动能高效耗散空间碎片防护结构制造技术

本发明专利技术公开了一种动能高效耗散防护屏，包括依次焊接或者粘附连接的高性能波阻抗梯度材料、多孔材料和背板，其中高性能波阻抗梯度材料由两种或多种材料组分以波阻抗由高到低的顺序排列；第二层的多孔材料具有蜂窝或泡沫的多孔结构，能够进一步吸收碎片动能；第三层的背板为合金背板，主要起固定作用，同时再次耗散碎片动能。本发明专利技术的防护结构，具有轻质化、集成度高、占用空间小、使用灵活等特点，能够高效耗散和分散空间碎片动能，在不增加重量和占用空间的前提下大幅提升了航天器抵御空间碎片的能力。

Energy efficient dissipative space debris protective structure

The invention discloses a high kinetic energy dissipation protective screen, which are welded or connected with high adhesion performance of graded impedance materials, porous materials and back, in which high performance graded impedance material consisting of two or more components to wave impedance are arranged from high to low order; the porous structure of porous material layer second with honeycomb or foam, can further absorb debris kinetic energy; third layer alloy backplane backplane, mainly for fixation, and again fragment kinetic energy dissipation. The protective structure of the invention, has the advantages of light weight, high integration, small footprint, flexible, efficient dissipation and dispersion of space debris kinetic energy, without increasing the weight and space occupying significantly enhance the capacity of the spacecraft against space debris.

【技术实现步骤摘要】
动能高效耗散空间碎片防护结构
本专利技术涉及空间碎片防护
，尤其是涉及一种动能高效耗散空间碎片防护结构。
技术介绍
空间碎片撞击产生的极高压力超过航天器材料屈服强度的数十到数百倍，会穿透航天器表面，破坏内部的器件和系统，造成航天器功能严重损伤，甚至导致航天器彻底解体/爆炸失效。上世纪四十年代，天体物理学家F.L.Whipple提出在航天器外部一定间隔处放置一层金属薄板来破碎弹丸，消耗弹丸动能，将入射弹丸的点载荷变为面载荷，从而减小航天器所受的微流星体撞击损伤，该结构被称为Whipple防护结构。国际上通用的空间碎片防护结构都是在Whipple防护结构的基础上发展演变而来的，包括：单防护屏增强型防护结构、多层冲击防护结构和填充式Whipple防护结构等。材料特性对防护结构防护能力有很大的影响。对于航天器防护材料的选择，要求其能够有效破碎来袭的空间碎片，更多的传递、耗散其撞击能量，以达到抵御撞击并对航天器进行有效防护的目的。与国外相比，国内由于受先进防护材料制备能力的限制，在航天器防护方面具有较大差距。一些防护屏通过牺牲表面平整性，通过表面异型化处理来提升空间碎片的破碎能力【CN1本文档来自技高网...

【技术保护点】
动能高效耗散防护屏，包括依次焊接或者粘附连接的高性能波阻抗梯度材料、多孔材料和背板，其中第一层的高性能波阻抗梯度材料由两种或多种材料组分以波阻抗由高到低的顺序排列，外表面作为受撞击面具有最高的波阻抗，充分破碎空间碎片，后续的低阻抗部分改变冲击波传输路径和时间，充分分散和耗散碎片动能；第二层的多孔材料具有蜂窝或泡沫的多孔结构，能够进一步吸收碎片动能；第三层的背板为合金背板，主要起固定作用，同时再次耗散碎片动能。

【技术特征摘要】
1.动能高效耗散防护屏，包括依次焊接或者粘附连接的高性能波阻抗梯度材料、多孔材料和背板，其中第一层的高性能波阻抗梯度材料由两种或多种材料组分以波阻抗由高到低的顺序排列，外表面作为受撞击面具有最高的波阻抗，充分破碎空间碎片，后续的低阻抗部分改变冲击波传输路径和时间，充分分散和耗散碎片动能；第二层的多孔材料具有蜂窝或泡沫的多孔结构，能够进一步吸收碎片动能；第三层的背板为合金背板，主要起固定作用，同时再次耗散碎片动能。2.如权利要求1所述的动能高效耗散防护屏，其中，高性能波阻抗梯度材料包括钛合金、铝合金或镁合金。3.如权利要求1所述的动能高效耗散防护屏，其中，所述高性能波阻抗梯度材料通过轧制或粉末冶金方法制备。4.如权利要求1-3任一项所述的动能高效耗散防护屏，其中，所述高性能波阻抗梯度材料通过表面强化处理的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张品亮，徐坤博，武强，曹燕，宋光明，龚自正，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11