CN119047006B - 一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法，包括以下步骤：S1、根据实际空投缓冲气囊落速V和载重M，选择气囊织物材料和加强带材料；S2、设计组合型气囊与排气口的位置关系；S3、设计多层编织物的排气口；S4、基于排气口的编织物材料进行等效力学模型构建，构建空投重量与排气口每层编织物材料的强度关系，得到同时具有低环向刚度与高径向刚度的结构特性的排气口材料。本发明采用上述一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法，根据不同重量空投着陆冲击力度的大小自动改变排气孔大小，能够根据跌落冲击的强弱自主变化，提高空投成功率，不需要其他机构就可以实现排气口的自主扩张，结构简单，易于实现。

Description

一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法

技术领域

本发明涉及缓冲气囊技术领域，尤其是涉及一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法。

背景技术

缓冲气囊的几何形态变形时空演化规律以及气动结构-气体运动相互作用规律都十分复杂。目前，着陆用缓冲气囊主要分为密闭式、排气式、组合式和智能式。密闭式、不具有排气孔的气囊是使用最早、结构最简单的一种气囊。该种气囊可以以较大的速度进行着陆，对着陆姿态没有太多的要求，更适应相对复杂的着陆地形，美国喷气实验室(JPL)研制“火星探路者”着陆器的着陆缓冲系统使用的就是不具有排气孔的全向缓冲气囊系统。

排气式缓冲气囊，是指气囊在缓冲过程中具有排气能力，它的排气孔面积为固定值，在受到着陆冲击时，气囊受到压力，压缩囊内气体以吸收能量，当压力达到设计的排气压力值时排气孔开启，囊内气体通过排气孔向外排泄来耗散能量。气囊缓冲原理是依靠气囊在压缩载荷下的变形吸收能量，因此缓冲特性主要取决于气囊的变形特性，即气囊的刚度，刚度过小将造成气囊高度增加或剩余高度不足。刚度过大，着陆装备易出现反弹和不允许的二次冲击。

对于排气孔面积固定的排气式气囊，选择合理的开口大小，可以使过载值限定在合理范围内。与密闭式气囊相比，排气式气囊具有更多的优势。

现有技术中，只是研究了不同排气孔面积对气囊缓冲效果的影响，国内重装空投系统全部采用排气孔面积为固定值的结构，排气孔一旦打开，直到缓冲结束排气孔开口面积保持不变，这就导致该气囊的配重范围较小，不能够很好的适应不同重量的空投系统。

此外，组合型气囊同时具有排气型气囊和密闭型气囊的优点，其基本结构分为内外两层气囊，外层气囊可以通过排气进行释能，内囊为密闭型气囊，起到对设备的支撑和保护作用，可以避免设备直接触地而造成的损坏。但是组合式气囊结构复杂，现有组合式气囊缓冲的资料中，尚无将组合式气囊应用于重装空投缓冲以避免装备与地面硬碰撞的方法研究,缺乏组合式气囊缓冲效果的清晰结论，且针对组合式气囊的精密解析分析和仿真方法也未见详细分析。

智能气囊是一种具有冲击主动控制的智能结构，它能根据缓冲过程气囊内部的压力变化和外界过载变化，实时控制气囊的排气状态，实现缓冲过程主动控制。但是，空投跌落冲击过程中气囊的缓冲时间极短，要实现理想的排气孔面积变化规律对动作机构要求非常高。因此，该智能控制方法存在明显的不足。

综上所述，虽然构建合理的缓冲气囊几何外形对于准确地模拟再现缓冲气囊的多相流动力学规律十分重要，但是当前的研究主要考虑排气孔尺寸固定，或者是依靠传感器的智能排气孔吸收能力的缓冲气囊的几何形态，而忽略了设计一款基于仿生学为基础的新型缓冲气囊的自适应变体排气孔，通过冲击大小自动调节排气孔大小，确保囊体内外压差在最理想的范围内变化，使得装置最大过载、装备稳定性最理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法，通过改变囊体沿中心孔向外不同区域编织材料面内和厚向的弹性模量调控囊体沿中心孔向外不同区域的变形特性，由此获得具有变口径特性的气囊材料，能够根据跌落冲击的强弱自主变化，提高空投成功率。

