无伞空投缓冲包装材料及技术研究

目的对无伞空投技术进行深入研究和大胆探索,丰富空投保障手段,提高空投保障能力。方法以液体类食用物资为研究对象,立足缓冲包装的思路,借助数值模拟和高空跌落试验,通过缓冲包装材料的合理选择和缓冲包装方式的科学设计,实现在200 m高空物资的成功无伞空投。结果选用的包装材料、采用的包装结构和方式,以及不同材料间的多级缓冲模式都很好地满足了液体类食用物资无伞空投的要求,确保了空投着陆后物资的完好和正常使用。结论无伞空投是一种实用、方便、经济的空投保障方式,尤其是针对一些用量大、低价值的物资,实施无伞空投不仅可行,而且具有重要的现实意义。     

中件空投托盘缓冲包装设计

目的 解决现役中件空投无缓冲、货台空投成本高等问题。方法 在保证中件空投托盘和运输机具有良好的空投适应性和匹配性的基础上,以托盘的缓冲功能为核心,设计托盘的框架结构。确定托盘的主要材料,设计具有一定缓冲功能、效费比较高的中件空投托盘。结果 以厚度为50 mm的边8蜂窝纸板缓冲垫为例计算,当承载质量为500 kg空投物资时,需要厚度为143 mm的蜂窝纸板缓冲垫。计算结果表明,中件空投托盘的缓冲材料选择合理,结构设计正确,能够实现设计的目的。结论 设计的中件空投托盘具有储运方便、装机简单、吸能缓冲、成本低廉等特点,为中件空投系统的改进和空投货台的设计提供了一种思路。     

物资空投包装缓冲设计与分析

目的介绍空投包装缓冲方案设计,包括钢丝绳隔振缓冲系统设计和泡沫衬垫缓冲系统设计,便于更好地选取适宜的缓冲材料和缓冲形式,确保空投的安全可靠。方法针对物资在空投时开伞与着陆等2种冲击工况进行有限元分析计算。根据2种工况所受最大冲击,开展空投包装缓冲方案设计。结果着陆瞬间的最大应力为4.8 MPa,最大位移为0.666 mm;反弹过程中的最大应力为13.3 MPa,y向最大位移为5.49 mm;冲击隔振计算和缓冲衬垫结构校核均通过。结论采用内部泡沫衬垫缓冲、外部钢丝绳隔振的空投包装缓冲方案,缓冲性能优良,满足空投后内装物资完好的设计要求。     

HolyPan复合材料在中件空投系统中的应用研究

目的 以HolyPan复合材料特性研究为基础,通过分析中件空投系统现存问题,研究HolyPan复合材料在中件空投系统中的应用。方法 首先,对HolyPan复合材料抗冲击、拉伸、悬挂强度等特性分别进行测试。其次,以HolyPan为主体材料,对现役中件空投系统进行改进设计。最后,对设计样品进行跌落缓冲试验,以验证HolyPan复合材料在中件空投系统应用中的合理性。结果 以HolyPan复合材料为主体设计的中件空投平台和中件空投集装箱,在缓冲性能等方面明显优于现役中件空投系统。结论 HolyPan复合材料在中件空投系统中的运用具有现实意义,可显著提高中件空投系统的安全性和可靠度。     

空投着陆气囊缓冲系统环境适应性研究

目的 研究在空投着陆过程中, 气囊缓冲系统的缓冲特性和环境适应性, 分析空投着陆环境变化对气囊缓冲特性的影响。方法 以热力学理论和刚体动力学为基础, 建立空投着陆气囊缓冲系统动力学模型, 以此为基础编写气囊缓冲特性计算分析软件; 针对某型主-辅囊结构气囊进行地面冲击试验,对比验证了计算模型的正确性。结果 空投着陆海拔高度为0, 3000, 4500 m时, 空投装备着地瞬间的着地速度分别为0.52, 0.96, 2.31 m/s, 随着海拔升高, 空投装备着地速度明显增大。环境温度、 大气密度和大气压力等参数对气囊缓冲特性的影响比较显著。结论 气囊缓冲系统的缓冲特性满足设计要求, 可适应海拔较高的空投环境。同一气囊系统在较高海拔环境中使用应充分评估其适用性和安全性, 避免空投装备着地速度较大而造成装备损坏。     

