115 / 2019-06-26 14:22:22

后壁组合型防护结构性能初步研究

空间碎片，超高速碰撞，防护结构，填充材料

航天器为抵御空间碎片撞击而发展的Whipple结构、填充式防护结构、多层防护结构等，一般以改进缓冲屏或填充层的材料或结构来提升结构防护性能。本文以尝试改进后板结构（利用轻质材料和铝板组合来代替相同面密度的常规单一铝板）来提升防护性能为目的，开展了后壁组合型防护结构研究，初步试验验证了这种改进方式用于提升结构防护性能的可行性。试验中采用的铝球弹丸直径为5.0mm，撞击速度范围为4.62km/s~4.90km/s，靶材为后壁紧贴聚氨酯泡沫的防护结构、紧贴木层的防护结构、紧贴气凝胶\玻纤复合材料的防护结构，以及总体尺寸质量相同的Whipple结构。试验结果表明三种填充结构的防护性能均明显优于相同面密度的Whipple结构，初步验证了在防护结构后板前紧贴布置一层轻质材料有利于降低后板的损伤，轻质材料和铝板组合作为防护结构的后板能有效提升结构的防护性能，为航天器防护结构设计提供了一种可能思路。