为实现上述目的，本发明提供了一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法，包括以下步骤：

S1、根据实际空投缓冲气囊落速V和载重M，选择气囊织物材料和加强带材料；

S2、设计组合型气囊与排气口的位置关系；

S3、设计多层编织物的排气口；

S4、基于排气口的编织物材料进行等效力学模型构建，构建空投重量与排气口每层编织物材料的强度关系，得到同时具有低环向刚度与高径向刚度的结构特性的排气口材料。

优选的，步骤S1中，所述气囊织物材料和加强带材料均采用经向编织纱线和纬向编织纱线编织而成，编织纱线为尼龙、锦纶纤维中的任意一种。

优选的，步骤S1中，所述加强带材料的断裂强力为3800～4200N，厚度不小于1.14mm，密度450～600g/m²，断裂伸长率不小于25％。

优选的，步骤S2中，所述组合型气囊包括内层气囊和外层气囊，所述排气口与所述外层气囊为一体成型设计，外层气囊还设置有一体成型的加强带；

所述排气口用于通过排气进行释能；

所述加强带用于增强气囊囊体的强度；

所述内层气囊为密闭型气囊，用于设备的支撑和保护作用，避免设备直接触地而造成的损坏。

优选的，所述排气口的形状为圆形、长条缝形和矩形中的一种或多种；

所述排气口的数量为一个或多个，具体为单缝、双缝和三缝中的一种。

优选的，步骤S3中，所述排气口为三层结构，包括以排气缝隙为中心、由内而外依次设置的第一层编织物、第二层编织物和第三层编织物；

从微观结构来看，第一层编织物的间隙大于第二层编织物，第二层编织物的间隙大于第三层编织物；

所述排气口均采用经向编织纱线、纬向编织纱线和树脂编织而成。

优选的，步骤S4中，所述基于排气口的编织物材料进行等效力学模型构建，包括以下步骤：

S41、通过代表性微元体的微观结构定义相关参数；

L_w＝a_wt_w+L_wg

其中，r_w表示纬向编织纱线的半径，α_w表示纬向编织纱线之间的内凹角，A_w纬向编织纱线的横截面积，a_w和t_w是纬向编织纱线的横截面形状系数和厚度；L_wg和L_w表示相邻纬向编织纱线之间的间隙和距离；另外，将下标“w”变成“f”，以上则表示经向编织纱线的各参数；

S42、计算纬向编织纱线的卷曲角θ_fc，同理得到经向编织纱线的卷曲角θ_wc，θ_fc计算过程如下：

S43、计算纬向编织纱线直线部分长度L_fs，得到纬向编织纱线的纤维体积分数κ_w、经向编织纱线的纤维体积分数κ_f以及单位体积编织纱线的纤维体积分数κ_u，再计算编织纱线的纤维体积分数V_f，如下式所示：

κ_w＝4A_w[(2r_f+t_w)θ_wc+L_ws]

κ_f＝4A_f[(2r_w+t_f)θ_fc+L_fs]

κ_u＝4(t_w+t_f)L_wL_f

其中，κ为纤维填充分数，取值为0.6～0.8；

S44、计算经向编织纱线和纬向编织纱线转角处柔度矩阵：

其中，是通过对无穷小纱线段的经线卷曲角θ_wc和纬线卷曲角θ_fc的柔度矩阵进行平均得到；S_w为经向编织纱线转换为参照全局坐标系下的柔度矩阵，S_f为纬向编织纱线转换为参照全局坐标系下的柔度矩阵；

经向编织纱线的柔度矩阵和纬向编织纱线的柔度矩阵分别由下式给出：

其中，λ_wc和λ_fc分别表示经向和纬向编织纱线卷曲部分的长度占总长度的比例；

S45、通过平均经向编织纱线的刚度矩阵平均纬向编织纱线的刚度矩阵以及树脂刚度矩阵C_m，计算编织物材料的整体刚度矩阵C^e，具体步骤为：

其中，和由其柔度矩阵求逆获得，C_m由下式获得：

其中，v_m表示树脂的泊松比；

S46、通过如下公式计算第一层编织物、第二层编织物和第三层编织物的经向xx、纬向yy、厚向zz方向的刚度参数：

其中，E_xx，E_yy，E_zz分别表示经向、纬向、厚向方向的拉伸模量；G_xy，G_yz，G_zx分别表示各个方向的剪切模量；v_xy，v_yz，v_zx分别表示各个方向的泊松比；

