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柔性多层冲击空间碎片防护结构设计与试验 预览
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作者 王巍 常洁 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2019年第4期82-86,共5页
充气展开密封结构是未来空间站以及大型空间居住舱的理想构建形式,其外蒙皮由气密层、增强层、微流星体和空间碎片防护层、辐射保护层以及热控层组成。为了既满足对空间碎片的防护,又满足折叠、收纳以及展开的要求,空间碎片防护层需要... 充气展开密封结构是未来空间站以及大型空间居住舱的理想构建形式,其外蒙皮由气密层、增强层、微流星体和空间碎片防护层、辐射保护层以及热控层组成。为了既满足对空间碎片的防护,又满足折叠、收纳以及展开的要求,空间碎片防护层需要采用多层冲击防护结构设计。基于多层冲击防护结构,采用国产的玄武岩纤维材料和芳纶织物的特性参数,根据弹道极限方程设定了柔性空间碎片防护层的设计参数,并通过高速撞击试验对根据设计参数生产的试验件进行了试验验证,试验结果与柔性多层冲击防护结构的弹道极限方程吻合较好。 展开更多
关键词 多层冲击结构 空间碎片 防护层 柔性防护结构 充气展开密封结构
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空间站填充式防护结构撞击特性研究 预览
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作者 张帅 宫伟伟 《空间碎片研究》 2018年第1期41-47,共7页
针对我国空间站的三类填充式防护结构开展了超高速撞击试验,获取了两类撞击角度0°、30°和两类撞击速度3.1km/s、6.4km/s的撞击极限。结果表明这三类防护结构展现出一些独特的防护性能,第一类防护构型:在3.1km/s时,30°的... 针对我国空间站的三类填充式防护结构开展了超高速撞击试验,获取了两类撞击角度0°、30°和两类撞击速度3.1km/s、6.4km/s的撞击极限。结果表明这三类防护结构展现出一些独特的防护性能,第一类防护构型:在3.1km/s时,30°的撞击极限比0°的低0.5mm,而在6.4km/s时,30°的撞击极限和0°的撞击极限基本一样;第二类防护构型:在3.1km/s时,30°的撞击极限比0°的低0.75mm,而在6.4km/s时,30°的撞击极限和0°的撞击极限基本一样;第三类防护构型:在3.1km/s时,30°的撞击极限比0°的低0.5mm,而在6.4km/s时,30°的撞击极限比0°的撞击极限低0.25mm。基于试验结果建立了撞击极限方程,可用于空间站的空间碎片风险评估。 展开更多
关键词 空间站 玄武岩/芳纶填充式防护结构 撞击特性 撞击极限方程
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多功能结构微流星体防护性能仿真研究 预览
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作者 宫伟伟 闫军 《空间碎片研究》 2018年第4期20-26,共7页
多功能结构综合考虑力学、热学、抗微流星体撞击、空间辐射屏蔽等功能进行一体化设计,其中抗微流星体撞击是重要指标之一,尤其在载人火星探测任务中,航天器和航天员均面临微流星体撞击的潜在威胁,因此多功能结构需要开展微流星体撞击防... 多功能结构综合考虑力学、热学、抗微流星体撞击、空间辐射屏蔽等功能进行一体化设计,其中抗微流星体撞击是重要指标之一,尤其在载人火星探测任务中,航天器和航天员均面临微流星体撞击的潜在威胁,因此多功能结构需要开展微流星体撞击防护设计。本文选取聚丙烯轻质脆性塑料,作为微流星体的等效材料,通过超高速数值仿真研究设计的多功能结构在轻质脆性弹丸撞击下的损伤特性,获得其撞击极限。仿真结果表明,在一定速度范围内,多功能结构的撞击极限比等面密度双层板撞击极限提高了30%以上。此外,给出了多功能结构较优的防护构型设计,可以为多功能结构撞击失效风险评估和优化设计提供参考,提高航天器的生存能力,保障在轨安全运行。 展开更多
关键词 多功能结构 微流星体 防护性能 光滑粒子流体动力学
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空间站空间碎片防护设计 预览
4
作者 闫军 《空间碎片研究》 2017年第1期24-28,共5页
