【技术实现步骤摘要】
一种空天飞行器空间碎片撞击风险确定方法
[0001]本专利技术涉及一种空天飞行器空间碎片撞击风险确定方法，属于空天飞行器空间环境及防护设计领域。
技术介绍
[0002]空天飞行器在轨运行期间将遭遇复杂的空间环境，其中空间碎片就是其中之一，空间碎片环境对空天飞行器在轨安全运行产生巨大的威胁，碎片物质的撞击是飞行器机械损伤和损毁的主要原因，也是影响飞行器寿命的主要因素之一。因此为了抵御空间碎片超高速撞击的危害，提高飞行器生存概率和设计水平，需要针对飞行器特点进行空间碎片撞击风险评估分析，10mm以下的微小碎片与航天器的撞击是一个概率事件，无法精确计算航天器的特定时间段内受微小碎片撞击的量化参数。
技术实现思路
[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，针对空天飞行器空间碎片撞击风险评估问题，提出了一种空天飞行器空间碎片撞击风险确定方法，借助空间碎片环境工程模型和统计学，创新性确定空天飞行器空间碎片撞击风险、，对飞行器在轨任务期间的空间碎片撞击风险进行评估，为飞行器空间碎片防护设计提供依据，降...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种空天飞行器空间碎片撞击风险确定方法，其特征在于步骤如下：(1)、依据总体方案获取输入参数，输入参数包括飞行器几何构型参数、飞行器轨道参数、飞行器在轨任务周期参数及碎片粒子直径参数；(2)、依据输入的参数，对飞行器进行几何建模和表面单元划分；(3)、对飞行器进行几何遮挡处理；(4)、可见单元处理：依据几何建模形成的飞行器模型和几何遮挡关系确定能被碎片撞击的飞行器表面可见部分的面积；(5)、依据输入的飞行器轨道参数、在轨任务周期参数和碎片粒子直径参数，并选取合适的空间碎片环境工程模型，计算飞行器轨道上的不同尺寸的空间碎片年累积通量和飞行器在轨期间的空间碎片累积通量；(6)、依据飞行器模型、可见单元处理结果及飞行器在轨期间的不同尺寸空间碎片的累积通量，计算飞行器不同单元的给定尺寸空间碎片的撞击数；(7)、依据给定的飞行器表面材料的失效判据，计算飞行器不同单元的撞击失效数；(8)、依据单元撞击数和失效数分别计算飞行器不同单元的撞击概率和失效概率；(9)、依据给定的预警阈值结合计算出的撞击概率和失效概率，对飞行器空间碎片撞击风险进行评估。2.根据权利要求1一种空天飞行器空间碎片撞击风险确定方法，其特征在于：所述飞行器几何构型参数包括空天飞行器的外形尺寸布局和飞行器表面材料；飞行器轨道参数包括轨道半长轴、轨道偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角；飞行器在轨任务周期参数包括飞行器发射时间及在轨周期；碎片粒子直径参数具体是指：空间碎片尺寸size包括10μm≤size<100μm、100μm≤size<1mm、1mm≤size<1cm、1cm≤size<10cm、10cm≤size<1m、size≥1m。3.根据权利要求1一种空天飞行器空间碎片撞击风险确定方法，其特征在于：步骤(2)所述飞行器几何建模和表面单元划分，具体是指将复杂飞行器构型简化进行几何建模，并对模型表面进行有限单元划分，形成m个细化的网格单元。4.根据权利要求1一种空天飞行器空间碎片撞击风险确定方法，其特征在于：步骤(3)所述几何遮挡处理，依据空间碎片的方向和速度对飞行器表面的遮挡关系进行梳理，确定不同方向上处于外层直接受碎片撞击的几何结构，形成飞行器受碎片撞击的最大包络。5.根据权利要求1一种空天飞行器空间碎片撞击风险确定方法，其特征在于：步骤(4)中依据几何建模形成的飞行器模型和几何遮挡关系确定m个能被碎片撞击的飞行器表面可见部分的面积。6.根据权利要求1一种空天飞行器空间碎片撞击风险确定方法，其特征在于：步骤(5)所述飞行器在轨期间的空间碎片累积通量是指，利用空间碎片环境工程模型计算不同尺寸的空间碎片的年累积通量F，计算飞行器在轨期间可见单元的不同尺寸空间碎片的累积通量为：Q＝F
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T式中：Q——飞行器在轨期间可见...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩金鹏，张家雄，张华山，周正阳，杜志博，陈雅曦，陈尚，吴俊辉，谭珏，穆星科，满益明，黄喜元，曹晓瑞，杨勇，朱永贵，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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