S47、整个空投系统跌落冲击地面时排气口编织物所受到的径向力、纬向力以及厚度方向的力分别以F_x，F_y，F_z来表示，其关系式如下所示：

其中，σ₁，σ₂，σ₃表示排气口编织物所受到的径向力、纬向力以及厚度方向的力与空投重量的比例因子，该因子通过试验和仿真测得；M₀表示空载时空投平台的重量。

优选的，步骤S44中，S_w与S_f，分别由下式给出：

S_w＝[T_w]^T[S_wc][T_w]

S_f＝[T_f]T[S_fc][T_f]

矩阵[S_wc]和[S_fc]由下式计算：

其中，E、G、v分别表示编织纱线的纤维平面内不同方向的刚度参数，E表示拉伸模量、G表示剪切模量、v表示泊松比；

[T_w]表示建立的编织纱线卷曲变换矩阵，[T_w]^T表示它的逆矩阵，由下式计算：

其中，m＝cosθ,n＝sinθ，经向纤维θ表示θ_wc，纬向纤维θ表示θ_fc。

优选的，步骤S47中，排气口编织物的强度应该满足下面关系：

其中，F表示排气口织物所受不同方向的力，由F_x，F_y，F_z来表示；N表示每一层编织物三种不同方向力，由于气囊排气口有三层结构，所以N₁表示第一层编织物三种不同方向力，N₂表示第二层编织物三种不同方向力，N₃表示第三层编织物三种不同方向力；l表示每一层编织物横向的长度，由于排气口有三层结构，所以l₁表示第一层编织物的横向长度、l₂表示第二层编织物的横向长度、l₁表示第三层编织物的横向长度；分别表示每一层编织物参数所参与抗冲击的贡献比例，由其长度决定。

因此，本发明采用上述一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法，有益效果如下：

(1)本发明提出的自适应变口径排气孔缓冲气囊，通过改变排气口沿中心孔向外不同区域编织材料的属性(面内和厚向的弹性模量)来调控不同区域材料的强度、囊体沿中心孔向外不同区域的变形特性，可根据不同重量空投着陆冲击力度的大小自动改变排气孔大小，能够根据跌落冲击的强弱自主变化，提高空投成功率，不需要其他机构就可以实现排气口的自主扩张，结构简单，易于实现。

(2)本发明通过调整第一层到第三层材料强度，使之适应不同重量及不同工况空降空投的冲击力，通过调控每条编织材料的宽度及径向和纬向的间隙，研究材料环向刚度、径向与厚向刚度的变化规律，获得同时具有低环向刚度与高径向刚度的排气孔材料结构特性，排气孔缝隙张开的口子随着气囊跌落冲击应力的加大而增大，保证囊内气体排出速度均匀，不会过快或者过慢，从而减少倾覆和侧翻的情况发生。

(3)本发明使用该变口径排气孔缓冲气囊并不会增加其他额外的结构和装置，而且也不会增加气囊的重量，轻量化的同时，也不增加使用的复杂程度。

附图说明

图1是本发明一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法实施例的流程图；

图2是本发明一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法实施例的排气口位置示意图，其中(a)为单缝，(b)为双缝，(c)为三缝；

图3是本发明一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法实施例的排气口结构示意图，其中(a)为单缝示意图，(b)为排气口放大图，(c)为排气口的微观结构示意图；

图4是本发明一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法实施例的排气口的相关参数示意图；

图5是本发明一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法实施例的排气口微观结构示意图，其中(a)为代表性微元体示意图，(b)为微元体的相关参数示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

实施例一

如图1所示，一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法，包括以下步骤：

S1、根据实际空投缓冲气囊落速V和载重M，选择气囊织物材料和加强带材料。

气囊织物材料和加强带材料均采用经向编织纱线和纬向编织纱线编织而成，编织纱线为尼龙、锦纶纤维中的任意一种。

加强带材料需达到此标准气囊强度：加强带材料的断裂强力为3800～4200N，厚度不小于1.14mm，密度450～600g/m²，断裂伸长率不小于25％。

S2、设计组合型气囊与排气口的位置关系。

组合型气囊包括内层气囊和外层气囊，排气口与外层气囊为一体成型设计，外层气囊还设置有一体成型的加强带，加强带为若干设置于外层气囊的十字交叉条形带，加强带用于增强气囊囊体的强度，可以有效降低气囊破裂的风险，提高气囊的稳定性和安全性。

