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# System prepended metadata

title: 降落傘 開發紀錄
tags: [Structure, Developement, FAR2023]

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###### tags: `Structure`
* ## Main parachute設計

目的：載具&酬載回收
## 傘布形狀設計原理:
* 利用阻力公式D=W=0.5r * Cd * v^2^ * A
r=air density=1.225kg/m^3^
Cd=1.5
A=傘布面積，假設其為半球體表面積
* 令傘頂洞口半徑=1/5降落傘半徑
* 共12片傘布，以parachute generator繪製傘布圖形
### 傘繩連接
鄰邊使用同一條傘繩，將所有繩子與Quick link連接
![](https://i.imgur.com/FQAyOUC.png)
![](https://i.imgur.com/rTBJNdA.png)
### 減震繩
長3.2公尺，以quick link連接降落傘再接於火箭內部
![](https://i.imgur.com/XK81V25.png)
假設30kg火箭5s開傘，開傘瞬間火箭下墜速度為125m/s
# cubesat parachute
### 傘布面積:1.703m^2^
令洞口半徑為降落傘半徑1/10
### 傘布半徑:52cm
![](https://i.imgur.com/owsBQ1V.png)
### 傘繩
使用直徑2mm強化尼龍細繩，連接方式與main parachute相同
## margin
10秒開傘，速度490m/s
開傘瞬間衝擊力雨傘布形狀相關，需要經過模擬
490m/s 5s降到5m/s->a=-97m/s^2^ 
F=40*97=3880N
# 降落傘設計
### 材料
1. 防撕裂尼龍布
2. 尼龍傘繩
3. 減震繩
4. quick link
### 開傘減震方法
使用大力膠布將減震繩捆出3個傑
### 降落傘製作流程
1. 製作模板:
    (1) 利用parachute generator繪製圖形，再截圖分割並用word對齊，列印成A3大小紙張11張
    (2) 拼接成型後，以膠帶包覆強化模板硬度
2. 描繪&裁減布料:
    * 注意事項：
    a. 描繪前確定布料鋪平無皺褶
    b. 描繪時不要拉扯到布料
    c. 在模板邊際黏貼雙面膠，大致固定布料張力

    (1)繪製留邊--左留1cm/右留2cm/上下皆留1cm(收邊)
    (2)裁剪
3. 燙接縫處皺褶
左(1cm)--向下折
右(2cm)--向上折
4. 連接布塊
   * 先利用雙面膠固定，並且確定無皺褶/兩邊布料張力一致
   
5. 縫製接縫處--兩條直線車縫
6. 重複4. 5. 直到傘布接縫處皆縫製完成
7. 收上下邊
    (1)上下1cm像傘內燙，用大頭針固定接縫處
    (2)在收邊處上下車縫兩條直線
8. 縫製傘繩
    * 縫製方法：鄰邊使用同一條傘繩，傘繩兩末端皆留15cm長度縫製在傘布上
    * 傘繩長度(2條)：降落傘半徑(1.46m)* 1.5 + 0.15m * 2
9. 減震繩
連接鼻錐&箭身Quick link
## 衛星降落傘
* 製作方式同主降落傘
降落傘半徑:52cm
傘繩長度(2條):0.52m * 1.5 + 0.1m * 2
    * 減震繩--2.3m, 沒有減震功能，純粹增加長度(使總繩長超過火箭長度)
    
# AFTER LIGHT 降落傘製作
## 目的
設計火箭回收時所需降落傘，火箭上下箭身各自有一降落傘，使各自火箭部件以10m/s速度降落。降落傘分為以下四個部分進行設計，傘布、傘洞、傘繩、減震繩。

## 傘布設計
### 傘布面積
先以阻力公式求出所需傘布面積。以下數值以此次計畫上箭身降落傘為例，降落傘形狀為半球形。
![Screenshot 2024-08-23 114509](https://hackmd.io/_uploads/H1uv2tBoA.png)
![Screenshot 2024-08-23 115222](https://hackmd.io/_uploads/HJZOhFriC.png)

各項參數中，
1. 阻力係數透過查表(見圖一)得到估計值，實際的數值會因為傘布形狀、材質、傘繩長度等眾多因素而有所改變，因此在製作完成後須進行實驗確認阻力係數的實際數值，在進一步由算式得出降落傘實際落下速度。
2. 空氣密度取位於海平面的數值。
3. 終端速度和火箭重量視計畫需求而改變。
![Screenshot 2024-08-23 121612](https://hackmd.io/_uploads/SJKe0YSo0.png)
                 *圖一、降落傘阻力係數*
                 
## 傘繩長度
傘繩長度主要影響降落傘重量、體積以及阻力係數。圖二為各形狀降落傘傘繩長度比值和阻力係數關係圖。
* 傘繩長度和降落傘直徑比小於1:1時，阻力係數下降。
* 比例介於1:1~2:1時，阻力係數上升。
* 比例大於2:1時，由於傘繩的重量增加，間接使阻力係數下降。![Screenshot 2024-08-23 122254](https://hackmd.io/_uploads/ryr31cBiR.png)
*圖二*

半球型降落傘為編號6的曲線，由圖可知此降落傘阻力係數較不受傘繩長度影響，因此在設計上，過長的傘繩只會使降落傘收納更困難，所以傘繩長度取和直徑比1:1，傘繩長1.42m。然而由於後續縫製降落傘需求，實際傘繩長度需1.42+1.1m。1.1m用於縫製於傘布上。
## 減震繩
減震繩長度取箭體長度的三倍長即可，主要避免繩子卡在箭身內導致降落傘無法彈出箭身。
## 傘洞
傘洞的目的是維持降落傘穩定，當降落傘開啟後，空氣會持續流入降落傘內，傘洞可使空氣流出，若未設計傘洞，則空氣會從降落傘兩側流出，進而使降落傘晃動。理論上，傘洞越大，降落傘越穩定同時阻力係數越小。

傘洞尺寸由計算雷諾數後查表得出。
![Screenshot 2024-08-23 125718](https://hackmd.io/_uploads/ryC6IqHo0.png)
![Screenshot 2024-08-23 141431](https://hackmd.io/_uploads/rkwwYsHs0.png)

計算過後得雷諾數為94002.238，接著對照圖三，可以得到特定雷諾數所需的傘洞直徑大小。由圖中可得知，雷諾數94002若要對應到stable region，所需的最小vent ratio約為0.04。
![Screenshot 2024-08-23 141532](https://hackmd.io/_uploads/r163FiriA.png)
*圖三、雷諾數與傘洞直徑關係圖*

經過計算可得所需傘洞直徑
![Screenshot 2024-08-23 142417](https://hackmd.io/_uploads/HJbBisrjA.png)

## 降落傘材質選擇