总重量可能达到60至70吨的空间站将是中国发射入轨的最大航天器,如何避免其遭受微流星体和空间碎片(MMOD)的威胁成为至关重要的问题。本文对我国空间站的空间碎片防护设计过程进行了回顾,包括风险评估、防护结构研制及防护设计等。
关键词 空间碎片 微流星体 空间站 风险评估 防护结构 优化
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填充式防护结构弹道极限方程形式建模 预览 被引量:2
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作者 姚光乐 +1 位作者 闫军 贾光辉 《空间碎片研究》 2017年第1期29-33,共5页
为获得适用于国内填充式防护结构在超高速撞击条件下的弹道极限方程,对国内学者采用量纲分析方法建立填充式防护结构弹道极限方程(国内方程)的过程进行改进,获得了适用于国内陶瓷纤维布/碳纤维布(Ce/Ca)的填充式结构弹道极限方... 为获得适用于国内填充式防护结构在超高速撞击条件下的弹道极限方程,对国内学者采用量纲分析方法建立填充式防护结构弹道极限方程(国内方程)的过程进行改进,获得了适用于国内陶瓷纤维布/碳纤维布(Ce/Ca)的填充式结构弹道极限方程形式。由于将填充材料的厚度测量改进为面密度测量,新的弹道极限方程形式,更便于国内填充式防护结构的建模。 展开更多
关键词 填充式防护结构 超高速撞击 弹道极限方程 量纲理论 陶瓷纤维 碳纤维
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空间碎片和微流星对卫星太阳翼的撞击损伤及防护研究 预览 被引量:1
6
作者 姜东升 +2 位作者 马宁 刘莹 邱羽玲 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2017年第2期114-120,共7页
空间碎片和微流星撞击的累积效应,将导致太阳电池片性能衰降,甚至造成一定串数太阳电池片的损伤。高速撞击甚至会激发等离子体,扩散的等离子体会诱发放电,引起太阳电池片电路的电弧放电,导致太阳翼输出功率下降。文章分析了碰撞对... 空间碎片和微流星撞击的累积效应,将导致太阳电池片性能衰降,甚至造成一定串数太阳电池片的损伤。高速撞击甚至会激发等离子体,扩散的等离子体会诱发放电,引起太阳电池片电路的电弧放电,导致太阳翼输出功率下降。文章分析了碰撞对太阳电池片造成的物理损伤,还分析了碰撞对电缆束、铝蜂窝板芯的影响。针对3种太阳同步轨道卫星特点分析了其太阳翼遭受空间碎片和微流星撞击的风险,给出了太阳翼的防护措施,可为太阳翼防空间碎片撞击设计的方案选取提供借鉴。 展开更多
关键词 太阳电池片 太阳翼 空间碎片和微流星 撞击损伤 防护措施
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点式分离火工冲击源仿真分析及载荷形成机理 预览 被引量:1
7
作者 赵欣 +2 位作者 韩增尧 邹元杰 丁继锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期657-663,共7页
应用航天器"振源系统—近场结构"一体化建模和分析方法,对点式分离火工冲击源的工作过程进行完整建模和数值仿真分析,提取星箭分离面的力函数。得到了高压气体和爆轰产物在腔体内往复运动、形成爆压双峰的运动规律以及关键结构件在爆... 应用航天器"振源系统—近场结构"一体化建模和分析方法,对点式分离火工冲击源的工作过程进行完整建模和数值仿真分析,提取星箭分离面的力函数。得到了高压气体和爆轰产物在腔体内往复运动、形成爆压双峰的运动规律以及关键结构件在爆压作用下往复运动与其它结构件撞击实现分离解锁的运动规律。在此基础上分析爆压载荷在分离螺母内部的传递机制,得到了星箭界面载荷由爆压载荷以及传递路径上的结构运动、撞击和材料内部压力衰减共同决定的载荷形成机理。 展开更多
关键词 火工冲击 航天器 星箭分离 LS-DYNA软件 载荷传递
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一种航天器火工冲击源建模和分析方法 预览 被引量:5
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作者 赵欣 韩增尧 +2 位作者 邹元杰 丁继锋 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期1210-1218,共9页