内层气囊为密闭型气囊，用于对设备的支撑和保护作用避免设备直接触地而造成的损坏的大小和形状。排气口用于通过排气进行释能，在受到着陆冲击时，外层气囊受到压力，压缩囊内气体以吸收能量，当压力达到设计的排气压力值时排气口开启，囊内气体通过排气口向外排泄来耗散能量。排气口的形状为圆形、长条缝形和矩形中的一种或多种。排气口的数量为一个或多个，具体为单缝、双缝和三缝中的一种，其位置如图2所示。

S3、设计多层编织物的排气口。

如图3所示，排气口为三层结构，包括以排气缝隙为中心、由内而外依次设置的第一层编织物、第二层编织物和第三层编织物。从微观结构来看，第一层编织物的间隙大于第二层编织物，第二层编织物的间隙大于第三层编织物。如图5中(a)所示，排气口均采用经向编织纱线、纬向编织纱线和树脂编织而成。

S4、基于排气口的编织物材料进行等效力学模型构建，构建空投重量与排气口每层编织物材料的强度关系，通过调整第一层到第三层材料强度，得到同时具有低环向刚度与高径向刚度的结构特性的排气口材料。

具体计算过程如下：

如图4所示，l表示每一层编织物横向的长度，由于排气口有三层结构，所以l₁表示第一层编织物的横向长度、l₂表示第二层编织物的横向长度、l₁表示第三层编织物的横向长度。

如图5中(b)所示，代表性微元体的微观结构相关的参数可由下列公式确定：

L_w＝a_wt_w+L_wg

其中，r_w表示纬向编织纱线的半径，α_w表示纬向编织纱线之间的内凹角，A_w纬向编织纱线的横截面积，a_w和t_w是纬向编织纱线的横截面形状系数和厚度；L_wg和L_w表示相邻纬向编织纱线之间的间隙和距离。另外，将下标“w”变成“f”，以上则表示经向编织纱线的各参数。

S42、纬向编织纱线的卷曲角(θ_fc)计算如下：

同理可得经向编织纱线的卷曲角(θ_wc)。

S43、纬向编织纱线直线部分长度(L_fs)计算如下：

得到纬向编织纱线的纤维体积分数κ_w、经向编织纱线的纤维体积分数κ_f以及单位体积编织纱线的纤维体积分数κ_u，再计算编织纱线的纤维体积分数V_f，如下式所示：

κ_w＝4A_w[(2r_f+t_w)θ_wc+L_ws]

κ_f＝4A_f[(2r_w+t_f)θ_fc+L_fs]

κ_u＝4(t_w+t_f)L_wL_f

其中，纤维填充分数κ取值为0.6～0.8，这取决于纤维/基体体系加工过程中在预制件中施加的力。

S44、经向编织纱线和纬向编织纱线转角处柔度矩阵由下式给出：

其中，是通过对无穷小纱线段的经线和纬线卷曲角(θ_wc，θ_fc)的柔度矩阵进行平均得到。S_w与S_f为经向和纬向编织纱线(等于单向编织纱线的柔度矩阵，S_wc和S_fc)转换为参照全局坐标系下的柔度矩阵，由下式给出：

S_w＝[T_w]T[S_wc][T_w]

S_f＝[T_f]^T[S_fc][T_f]

矩阵[S_wc]和[S_fc]由下式计算：

其中，E、G、v分别表示编织纱线的纤维平面内不同方向的刚度参数。编织纱线可以使用尼龙、锦纶纤维中的任意一种，本实施例中，编织纱线统一使用T300纤维，具体参数如下表所示：

