基于PVDF的空間碎片在軌感知技術(shù)研究.pdf

1、由于人類太空活動日益增多,太空中產(chǎn)生越來越多的空間碎片,對在軌航天器造成嚴(yán)重的威脅。隨著我國在軌目標(biāo)飛行器的成功發(fā)射,我國長壽命、高可靠性、大型航天器將面臨著對0.1～10cm之間的空間碎片進(jìn)行在軌實(shí)時感知的問題。為了對航天器在軌健康監(jiān)測、系統(tǒng)修復(fù)和航天員逃生決策制定等提供服務(wù)支持,需要廣泛開展各種空間碎片在軌感知技術(shù)的研究。本文正是為了能夠?qū)臻g碎片的撞擊實(shí)時感知,開展了基于PVDF的空間碎片在軌感知技術(shù)研究。
　　PVDF壓電

2、薄膜是一種高分子聚合材料,被廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域中。PVDF壓電薄膜還被應(yīng)用到空間碎片、宇宙塵埃的探測中,并且取得了一定應(yīng)用效果。
　　本文通過使用三種不同形式的PVDF壓電傳感器(SDT1傳感器、PVDF壓電薄膜、二維PVDF壓電薄膜),實(shí)現(xiàn)了在軌感知系統(tǒng)對高速撞擊的感知、定位、靶板損傷初步識別、以及撞擊參數(shù)獲取能力。
　　利用SDT1傳感器,獲取碎片高速撞擊的聲發(fā)射信號、測量聲發(fā)射信號傳播速度,分析信號的時域、頻域特點(diǎn),

3、以及信號的模態(tài)特征,并對其所測聲發(fā)射信號S0模態(tài)的幅值衰減進(jìn)行了定量分析,最終獲得其對高速撞擊的定位能力。
　　利用PVDF壓電薄膜在受到高速碎片撞擊破損時發(fā)生去極化效應(yīng),而產(chǎn)生的快速脈沖,有效地區(qū)分了碎片撞擊靶板后,靶板成坑和穿孔兩種損傷模式。
　　同時針對二維PVDF壓電薄膜的特點(diǎn),設(shè)計(jì)相應(yīng)的傳感器電路,將其輸出信號數(shù)字化,使其具有獲取高速撞擊位置及空間碎片參數(shù)等能力。研究表明二維PVDF同時還具有對多塊碎片撞擊的識別能