为解决航天器火工冲击力学环境预示中无法确定载荷力函数的问题,提出一种基于流体编程软件(Hydrocodes)的"振源系统-近场结构"一体化建模和分析方法,分析由火工品触发的航天器星箭分离机构及其他解锁释放机构的冲击过程,从中提取力... 为解决航天器火工冲击力学环境预示中无法确定载荷力函数的问题,提出一种基于流体编程软件(Hydrocodes)的"振源系统-近场结构"一体化建模和分析方法,分析由火工品触发的航天器星箭分离机构及其他解锁释放机构的冲击过程,从中提取力函数,实现对振源与主结构的解耦分析。以包带式星箭分离结构为例,对该方法的可行性进行研究和论证。通过对模型进行爆炸冲击直接加载和力函数的解耦加载这两轮计算结果的对比分析,初步校验了该方法的可行性。通过对模型的耦合性分析和对其简化模型的分析,进一步校验了局部建模的合理性和解耦分析的准确性。该方法是一种能够确定航天器火工冲击源函数的可行方法,为从工程上解决航天器火工冲击的响应预示问题奠定了基础。 展开更多
关键词 火工冲击 火工品 航天器 流体编码
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冰粒超高速撞击蜂窝板的数值模拟研究 预览 被引量:1
9
作者 单立 闫军 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期98-103,共6页
随着人类航天活动日益增多,空间碎片环境逐渐恶化,对航天器在轨安全运行造成严重威胁,各国学者开展了空间碎片超高速撞击数值模拟研究。目前的研究中一般采用铝弹丸代替空间碎片,但是还有部分空间碎片的密度接近冰的密度,对于冰粒... 随着人类航天活动日益增多,空间碎片环境逐渐恶化,对航天器在轨安全运行造成严重威胁,各国学者开展了空间碎片超高速撞击数值模拟研究。目前的研究中一般采用铝弹丸代替空间碎片,但是还有部分空间碎片的密度接近冰的密度,对于冰粒的超高速撞击研究还很少且不透彻。蜂窝板是构成航天器舱壁的主要结构,对航天器内部设备起到保护作用,有必要开展冰粒超高速撞击时对蜂窝板损伤情况的相关研究工作。本文对冰粒超高速撞击蜂窝板开展数值模拟研究,研究冰粒对蜂窝板的损伤情况。研究结果表明,冰粒在一定条件下能够击穿蜂窝板,大量冰粒碎片和蜂窝板碎片将从蜂窝板背面的孔洞中高速冲出,势必对航天器内部设备造成毁伤;在冰粒动能相差不大的情况下,冰粒尺寸和蜂窝板结构将成为影响冰粒撞击效果的主要因素,直径较大的冰粒对蜂窝板的损伤程度较严重。 展开更多
关键词 冰粒 蜂窝板 超高速撞击 数值模拟
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推力器真空羽流热效应计算模型修正及误差分析 预览 被引量:2
10
作者 王黎珍 史纪鑫 《航天器环境工程》 2014年第5期483-488,共6页
开展羽流热效应计算模型精确评估是合理进行热控设计的前提和条件。文章采用数值求解N-S方程和基于工程经验的点源法相结合的方法得到羽流内外流场;而后采用理论经验公式对羽流热效应计算模型中的关键参数(壁面热适应系数)进行分析... 开展羽流热效应计算模型精确评估是合理进行热控设计的前提和条件。文章采用数值求解N-S方程和基于工程经验的点源法相结合的方法得到羽流内外流场;而后采用理论经验公式对羽流热效应计算模型中的关键参数(壁面热适应系数)进行分析,并讨论它们的取值范围;最后利用MBB 10 N推力器的地面试验数据,对羽流热效应关键参数的取值范围进行了精确评估,使得羽流热效应计算误差减小到工程允许的范围内,确认了修正后计算模型的正确性和可信度。 展开更多
关键词 推力器 羽流 热效应 Knudsen模型
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空间碎片防护需求与防护材料进展 预览 被引量:4
11
作者 闫军 《国际太空》 2014年第6期共5页
1引言<br>  当前,我国航天事业蓬勃发展,载人航天器、通信卫星、导航卫星、遥感卫星、深空探测器、科学卫星等各种航天器呈现快速发展态势,航天器的寿命越来越长、可靠性越来越高、稳定度越来越高。而随着空间碎片环境的日... 1引言<br>  当前,我国航天事业蓬勃发展,载人航天器、通信卫星、导航卫星、遥感卫星、深空探测器、科学卫星等各种航天器呈现快速发展态势,航天器的寿命越来越长、可靠性越来越高、稳定度越来越高。而随着空间碎片环境的日益恶劣,空间碎片已成为影响航天器长寿命、高可靠性、高稳定度的重要因素之一。2013年1月22日,俄罗斯的小型激光测距卫星(BLITS)遭到小碎片撞击,并释放出一块碎片;2013年5月24日,发射不足1个月的厄瓜多尔“飞马座”(Pegaso)卫星在印度洋上空与一枚由苏联1985年发射升空的火箭燃料箱残骸发生侧面撞击,导致太阳电池翼受损,天线无法定向,卫星围绕两根轴狂转,失去了联系;“国际空间站”供航天员出舱活动的扶手遭到多次小碎片撞击,撞击形成的锋利唇缘割破了航天员的手套,导致多次舱外活动提前终止;2002年3月16日,美法联合研制的贾森-1(Jason-1)卫星遭到小碎片撞击,导致其轨道高度明显提升和随后几小时的电流波动,并释放出两块碎片;2011年,我国某卫星遭到小碎片撞击,导致姿态瞬时跳变,并永久失去了部分发电能力。 展开更多