表1编织纱线的纤维材料各向参数

[T_w]表示建立的编织纱线卷曲变换矩阵，[T_w]^T表示它的逆矩阵。由下式计算：

其中，m＝cosθ,n＝sinθ，经向纤维θ表示θ_wc，纬向纤维θ表示θ_fc。

则经向编织纱线的柔度矩阵和纬向编织纱线的柔度矩阵由下式给出：

其中，λ_wc和λ_fc分别表示经向和纬向编织纱线卷曲部分的长度占总长度的比例。

S45、通过平均经向编织纱线的刚度矩阵平均纬向编织纱线的刚度矩阵以及树脂刚度矩阵C_m，计算编织物材料的整体刚度矩阵C^e，具体步骤为：

其中，和可由其柔度矩阵求逆获得，C_m由下式获得：

其中，v_m表示树脂的泊松比。

S46、通过如下公式计算排气口编织物的经向(xx)、纬向(yy)、厚向(zz)方向的刚度参数，包括拉伸模量(E)、剪切模量(G)、泊松比(v)：

其中，E_xx，E_yy，E_zz分别表示经向(xx)、纬向(yy)、厚向(zz)方向的拉伸模量(E)；G_xy，G_yz，G_zx分别表示各个方向的剪切模量(G)；v_xy，v_yz，v_zx分别表示各个方向的泊松比(v)。

S47、假设空投件跌落冲击地面的速度一定，整个空投系统跌落冲击地面时排气口编织物所受到的径向力、纬向力以及厚度方向的力分别以F_x，F_y，F_z来表示，其关系式如下所示：

其中，σ₁，σ₂，σ₃表示排气口编织物所受到的径向力、纬向力以及厚度方向的力与空投重量的比例因子，该因子通过试验和仿真测得；M₀表示空载时空投平台的重量。

为了使排气过程中，排气口排气速度均匀平稳，不被撑破，排气口编织物的强度应该满足下面关系：

其中，F表示排气口织物所受不同方向的力，由F_x，F_y，F_z来表示；N表示每一层编织物三种不同方向力，由于气囊排气口有三层结构，所以N₁表示第一层编织物三种不同方向力，N₂表示第二层编织物三种不同方向力，N₃表示第三层编织物三种不同方向力；分别表示每一层编织物参数所参与抗冲击的贡献比例，由其长度决定。根据实际情况，排期缝隙周围越外层的编织物材料密度越大，抗冲击强度就越大，根据试验和仿真优化可取5<l₁<15mm；15<l₂<25mm；25<l₃<35mm。

实施例二

实际空投缓冲气囊落速V约为8m/s，载重M为500kg。外层气囊织物材料为锦丝帆绸，其经向刚度为3000N/cm，纬向刚度为2160N/cm，密度为240g/m²。内层气囊织物材料为锦丝绸，其经向、纬向刚度均为350N/5cm，密度49g/m²。加强带材料的断裂强力3920N，厚度不小于1.14mm，密度450g/m²，断裂伸长率不小于25％。排气口总共有三层，每层经向和纬向编织纱线具有相同的厚度t_w＝0.3mm，第一层相邻编织纱线之间的间隙都为5mm，横截面形状系数为3；第二层的间隙都为3mm，横截面形状系数为5；第三层的间隙都为1mm，横截面形状系数为8。经向和纬向编织纱线采用相同的材料——T300纤维，其具体参数如表1所示。根据实施例一的公式计算，三层编织纱线的几何参数和刚度参数如下表2和表3所示。

表2编织纱线的几何参数

表3编织纱线的刚度参数

力学参数	第一层(MPa)	第二层(MPa)	第三层(MPa)
				Exx	1.02e+04	1.93e+04	3.66e+04
Eyy	1.02e+04	1.93e+04	3.62e+04
				Ezz	5.43e+03	8.52e+03	1.75e+04
Gxy	3.46e+03	4.98e+03	7.94e+03
				Gyz	3.24e+03	4.47e+03	6.89e+03
Gzx	3.24e+03	4.47e+03	6.91e+03
				vxy	0.134	0.097	0.0782
vyz	0.324	0.309	0.288
				vzx	0.173	0.137	0.139

因此，本发明采用上述一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法，根据不同重量空投着陆冲击力度的大小自动改变排气孔大小，能够根据跌落冲击的强弱自主变化，提高空投成功率，不需要其他机构就可以实现排气口的自主扩张，结构简单，易于实现。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据实际空投缓冲气囊落速V和载重M，选择气囊织物材料和加强带材料；

