[發(fā)明專(zhuān)利]航天器表面充放電效應(yīng)防護(hù)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310173231.8
• 申請(qǐng)日: 2013-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104144550A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王群勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京圣濤平試驗(yàn)工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H05F3/02
• 分類(lèi)號(hào): H05F3/02
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國(guó)勝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及宇宙航行技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種航天器表面充放電效應(yīng)防護(hù)方法。

背景技術(shù)

航天器在空間環(huán)境運(yùn)行下會(huì)受到周?chē)入x子體、帶電粒子的轟擊，使暴露的外表面的材料出現(xiàn)電荷積累，即為航天器充電（帶電）；當(dāng)航天器表面材料積累的電荷與結(jié)構(gòu)地（航天器上的參考地）之間的電位差超出該材料的擊穿閾值時(shí)，就發(fā)生靜電放電，即為航天器表面充放電效應(yīng)。如果航天器表面發(fā)生劇烈的放電，則航天器的結(jié)構(gòu)表面會(huì)受到嚴(yán)重破壞，嚴(yán)重影響航天器任務(wù)的完成。

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何防止由于航天器表面充放電效應(yīng)對(duì)航天器系統(tǒng)功能的損壞。

（二）技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種航天器表面充放電效應(yīng)防護(hù)方法，將航天器的表面材料與結(jié)構(gòu)地連接，并根據(jù)不同類(lèi)別材料，來(lái)設(shè)置所述表面材料相應(yīng)的材料參數(shù)。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述表面材料為導(dǎo)體材料時(shí)，其通過(guò)電阻器與結(jié)構(gòu)地連接形成電荷泄放電路；

所述電阻器的阻值要求滿足以下關(guān)系：

R<1.0E+9/A

其中：A為導(dǎo)體暴露表面區(qū)域面積，其單位為每平方厘米。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述表面材料為導(dǎo)電材料時(shí)，且設(shè)于與所述結(jié)構(gòu)地連接的導(dǎo)體表面，形成電荷泄放電路；

所述表面材料的電阻系數(shù)與厚度乘積滿足以下關(guān)系：

rt<2×1.0E+9

其中：r為航天器表面材料的電阻系數(shù)，單位為歐姆*厘米；t為航天器表面材料的厚度，單位為厘米。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述表面材料為導(dǎo)電材料時(shí)，且設(shè)于絕緣體上，所述表面材料連接所述結(jié)構(gòu)地形成電荷泄放電路；

所述表面材料要求其滿足以下關(guān)系：

rh²/t<4×1.0E+9

其中：r為航天器表面材料的電阻系數(shù)，單位為歐姆*厘米；

t為航天器表面材料的厚度，單位為厘米；

h為從材料表面到接地點(diǎn)的最大距離，單位為厘米。

（三）有益效果

上述技術(shù)方案提供的一種航天器表面充放電效應(yīng)防護(hù)方法，將航天器的表面材料與結(jié)構(gòu)地連接，并根據(jù)不同類(lèi)別的材料，來(lái)設(shè)置所述表面材料相應(yīng)的材料參數(shù)，以達(dá)到防護(hù)目的。具體地，本發(fā)明分別考慮到航天器表面導(dǎo)體材料、應(yīng)用于導(dǎo)體上的導(dǎo)電材料以及應(yīng)用于絕緣體上的導(dǎo)電材料，保證表面材料可導(dǎo)電性的同時(shí)具有泄漏電荷的路徑，使得材料的暴露面積、厚度和表面材料的表面到接地點(diǎn)的最大距離滿足相應(yīng)的設(shè)置要求，避免航天器發(fā)生表面充放電效應(yīng)而導(dǎo)致航天器系統(tǒng)功能的損壞。

附圖說(shuō)明

圖1中的a是本發(fā)明航天器表面充放電效應(yīng)第一種電路泄放徑原理圖；

圖1中的b是本發(fā)明航天器表面充放電效應(yīng)第二種電路泄放徑原理圖；

圖1中的c是本發(fā)明航天器表面充放電效第三種應(yīng)電荷泄放路徑原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明的一種航天器表面充放電效應(yīng)防護(hù)方法，將航天器的表面材料與結(jié)構(gòu)地連接，并根據(jù)不同類(lèi)別的材料，來(lái)設(shè)置相應(yīng)的材料參數(shù)，以達(dá)到防護(hù)目的。

具體地，本發(fā)明分別考慮到航天器表面導(dǎo)體材料、應(yīng)用于導(dǎo)體上的導(dǎo)電材料、應(yīng)用于絕緣體上的導(dǎo)電材料，保證表面材料可導(dǎo)電性的同時(shí)具有泄漏電荷的路徑，使得材料的暴露面積、厚度等參數(shù)滿足相應(yīng)的設(shè)置要求，避免航天器發(fā)生表面充放電效應(yīng)而導(dǎo)致航天器系統(tǒng)功能的損壞。其中，本發(fā)明所述的導(dǎo)電材料包括導(dǎo)體材料和半導(dǎo)體材料。

如圖1中的a所示，當(dāng)所述表面材料為導(dǎo)體材料時(shí)，其通過(guò)電阻器與結(jié)構(gòu)地連接形成電荷泄放電路。該電阻器的電阻系數(shù)要求滿足以下關(guān)系：R<1.0E+9/A，其中：A為導(dǎo)體暴露表面區(qū)域面積，其單位為每平方厘米。

如圖1中的b所示，當(dāng)航天器的表面材料為導(dǎo)電材料時(shí)，且應(yīng)用在接地導(dǎo)體表面，將導(dǎo)電材料設(shè)于與結(jié)構(gòu)地連接的導(dǎo)體上，形成電荷泄放電路。具體地，可將該導(dǎo)電材料可通過(guò)涂覆或噴涂等方式在設(shè)于導(dǎo)體表面，這樣，使得作為航天器表面材料的導(dǎo)電材料上所積累的電荷通過(guò)導(dǎo)體與結(jié)構(gòu)地連接形成電荷泄放路徑。應(yīng)用在接地導(dǎo)體的導(dǎo)電材料電阻系數(shù)與厚度乘積滿足以下關(guān)系：rt<2×1.0E+9，其中：r為表面材料的電阻系數(shù)，單位為歐姆*厘米；t為材料厚度，單位為厘米。同樣地，作為航天器表面材料的導(dǎo)電材料的電阻系數(shù)不應(yīng)大于（2×1.0E+9）/t；