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天宫一号空间碎片防护设计与实践 被引量:2
12
作者 闫军 +1 位作者 韩增尧 刘洋 《中国科学:技术科学》 CSCD 北大核心 2014年第3期243-250,共8页
天宫一号于2011年9月29日发射,至2013年6月13日实现自动交会对接及航天员入舱等活动,在近两年的时间内经受住了空间碎片环境的考验.本文系统地对天宫一号的空间碎片防护设计进行了描述,既包括采用Whipple防护结构的系统级防护设计... 天宫一号于2011年9月29日发射,至2013年6月13日实现自动交会对接及航天员入舱等活动,在近两年的时间内经受住了空间碎片环境的考验.本文系统地对天宫一号的空间碎片防护设计进行了描述,既包括采用Whipple防护结构的系统级防护设计,也包括针对辐射器管路的部件级防护设计.地面验证试验表明,经防护设计后的天宫一号的抗空间碎片撞击能力达到设计要求,辐射器管路的抗空问碎片撞击能力也显著提升. 展开更多
关键词 天宫一号 空间碎片 防护设计
填充式防护结构填充层撞击特性研究 预览 被引量:4
13
作者 闫军 《载人航天》 CSCD 2013年第1期10-14,共5页
填充式防护结构是国际空间站广泛应用的一种空间碎片防护结构,填充层材料的选择是填充式防护结构研制的最重要环节。对国内可用的几种高模量、高强度填充层材料进行了超高速撞击试验,并根据试验结果进行了工程应用推荐。
关键词 空间碎片防护 填充式防护结构 超高速撞击试验
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载人航天器空间碎片防护与减缓设计 预览 被引量:2
14
作者 雷剑宇 张永 +1 位作者 张亚峰 《航天器环境工程》 2012年第4期388-391,共4页
为降低空间碎片撞击所带来的威胁,文章针对某载人航天器进行了空间碎片撞击风险分析,并设计了空间碎片专用防护结构,制定了轨道规避策略;同时针对重点设备进行钝化设计,并采用寿命末期有控离轨制动方案。以上措施可有效实现空间碎片减缓。
关键词 载人航天器 空间碎片防护 空间碎片减缓 空间碎片规避
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空间碎片防护结构设计优化软件系统总体设计和研制进展 预览
15
作者 孙治国 曲广吉 +2 位作者 袁俊刚 范晶岩 《载人航天》 CSCD 2007年第1期53-59,共7页
空间碎片防护结构设计优化软件系统(简称防护优化软件系统)是空间碎片防护设计软件包MODAOsT的重组成部分,是我国独立设计开发和拥有自主知识产权的空间碎片防护设计优化软件工具。简介绍该软件系统研制的工程背景、研究目标和技术指标... 空间碎片防护结构设计优化软件系统(简称防护优化软件系统)是空间碎片防护设计软件包MODAOsT的重组成部分,是我国独立设计开发和拥有自主知识产权的空间碎片防护设计优化软件工具。简介绍该软件系统研制的工程背景、研究目标和技术指标;重点讨论其系统框架结构、主程序流程、主程序模块及其逻辑关系设计,总结该软件系统研制工作进展,并给出初步应用算例;展望相关后续工作和应用发展。 展开更多
关键词 空间碎片 防护结构 结构优化 风险评估
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空间碎片撞击概率分析软件开发、校验与应用 预览 被引量:9
16
作者 韩增尧 +2 位作者 闫军 范晶岩 曲广吉 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期 228-231,243,共5页
航天器空间碎片撞击概率分析软件是我国独立设计开发的'空间碎片防护设计软件包'的重要组成部分.本文简要介绍了撞击概率分析软件的主要功能模块组成;重点对该软件的正确性进行了国际标准工况校验,并给出工程应用算例.