S2、设计组合型气囊与排气口的位置关系；

S3、设计多层编织物的排气口；

S4、基于排气口的编织物材料进行等效力学模型构建，构建空投重量与排气口每层编织物材料的强度关系，得到同时具有低环向刚度与高径向刚度的结构特性的排气口材料；

步骤S1中，所述气囊织物材料和加强带材料均采用经向编织纱线和纬向编织纱线编织而成，编织纱线为尼龙、锦纶纤维中的任意一种；

步骤S1中，所述加强带材料的断裂强力为3800~4200N，厚度不小于1.14mm，密度450~600g/m²，断裂伸长率不小于25%；

步骤S2中，所述组合型气囊包括内层气囊和外层气囊，所述排气口与所述外层气囊为一体成型设计，外层气囊还设置有一体成型的加强带；

所述排气口用于通过排气进行释能；

所述加强带用于增强气囊囊体的强度；

所述内层气囊为密闭型气囊，用于设备的支撑和保护作用，避免设备直接触地而造成的损坏；

步骤S3中，所述排气口为三层结构，包括以排气缝隙为中心、由内而外依次设置的第一层编织物、第二层编织物和第三层编织物；

从微观结构来看，第一层编织物的间隙大于第二层编织物，第二层编织物的间隙大于第三层编织物；

所述排气口均采用经向编织纱线、纬向编织纱线和树脂编织而成；

外层气囊织物材料为锦丝帆绸，其经向刚度为3000N/cm，纬向刚度为2160N/cm，内层气囊织物材料为锦丝绸，其经向、纬向刚度均为350N/5cm；

步骤S4中，所述基于排气口的编织物材料进行等效力学模型构建，包括以下步骤：

S41、通过代表性微元体的微观结构定义相关参数；

；

；

；

；

其中，表示纬向编织纱线的半径，表示纬向编织纱线之间的内凹角，纬向编织纱线的横截面积，和是纬向编织纱线的横截面形状系数和厚度；和表示相邻纬向编织纱线之间的间隙和距离；另外，将下标“”变成“”，以上则表示经向编织纱线的各参数；

S42、计算纬向编织纱线的卷曲角，同理得到经向编织纱线的卷曲角;

S43、计算纬向编织纱线直线部分长度，得到纬向编织纱线的纤维体积分数、经向编织纱线的纤维体积分数以及单位体积编织纱线的纤维体积分数，再计算编织纱线的纤维体积分数；

S44、计算经向编织纱线和纬向编织纱线转角处柔度矩阵：

；

；

其中，是通过对无穷小纱线段的经线卷曲角和纬线卷曲角的柔度矩阵进行平均得到；为经向编织纱线转换为参照全局坐标系下的柔度矩阵，为纬向编织纱线转换为参照全局坐标系下的柔度矩阵；

经向编织纱线的柔度矩阵和纬向编织纱线的柔度矩阵分别由下式给出：

；

；

其中，和分别表示经向和纬向编织纱线卷曲部分的长度占总长度的比例；

S45、通过平均经向编织纱线的刚度矩阵、平均纬向编织纱线的刚度矩阵以及树脂刚度矩阵，计算编织物材料的整体刚度矩阵；

S46、通过如下公式计算第一层编织物、第二层编织物和第三层编织物的经向、纬向、厚向方向的刚度参数：

；

其中，分别表示经向、纬向、厚向方向的拉伸模量；分别表示各个方向的剪切模量；分别表示各个方向的泊松比；

S47、整个空投系统跌落冲击地面时排气口编织物所受到的径向力、纬向力以及厚度方向的力分别以F_x，F_y，F_z来表示，其关系式如下所示：

；

其中，表示排气口编织物所受到的径向力、纬向力以及厚度方向的力与空投重量的比例因子，该因子通过试验和仿真测得；M₀表示空载时空投平台的重量；

步骤S47中，排气口编织物的强度应该满足下面关系：

；

其中，F表示排气口织物所受不同方向的力，由F_x，F_y，F_z来表示；N表示每一层编织物三种不同方向力，由于气囊排气口有三层结构，所以N ₁表示第一层编织物三种不同方向力，N ₂表示第二层编织物三种不同方向力，N ₃表示第三层编织物三种不同方向力；表示每一层编织物横向的长度，由于排气口有三层结构，所以表示第一层编织物的横向长度、表示第二层编织物的横向长度、表示第三层编织物的横向长度；分别表示每一层编织物参数所参与抗冲击的贡献比例，由其长度决定，5<<15mm；15<<25mm；25<<35mm。

2.根据权利要求1所述的一种自适应变口径排气口缓冲气囊的制备方法，其特征在于，所述排气口的形状为圆形、长条缝形和矩形中的一种或多种；

所述排气口的数量为一个或多个，具体为单缝、双缝和三缝中的一种。