空間環(huán)境對(duì)航天器編織材料結(jié)構(gòu)防護(hù)性能的影響.pdf

1、隨著航天活動(dòng)的日益頻繁，空間碎片對(duì)航天器在軌運(yùn)行安全的威脅趨于更加嚴(yán)重。航天器的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，主要包括空間碎片環(huán)境、高真空環(huán)境、高低溫交變環(huán)境、電子輻照環(huán)境等，其中，高低溫交變環(huán)境是影響航天器表面材料性能的主要因素。航天器防護(hù)結(jié)構(gòu)通常位于最外層，防護(hù)材料溫度變化更為劇烈，溫度變化范圍為-180℃到200℃。因此，有必要開展空間高真空環(huán)境下，高低溫交變作用對(duì)航天器防護(hù)結(jié)構(gòu)高速撞擊特性影響的研究。本文主要利用二級(jí)輕氣炮，對(duì)鋁合金絲網(wǎng)

2、、Kevlar纖維布和玄武巖纖維布，三種常用的航天器編織材料的單防護(hù)屏結(jié)構(gòu)和填充式防護(hù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行高速撞擊實(shí)驗(yàn)，研究其在經(jīng)歷多次高低溫交變環(huán)境作用后的高速撞擊損傷與防護(hù)特性的變化規(guī)律。重點(diǎn)研究在不同撞擊速度區(qū)間內(nèi)，高低溫交變次數(shù)對(duì)編織材料防護(hù)層高速撞擊損傷特性與結(jié)構(gòu)防護(hù)性能的影響。本文取得的結(jié)果可為航天器防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作提供基礎(chǔ)性參考。
　　首先，研究了鋁網(wǎng)單防護(hù)屏結(jié)構(gòu)和填充式防護(hù)結(jié)構(gòu)在不同撞擊速度和高低溫交變處理次數(shù)情況下的高速

3、撞擊損傷特性。結(jié)果表明：隨著高低溫交變處理循環(huán)次數(shù)的增加，在低速段，彈丸破碎程度變化不明顯，在高速段，彈丸破碎程度逐漸減輕；在本文實(shí)驗(yàn)速度范圍內(nèi)，鋁合金絲網(wǎng)損傷程度加重，單防護(hù)屏結(jié)構(gòu)和填充式防護(hù)結(jié)構(gòu)高速撞擊防護(hù)性能均逐漸下降。
　　其次，研究了玄武巖纖維布單防護(hù)屏結(jié)構(gòu)和填充式防護(hù)結(jié)構(gòu)在不同撞擊速度和不同高低溫交變處理次數(shù)情況下的高速撞擊損傷特性。結(jié)果表明：在彈丸處于低速段區(qū)間，隨著高低溫交變循環(huán)處理次數(shù)的增加，彈丸破碎程度無明顯變

4、化，但艙壁撞擊損傷逐漸減弱，即防護(hù)結(jié)構(gòu)抵抗撞擊的能力逐漸提高；在彈丸處于高速區(qū)間，隨著高低溫交變循環(huán)處理次數(shù)的增加，玄武巖纖維布對(duì)高速?gòu)椡璧钠扑樽饔弥饾u減弱，防護(hù)結(jié)構(gòu)抵抗撞擊的能力逐漸降低。
　　最后，針對(duì)單防護(hù)屏結(jié)構(gòu)和填充式防護(hù)結(jié)構(gòu)，以Kelver纖維布為防護(hù)材料，研究了在不同撞擊速度和不同高低溫交變循環(huán)處理次數(shù)情況下防護(hù)結(jié)構(gòu)的高速撞擊損傷特性和防護(hù)特性。結(jié)果表明：隨著高低溫交變循環(huán)處理次數(shù)的增加，Kevlar纖維布拉伸強(qiáng)度和拉