203 / 2019-09-19 09:25:03

活性材料对空间碎片超高速撞击的防护机理及产生的碎片云模型研究

空间碎片，超高速撞击，活性材料，防护机理，碎片云

航天器对空间碎片的防护结构多采用的是惰性材料，防护机理单一，对空间碎片的防护能力提升有限。活性材料是一种亚稳态含能材料，在一定强度的冲击载荷下会发生冲击起爆反应。利用活性材料的冲击起爆特性对空间碎片进行防护，可以提高航天器对空间碎片的防护能力。本文制备了PTFE/Al、PTFE/Ti两种活性材料，对比分析了力学性能和冲击起爆特性。对两种不同材料的活性防护结构以及铝合金防护结构进行了超高速撞击实验，并分析了碎片云对后板的破坏效应，对比了不同材料对空间碎片超高速撞击的防护能力。并通过理论计算了活性材料的反应速率及在不同撞击速度下的反应度，初步分析了造成防护能力差异的原因。根据碎片云的激光阴影照片，建立了球形弹丸超高速撞击活性材料产生的碎片云模型，计算了碎片云对后板的载荷分布，分析了活性材料的防护机理。