关键词 航天器 空间碎片 风险评估 撞击概率 MODAOST
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空间碎片失效概率分析软件标准的校验 预览
17
作者 韩增尧 +2 位作者 闫军 范晶岩 曲广吉 《航天器环境工程》 2005年第1期共6页
空间碎片失效概率分析软件是"空间碎片防护设计软件包"的重要组成部分.文章简单介绍了失效概率分析软件的组成结构,并根据国际标准对失效概率分析软件进行详细校验.
关键词 航天器 空间碎片 风险评估 防护设计 校验
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空间碎片防护设计软件包框架设计和研究进展 预览
18
作者 曲广吉 韩增尧 +2 位作者 闫军 范晶岩 《航天器工程》 2005年第2期15-22,共8页
空间碎片防护设计软件包是我国独立设计开发和拥有自主知识产权的空间碎片撞击风险评估与防护设计优化软件系统,其风险评估软件系统已通过国际标准考题的校验。本文简要介绍了软件包项目的工程背景、研究内容和目标、技术指标和实施途径... 空间碎片防护设计软件包是我国独立设计开发和拥有自主知识产权的空间碎片撞击风险评估与防护设计优化软件系统,其风险评估软件系统已通过国际标准考题的校验。本文简要介绍了软件包项目的工程背景、研究内容和目标、技术指标和实施途径;重点总结了软件包的框架结构设计及其层次和逻辑关系以及研究工作进展和关键技术突破,并对防护设计优化系统等后续研究工作提出了关键技术攻关建议;最后对软件包的发展和应用作了展望。 展开更多
关键词 空间碎片防护 撞击风险评估 防护设计优化
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航天器空间几何遮挡理论模型与数值方法研究 预览
19
作者 韩增尧 闫军 《航天器工程》 2005年第2期38-41,共4页
简要概括了航天器空间几何遮挡在航天器防护结构设计中的地位和作用;重点讨论了航天器空间几何遮挡理论模型及其数值实现方法,并提供了程序实现的前期处理和程序流程;最后给出了某航天器的几何遮挡处理结果。
关键词 航天器 空间碎片 遮挡算法
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空间碎片超高速撞击弹道极限方程的研究评述 预览 被引量:1
20
作者 闫军 曲广吉 《航天器工程》 2005年第2期42-46,共5页
密切结合国内正在开展的"空间碎片防护设计软件包"设计开发及其相关技术的调研分析和研究,对超高速撞击弹道极限方程进行了综合、对比、总结与分析,为空间碎片防护结构设计提供了一种面向工程应用的失效判断准则,从而获得碎... 密切结合国内正在开展的"空间碎片防护设计软件包"设计开发及其相关技术的调研分析和研究,对超高速撞击弹道极限方程进行了综合、对比、总结与分析,为空间碎片防护结构设计提供了一种面向工程应用的失效判断准则,从而获得碎片环境中在轨航天器的撞击失效概率,为防护结构设计提供依据。 展开更多
关键词 空间碎片 超高速撞击 弹道极限方程 损伤效应 失效准则
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