空降空投缓冲包装技术专题 序

正随着现代信息化战争的快速发展和作战样式的不断变化,空降兵的地位日益提升,同时,战场环境更加复杂险恶,军用物资补给更加困难。空降空投作为空降作战物资补给的重要手段,被赋予了更高的要求,既要保证作战物资空投快速及时,又要做到安全完好,空投的高速度、着陆的强冲击等都对空投包装缓冲提出了更高的需求。加强空降空投缓冲包装技术研究,对于促进空降空投技术的发展,提高我军空投保障能力进而提高部队的战斗力具有重要意义。     

冲压式空投气囊着陆缓冲性能仿真研究

目的 以冲压式空投气囊为研究对象, 对气囊的着陆缓冲过程进行有限元仿真, 以研究其缓冲性能。方法 使用SolidWorks软件建立了气囊和装备的几何模型, 导入到有限元分析软件Ansys/LS-DYNA中划分网格, 加载并进行求解, 并用后处理软件Ls-prepost对仿真结果进行分析, 得出了气囊的体积和压力变化曲线, 以及空投装备的位移、 速度和加速度的变化曲线。结果 气囊在着陆缓冲过程中的最大压力为0.198 MPa, 空投装备的着陆冲击加速度峰值为175 m/s（ 2 17.9g）。结论 空投装备的最大冲击过载是17.9g, 装备最大过载Amax＜允许过载20g, 气囊满足性能要求。气囊内压力峰值对于气囊的设计有重要影响, 以气囊峰值压力0.198 MPa为参考标准, 在气囊材料选取和气囊加工方面要确保气囊能承受相当的峰值压力, 以避免缓冲时气囊发生爆裂。     

空降携行装备缓冲包装设计与分析

目的为了提高携行装备的可靠性,对空降携行装备缓冲包装设计方法进行研究。方法通过理论计算获得开伞过载和着陆冲击过载估值,判断空降携行装备缓冲包装设计输入;通过合理选择缓冲包装材料和准确设计缓冲衬垫的厚度,以优化缓冲包装设计方案,并通过地面试验验证设计方法的可行性和有效性。结果通过优化设计,对装备进行缓冲包装防护后,某型空降携行装备着陆冲击由48.7g降至17.7g,能保证空降携行装备着陆后的完好和正常使用。最大过载计算值与实际测量最大过载值差距较小。结论所用计算方法可用于空降携行装备缓冲包装设计,缓冲包装设计不仅可保护装备,而且对其携行具减重具有重要的现实意义。     

冲压式快速类空投试验研究

目的通过类空投试验,对比研究冲压式快速空投气囊和传统缓冲气囊的着陆过程和着陆缓冲效果。方法以冲压式快速空投气囊为研究对象,建立气囊模型,制作类空投气囊和降落伞模型;在高约23 m处,分别进行不使用任何缓冲、采用传统缓冲气囊、采用冲压式快速空投气囊的类空投试验。结果采用传统缓冲气囊进行类空投时,装满水的玻璃瓶和矿泉水瓶损坏概率分别为22.2%和11.1%;采用冲压式快速空投气囊进行类空投时,损坏概率均为0。结论冲压式快速空投气囊的类空投效果远远好于传统缓冲气囊,为深入研究冲压式快速空投气囊打下了基础。     

新型自充气式着陆缓冲气囊的理论分析与设计研究

目的针对目前着陆缓冲气囊充气展开方面的功能缺陷,设计研究一种新型自充气式气囊。方法详细论述气囊的结构及其自充气原理,建立气囊整体结构模型;分析气囊进气孔的结构和工作原理,并进行相关计算;最后理论分析气囊缓冲着陆过程及其缓冲性能。结果新型自充气式缓冲气囊展开时仅有1/6的体积需要自带气源充气,进气口结构能满足空投下落时气囊的自充气,实例计算得出空投载荷的最大冲击加速度只有60 m/s2,小于允许的最大冲击加速度。结论新型自充气式气囊能够大大减轻空投系统自身的重量,进气口结构能满足气囊功能要求,使空投物资受到的冲击加速度小于允许的最大值,气囊能对空投货物起到很好的缓冲保护作用。     

