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1、第八期创新思维训练营创意降落伞设计说明书参赛选手：杨少成李志龙肖洋一 设计任务1 、比赛主题 参赛选手用指定的材料制作一个原理类似于一般降落 伞的装置，利用空气浮力来为重物减速的基本原理。比赛开 始时降落伞下挂着指定的重物（重约为20g的小沙袋）从一 定高度（三层楼房的高度）由静止释放，下落过程中不允许 有额外的动力来源，最终以下落时间和落地点离初始释放点 的偏移量以及装置的创意设计三项内容作为参赛组的总成 绩。2、设计要求降落伞装置的材料可为纸、竹、木中的一种或几种，须 用绳、胶连接和固定构架。装置的长宽高限定在 50cmx50cmx50cm之内，形状不限，但要求装置整体美观，大 致符合降落
2、伞的构造。不允许在降落伞中填充除空气以外的 其他气体，降落伞装置不得购买成品或半成品。二设计思路根据设计要求，考虑到降落伞主要由透气的柔性织物制成并可折 叠包装在伞包或伞箱内，工作时相对于空气运动，充气展开，使人或 物体减速、稳定的一种气动力减速器；在一般情况下，伞面的面积越 大，伞所受到的阻力就越大，下降速度越慢，滞空时间长。三 设计原理1、为满足比赛要求，我们将降落伞设计成较大的伞面，将伞面 设计为近乎正方形，以增大其与空气接触面积，同时我们也充分利用 伞高，预计在降落伞伞层上做创新，采用多层伞面协调设计。2、在伞的偏移问题上，伞在空中偏移的距离越远，一般说来时 间会相对增加，但偏移量也会
3、增大，所以，我们为减少偏移，将伞面 设计为拱形，增强了其对空气的约束力，使伞能更好保持平稳垂直；3、在材料上，伞架我们选用合适的高强度杆减轻了伞的自身重 量，使其更轻便；伞衣我们使用一次性台布纸，结构紧凑、强度高、 柔软、弹性好、仲长不匀率小而且材料不易破洞，可塑性好；使用胶 结的方式显得美观实用。4、在结构上，我们考虑到其稳定性，预采用支架结构，将支撑物用细线捆绑，成拱形，并利用三角稳定原理使其更牢固，考虑到气 流原因，在设计上，我们的设计使气流得以环绕伞衣，使每一处伞衣 都能承受相同风载。5、在伞倾斜问题上，我们为了应对在降落过程中伞面发生倾斜， 我们在设计时，通过计算找到伞面重心，使伞整
4、体得以平衡，同时在 伞面最上方设计提拉点，以便控制伞降落时的重心。四 设计方案根据比赛要求，通过对比赛规则的分析，我们将降落伞分为三步 设计。分别为整体设计、局部设计、可调性设计。1、整体设计因为比赛规则中要求降落伞滞空时间长越长得分越高，根据设计 原理可以知道，当降落伞伞衣越大时，下降速度越慢，滞空时间越长， 因此我们将降落伞设计为规定的最大尺寸500*500*500 mm）。同时 规则要求降落伞下落时横向偏移量不能过大，因此我们将降落伞设计 为对称状,下降时气流从四面均匀流出，使得降落伞各部分受力相等， 理论上可以避免下降过程中横向偏移的现象。2、局部设计我们根据降落伞的结构，将其分为伞衣
5、、伞架、伞绳。伞衣我们采用了一次性台布纸，其特点结构紧凑、强度高、柔 软、弹性好、仲长不匀率小而且材料不易破洞，可塑性好，密度小。符合降落伞材料选择。伞架我们采用高强度、低密度细竹杆，在满足强度的基础上同 时满足了结构轻的要求，使降落伞整质量更小。伞绳我们采用了弹性小，强度高，质量轻的批线。3、可调性设计因为在制作过程中，出现误差，结果会与计算结果不同，为了避 免这一现象，我们在结构设计时，将伞架设计为具有可调性，在实验 时，若出现横向偏移过大，下降速度过快时，我们可以通过对伞架的 微调来起到矫正的作用。五 加工制作首先根据外形尺寸将伞架需要的杆长计算得出结果，根据计算结 果截下所需要的杆长。
6、用胶接的方式将伞架固定好后，剪下相应尺寸 台布纸作为伞衣，同样用胶接的方式将台布纸固定在准备好的伞架上（在粘贴伞衣过程中，注意将伞衣绷直,防止凹凸不平，受力不平衡）。最后将准备好的伞绳固定在伞架上。将绳结调节到伞面的形心处。六试验调试将做好的模型，放于相似环境中测试，根据多次试验，记录每次 数据后，分析得出规律。根据试验数据，通过微调装置将降落伞轨迹 调至最佳。七创新性及优缺点分析该降落伞结构上有所创新，采用多层结构,可以很好地起到减速作用， 延长滞空时间。结构中伞架可调，可以通过多次试验调出最优轨迹。 优点：1、所选用材料密度小、强度高、常见便宜，易于加工制造。2、该降落伞一直处于打开状态，下落时减少了空中打开过 程，延长了滞空时间。3、整体设计具有对衬性，外形美观实用。4、伞架可调。缺点：由于伞架不能收叠，占地面积大，不宜放置。八 整体视图泌狂t托
