Page 210 - 《爆炸与冲击》2026年第11期

第 46 卷 翟政博，等： 大载重吊落式缓冲气囊设计及多目标优化 第 11 期

表 3 不同参数组合案例
Table 3 Cases of different parameter combinations
工况 A a /mm 2 p cr /kPa A/m 2 h 0 /m a max /g e/(J · kg )
−1
1 3 600 173 0.95 0.35 16.8 1 527
2 3 750 173 0.95 0.35 16.0 1 492
3 3 900 173 0.95 0.35 15.4 1 453
4 4 050 173 0.95 0.35 14.7 1 420
5 4 200 173 0.95 0.35 14.2 1 381
6 3 900 183 0.95 0.35 16.1 1 498
7 3 900 193 0.95 0.35 16.9 1 540
8 3 900 203 0.95 0.35 17.6 1 589
9 3 900 203 1.00 0.35 16.2 1 498
10 3 900 203 1.05 0.35 15.0 1 434
11 3 900 203 1.15 0.35 13.4 1 356
12 3 900 173 0.95 0.32 15.8 1 427
13 3 900 173 0.95 0.37 14.9 1 505
14 3 900 173 0.95 0.39 14.7 1 522

h 0 /m A a /mm 2

0.32 0.35 0.37 0.39 3 600 3 750 3 900 4 050 4 200
18 1.60 18 1.60
p cr -a max
p cr -e
A-a max
17 A-e 1.55 17 A a -a max 1.56
A a -e
h 0 -a max 1.50
16 h 0 -e 16 1.52
a max /g 1.45 e/(kJ·kg −1 ) a max /g e/(kJ·kg −1 )
15 1.48
1.40 15
14 1.44
1.35 14
13 1.40
0.95 1.00 1.05 1.15 173 183 193 203
A/m 2 p cr /kPa
(a) Effect of airbag bottom area (A) and height (h 0 ) on (b) Effect of critical exhaust pressure (p cr ) and exhaust hole
maximum overload (a max ) and specific energy absorption (e) area (A a ) on maximum overload (a max ) and specific energy absorption (e)
图 6 气囊缓冲性能敏感度分析
Fig. 6 Sensitivity analysis of airbag cushioning performance

3.2 多目标优化模型
选择排气孔尺寸、临界排气压力和气囊底面积作为多目标优化模型的优化变量。
根据缓冲气囊的数值仿真结果以及研究目标可知，缓冲过程中的最大过载值与比吸能为关键指标，
因此将其作为目标响应。将最大过载值设置为最小值，使无人平台收到的冲击加速度尽可能小，比吸能
的目标值设为最大值，保证无人平台的回弹速度较小。所以缓冲气囊的优化目标为：
®
Min a max (A a , p cr ,A)
Max e(A a , p cr ,A)

基于多目标优化的设计原理，排气孔面积、临界排气压力及气囊底面积的取值范围需综合平衡试验
数据趋势、工程约束条件及性能指标的冲突关系。单因素分析表明，临界排气压力增大时过载值与比吸
能均呈上升趋势，为了抵消气囊高度增加引发的过载风险，需扩展边界至 140～210 kPa，以覆盖潜在的

115901-8