可空投系留平台空投跌落冲击响应研究

目的实现可空投系留平台软着陆,为优化可空投系留平台的隔振缓冲设计提供理论参考。方法将可空投系留平台等效为二自由度非线性隔振缓冲系统,在Matlab环境中,采用四阶龙格-库塔方法,对可空投系留平台跌落冲击响应进行数值仿真,并分析系统参数对系留平台中继模块空投跌落冲击响应的影响。结果得到动态响应数据和曲线,避免了大量破坏性试验,得到不同参数条件下的跌落冲击仿真结果。结论根据隔振缓冲仿真系统的动态响应规律,可对隔振缓冲包装的安全性进行评估,实时修改设计参数,有效地提高隔振缓冲包装设计的精确性和经济性。     

蜂窝纸板在空投包装中的应用

目的研究蜂窝纸板在空投包装中的应用,构建军品绿色包装。方法通过研究蜂窝纸板的性能,并与瓦楞纸板进行比较,来分析蜂窝纸板在空投包装领域的应用效果及前景。结果蜂窝纸板密度小、抗弯刚度大、平压强度高、侧压强度高、缓冲性能好,是低碳可再生的绿色包装材料,可应用于空投平台、无伞空投物资、特殊包装等方面。结论蜂窝纸板可作为空投包装材料。     

圆柱筒式空投气囊缓冲模拟

目的研究某空投缓冲系统圆柱筒式气囊的缓冲过程,得出缓冲特性曲线,并校核装备冲击过载。方法基于有限元理论,利用Ansys中的显示动力学分析软件LS-DYNA建立气囊缓冲系统的有限元模型,采用粒子法,对气囊缓冲过程进行数值模拟,并与传统气囊仿真所使用的控制体积法进行对比。结果经模拟得出空投着陆缓冲过程中气囊排气口打开时间为63.4 ms,缓冲过程中的最大过载为13.3g,获得了缓冲高度、货台加速度等特性的变化规律。将气囊缓冲特性与使用传统的控制体积法仿真的结果进行了对比,排气口打开时间误差为10.7%,最大过载误差为8.6%。结论 2种方法的结果对比一致性较好,验证了粒子法进行缓冲气囊模拟的可行性,同时使用圆柱筒式气囊缓冲的最大过载满足装备空投对过载不超过20g的要求。     

冲压式快速空投缓冲装置进气道及测压机构设计

在冲压式快速空投硬式气囊缓冲技术的基础上,设计了口径可调节的进气道机构,主要包括电池、弹簧、电磁铁、可变电阻的设计,最终建立了进气道机构三维数学模型。根据空投环境下的压力测试要求,设计了内置式缓冲装置测压系统,进行了测压系统方案设计,该进气道及测压系统具有结构简单、便于维护、体积小、质量小等特点。该系统满足冲压式快速空投使用要求。     

基于不同防护材料易碎品运输可靠性结构设计

目的研究易碎品在运输包装过程中不同防护材质缓冲包装结构的防护性能。方法通过Ansys Workbench中的模态分析(Modal)和随机振动分析模块(RandomVibration),对模型进行模态和随机振动仿真分析,得到易碎品的各向应力、位移、总应力等,分析对比2种防护材质的仿真结果,选取最优的缓冲方案,并进行随机振动和跌落实验。结果 2种防护材质下缓冲结构都具有良好的防护性能,选择设计的EPE缓冲结构更具有经济环保性,且在随机振动和跌落试验中,包装件没有发生变形和损坏,内容物完好。结论为易碎品低成本、高可靠性的结构设计提供了思路,也为产品性能的预测和运输方案的检测提供了一种分析手段。     

基于仿生结构的吸顶灯电商包装设计

目的 设计大型吸顶灯电商缓冲包装,改变家用吸顶灯电商包装防护能力不足以及结构形式单一的现状,提升消费者的购买体验和品牌价值。方法 使用瓦楞纸板替代EPE缓冲材料,构造“蜂窝正六边形”仿生缓冲结构,提出无盖式与罩盖式2种设计方案。结果 与原包装比较,2款瓦楞纸板缓冲包装的抗压强度分别提高了80.8%与111.2%,快速封拆结构赋予消费者一步操作即可取用产品的便利性,解决了原有包装材料的环境非友好性、用户体验差等问题。结论 2种方案均采用瓦楞纸板仿生缓冲结构设计,不仅提高了包装对灯具的保护性能,而且提升了包装开启的便利性,为大型易碎类商品的电商包装提供了可借鉴的解决方案。