太空環(huán)境中目前存在著大量的空間碎片,這些碎片具有速度高、破壞力大等特點,對于較大的碎片,可以采取捕捉、航天器主動規(guī)避等手段,但對于直徑小于1cm的碎片只能采取被動防護手段,目前在傳統(tǒng)Whipple金屬防護結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上已經(jīng)發(fā)展出了多種新型防護結(jié)構(gòu),并且以凱夫拉、Nextel為代表的新型柔性編織多沖擊防護結(jié)構(gòu)在航天器上成功應用,但目前我國對于編織材料的超高速撞擊研究較少。本文對芳綸、玄武巖纖維編織材料的超高速撞擊特性進行了研究,并對目前的損傷表征方法進行改進,主要研究內(nèi)容如下。首先,選取平紋編織玄武巖布、玄武巖單向布進行多層鋪設(shè),其中單向布按照單向、正交兩種方式鋪設(shè),分別進行多沖擊超高速撞擊實驗,研究編織與否、纖維方向?qū)Σ牧铣咚僮矒籼匦缘挠绊?結(jié)果表明:單向布單向鋪設(shè)破壞最嚴重,平紋編織布與單向布正交鋪的破壞形式相當。其次,選取緞紋編織玄武巖材料進行撞擊實驗,并與平紋編織實驗對比,研究不同的編織方式對材料超高速撞擊特性的影響,實驗表明,采用平紋編織方式的防護性能優(yōu)于緞紋編織。進而,為了研究相同編織條件下、不同材料對結(jié)構(gòu)超高速撞擊特性的影響,選取平紋編織芳綸纖維布,進行撞擊實驗,并與平紋玄武... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

美國星塵探測器上的Whipple防護結(jié)構(gòu)

這些碎片中 56%的成分源自空間爆炸或解體，22%來源航天器，11%來自丟棄的火箭末級，10%來自航天器發(fā)射或棄物[9]。由航天飛機舷窗玻璃撞擊損傷分析結(jié)果[10]，軌道料包含鋁/鋁合金、鋼、銅和鈦等金屬成分，其中鋁和鋁合達到約 81%。軌道碎片呈現(xiàn)多種形狀，通過地面模擬衛(wèi)星果來看[11]，碎片的主要形狀為塊狀、片狀居多，其他還包含不規(guī)則的形狀。道根據(jù)軌道高度的不同，可以劃分為三個軌道，近地軌道（EO），以及同步軌道（GEO），圖 1-2 中為不同高度軌道，其中紅色曲線為直徑介于 1mm 到 1cm 的軌道碎片數(shù)量，介于 1cm 到 10cm 的軌道碎片數(shù)量，藍色曲線為直徑大于數(shù)量[12]，圖 1-3 為歐洲宇航局利用軟件模擬的太空碎片的看出，空間碎片主要集中在 2000km 以下的近地軌道（LE000 km 的地球同步區(qū)域（GEO）[13]，而人類主要的航天活動LEO）和地球同步區(qū)域（GEO）。

圖 1-3 空間碎片模擬分布圖正在嚴重威脅著人類的航天活動，并且從碎片的數(shù)量 的碎片的數(shù)量要比直徑 1cm 到 10cm 的碎片數(shù)量高片具有極高的運行速度，其與航天器撞擊勢必會產(chǎn)生明：直徑大于 10cm 的碎片撞擊可以令航天器永久失片的撞擊則會損壞航天器部件，1mm 碎片撞擊容易且直徑 1cm 以上的碎片可以穿透航天器防護結(jié)構(gòu)。監(jiān)測網(wǎng)（Space Surveillance Network，SSN）是美國、預警空間物體的網(wǎng)站，記錄對象包括全世界發(fā)射器、撞擊產(chǎn)生的碎片、發(fā)射廢棄火箭下級等。對于和編目直徑 10cm 以上的碎片[14]而對于尺寸較小的的運行速度，并且局限于目前的探測方法，并沒有，圖 1-4 為到 2017 年底太空監(jiān)測網(wǎng)可探測并追蹤的

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]溫度對編織材料防護結(jié)構(gòu)超高速撞擊特性的影響[D]. 蒲東東.哈爾濱工業(yè)大學 2013



本文編號：2952193