[發(fā)明專利]一種飛行目標(biāo)的撞擊損傷過程測量裝置及測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810889497.5
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN109163987B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柳森;文雪忠;黃潔;李晶;姜林;趙長浩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01N3/30
• 分類號: G01N3/30
• 代理公司: 北京格允知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 周嬌嬌;李亞東

本發(fā)明涉及一種飛行目標(biāo)的撞擊損傷過程測量裝置及測量方法，其中測量裝置包括設(shè)置在目標(biāo)表面的正交金屬網(wǎng)；用于監(jiān)測所述水平金屬絲陣列中每根水平金屬絲電平信號，并根據(jù)電平信號發(fā)生改變的時序確定折斷水平金屬絲的編號及折斷時間的水平電信號處理模塊；以及用于監(jiān)測所述豎直金屬絲陣列中每根豎直金屬絲電平信號，并根據(jù)電平信號發(fā)生改變的時序確定折斷豎直金屬絲的編號及折斷時間的豎直電信號處理模塊。本發(fā)明通過金屬網(wǎng)中金屬絲電回路的通斷，來判斷某一時刻折斷的金屬絲；根據(jù)同一采樣時刻確定的折斷的金屬絲構(gòu)造的空間，能夠確定空間碎片撞擊飛行目標(biāo)的位置及尺寸大小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行目標(biāo)的撞擊損傷測量領(lǐng)域，尤其涉及一種飛行目標(biāo)的撞擊損傷過程測量裝置及測量方法。

背景技術(shù)

隨著人類航天事業(yè)的迅速發(fā)展，空間碎片(人類遺棄的太空垃圾、微流星體等)日益增多。當(dāng)空間碎片撞擊到航天器，輕則使外殼受損，重則導(dǎo)致功能失靈甚至解體損毀。因此，需要實(shí)時測量航天器等目標(biāo)被空間碎片等來襲物體撞擊損傷的區(qū)域以評估目標(biāo)損傷情況，同時也為分析來襲物體尺寸及速度等特征提供支持。

目前，為了滿足航天器在軌測量空間碎片的撞擊損傷需求，采用了一種金屬絲網(wǎng)測量方法，這種方法是在撞擊事件發(fā)生以后，通過檢測金屬絲網(wǎng)的通斷情況獲得撞擊位置尺寸信息。這種方法無法獲得目標(biāo)被撞擊損傷的過程變化信息，而撞擊損傷變化過程蘊(yùn)含著來襲目標(biāo)的尺寸及速度等重要信息。

因此，針對以上不足，需要提供一種測量技術(shù)，以能夠獲得空間碎片等撞擊航天器的撞擊過程損傷變化信息，使其尤其適用于尺寸小，速度高并具有高實(shí)時性測量要求的飛行目標(biāo)損傷測量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中只能在撞擊事件發(fā)生后測量撞擊位置尺寸信息，而無法獲得撞擊過程信息的缺陷，提供一種飛行目標(biāo)的撞擊損傷過程測量裝置及測量方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種飛行目標(biāo)的撞擊損傷過程測量裝置，包括：

設(shè)置在目標(biāo)表面的正交金屬網(wǎng)；所述正交金屬網(wǎng)由水平金屬絲陣列與豎直金屬絲陣列構(gòu)成，水平金屬絲陣列與豎直金屬絲陣列中每根金屬絲通過電源供電形成單獨(dú)回路；

用于監(jiān)測所述水平金屬絲陣列中每根水平金屬絲電平信號，并根據(jù)電平信號發(fā)生改變的時序確定折斷水平金屬絲的編號及折斷時間的水平電信號處理模塊；以及

用于監(jiān)測所述豎直金屬絲陣列中每根豎直金屬絲電平信號，并根據(jù)電平信號發(fā)生改變的時序確定折斷豎直金屬絲的編號及折斷時間的豎直電信號處理模塊。

在根據(jù)本發(fā)明所述的飛行目標(biāo)的撞擊損傷過程測量裝置中，還包括目標(biāo)損傷判定單元，用于根據(jù)折斷水平金屬絲和折斷豎直金屬絲的編號確定相應(yīng)折斷金屬絲的位置，從而確定采樣時刻目標(biāo)的瞬時損傷位置；再根據(jù)折斷金屬絲構(gòu)建的空間大小確定采樣時刻飛行目標(biāo)的瞬時損傷尺寸。

在根據(jù)本發(fā)明所述的飛行目標(biāo)的撞擊損傷過程測量裝置中，所述目標(biāo)損傷判定單元還用于通過以下公式計算來襲物體的速度V：

V＝Δd/Δt，

其中，Δd表示水平金屬絲陣列和豎直金屬絲陣列的相鄰層間距離，Δt表示水平金屬絲陣列中第一根水平金屬絲被擊斷和豎直金屬絲陣列中第一根豎直金屬絲被擊斷的時間差。

在根據(jù)本發(fā)明所述的飛行目標(biāo)的撞擊損傷過程測量裝置中，所述水平金屬絲陣列包括所有金屬絲均勻分布的水平金屬絲陣列。

在根據(jù)本發(fā)明所述的飛行目標(biāo)的撞擊損傷過程測量裝置中，所述豎直金屬絲陣列包括所有金屬絲均勻分布的豎直金屬絲陣列。

在根據(jù)本發(fā)明所述的飛行目標(biāo)的撞擊損傷過程測量裝置中，所述金屬絲間距的范圍被配置為目標(biāo)尺寸的0.5-0.9倍。

在根據(jù)本發(fā)明所述的飛行目標(biāo)的撞擊損傷過程測量裝置中，所述正交金屬網(wǎng)利用印刷電路工藝印制在薄膜上。