伞衣切口平齐，缝翼弦向长度为翼伞弦长的8％～15％。

4、作为优选，所述伞衣及前缘缝翼为不透气或低透气量织物块制成；

5、作为优选，所述前缘缝翼沿弦向通过卷缝或平缝的形式与翼伞上翼面织物以及肋片缝合，所述缝翼前后缘设置加强带，不与翼面缝合；

6、作为优选，所述翼伞折叠时，缝翼紧贴于上翼面，翼伞充满时，缝翼鼓包，与上翼面之间形成气流通道，通道高度由缝翼展向长度决定；所述缝翼织物块前缘宽度为气室展向长度的120％～140％，后缘展向长度稍小于前缘，可取气室展向长度的110％～120％；所述的前缘缝翼前端与伞衣切口平齐，缝翼弦向长度为翼伞弦长的8％～15％。

7、本发明还公开了一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞的工作方法，基于上述所述的有前缘缝翼的高滑翔翼伞，当高滑翔翼伞进气时伞衣撑起，气室迅速张满，前缘缝翼向上张开，并形成鼓包，当气室充满产生足够的升力后，翼伞开始工作；所述前缘缝翼与上翼面之间形成可供气流通过的缝隙，下翼面气流通过该缝隙流出，使得前缘缝翼迅速鼓包，改善了翼伞上翼面表面的气流分布，延缓大攻角飞行时气流分离，提高翼伞滑翔比。

8、与现有技术相比，本发明带来的有益效果为：通过在上翼面设置缝翼改善翼面气流流动，增加附面层流动动能，有效抑制翼型大攻角气流分离，提升翼伞大攻角下气动性能，使翼伞的滑翔和操纵可以在更大的攻角范围内实现,增加翼伞系统的滑翔能力及飞行稳定性，对高滑翔翼伞的结构设计有重要意义。

技术特征：

1.一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞，其特征在于：翼伞伞衣构型包括常规翼伞伞衣和前缘缝翼，所述伞衣分为上翼面和下翼面，上、下翼面中间由肋片连接形成气室，所述伞衣的后缘缝合，前缘设置切口，工作时气室充气维持翼形；上翼面前缘切口处设置所述前缘缝翼，缝翼与气室对应缝合，展向长度长于气室宽度，使得所述高滑翔翼伞工作时缝翼鼓包呈拱形，与上翼面之间形成可供气流通过的缝隙。

2.根据权利要求1所述的一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞，其特征在于：所述前缘缝翼沿弦向通过卷缝或平缝的形式与翼伞上翼面织物以及肋片缝合，缝翼前后缘设置加强带，不与翼面缝合。

3.根据权利要求2所述的一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞，其特征在于：所述翼伞折叠时，缝翼紧贴于上翼面，翼伞充满时，缝翼鼓包，与上翼面之间形成气流通道，通道高度由缝翼展向长度决定。

4.根据权利要求3所述的一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞，其特征在于：所述缝翼织物块前缘宽度为气室展向长度的120％～140％，后缘展向长度小于前缘，取气室展向长度的110％～120％。

5.根据权利要求3或4所述的一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞，其特征在于：所述的前缘缝翼前端与伞衣切口平齐，缝翼弦向长度为翼伞弦长的8％～15％。

6.根据权利要求1所述的一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞，其特征在于：所述伞衣及前缘缝翼为不透气织物块制成。

7.一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞的工作方法，其特征在于：根据权利要求1-6任意一项所述的有前缘缝翼的高滑翔翼伞，所述高滑翔翼伞进气时伞衣撑起，气室迅速张满，前缘缝翼向上张开，并形成鼓包当气室充满产生足够的升力后，翼伞开始工作；所述前缘缝翼与上翼面之间形成可供气流通过的缝隙，下翼面气流通过该缝隙流出，使得前缘缝翼迅速鼓包，改善了翼伞上翼面表面的气流分布，延缓大攻角飞行时气流分离，提高翼伞滑翔比。

技术总结本发明公开了一种有前缘缝翼的高滑翔翼伞及其工作方法，翼伞伞衣构型由常规翼伞伞衣和前缘缝翼组成。缝翼位于伞衣前缘切口上方，弦向两侧与翼伞上翼面织物以及肋片缝合。翼伞工作时缝翼鼓包，与上翼面之间形成可供空气通过的缝隙，增加上翼面附体气流的动能，从而改善上翼面气流分布，有效抑制翼伞大攻角飞行时的气流分离，既能提高翼伞最大升阻比，又能提高失速攻角，增加翼伞系统的飞行稳定性，对高滑翔翼伞的结构设计有重要意义。技术研发人员：余莉,宋子怡,李岩军,彭栎洁受保护的技术使用者：南京航空航天大学技术研发日：技术公布日：2024/5/10