[發明專利]一種空間碎片及彈丸攔阻防護裝置及系統

有效

• 申請號: 201811140403.0
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109455315B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 廖航;戈嗣誠;王立武;竺梅芳;李博;曹旭;馮昊;牛國永;劉興華;李少騰
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: B64G1/52
• 分類號: B64G1/52
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

一種空間碎片及彈丸攔阻防護系統，包括空間碎片及彈丸攔阻防護裝置和充氣裝置，所述充氣裝置用于對空間碎片及彈丸攔阻防護裝置的充氣管進行充氣；所述空間碎片及彈丸攔阻防護裝置包括前屏、中屏、后屏和充氣管；所述前屏、中屏和后屏均采用玄武巖纖維布和芳綸纖維布制成；所述前屏、中屏和后屏分別與充氣管連接；所述充氣管在充氣后使前屏、中屏和后屏均展開。本發明采用柔性可展開攔阻防護裝置，占用飛行器的體積重量小，既可以根據使用需要靈活展開應用，又可以配合柔性可展開艙體的工作過程實現展開防護功能，滿足空間碎片及彈丸防護應用需求。

技術領域

本發明涉及一種空間碎片及彈丸攔阻防護裝置及系統，屬于空間飛行器被動防護與安全領域。

背景技術

為提高空間飛行器的安全和生存能力，必須增加空間飛行器的碰撞防護能力，抵擋空間碎片及彈丸的碰撞。目前，高價值的衛星、飛船、空間站等空間飛行器基本都配置了碎片、彈丸碰撞防護結構。

當前空間飛行器碰撞防護技術還是以傳統的Whipple剛性防護結構技術為主。Whipple防護構型是空間碎片和彈丸防護方案的最基本形式，Whipple防護結構由兩層鋁合金防護屏組成，兩層防護屏保持一定距離，使入射的空間碎片和彈丸的撞擊動能在碰撞Whipple防護屏后被部分吸收和高度分散，從而實現對航天器艙壁的有效防護。在Whipple防護方案基礎上，又發展了多種改進的Whipple防護方案，如波紋屏Whipple防護方案、加強肋Whipple防護方案、多層沖擊防護方案以及鋁網雙層緩沖防護方案等，都是剛性防護結構。

剛性防護結構的缺點是占用空間的體積和重量大，在飛行器上的安裝位置固定，無法靈活配置。此外，對于大型空間柔性充氣壓力艙等空間結構，在發射時折疊包裝，入軌后充氣展開，無法采用剛性防護結構。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種空間碎片及彈丸攔阻防護裝置及系統，采用柔性可展開攔阻防護裝置，占用飛行器的體積重量小，既可以根據使用需要靈活展開應用，又可以配合柔性可展開艙體的工作過程實現展開防護功能，滿足空間碎片及彈丸防護應用需求。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：

一種空間碎片及彈丸攔阻防護裝置，包括柔性防護屏和充氣管；

所述柔性防護屏采用玄武巖纖維布和芳綸纖維布制成；所述柔性防護屏與充氣管連接；所述充氣管在充氣后使柔性防護屏展開。

上述空間碎片及彈丸攔阻防護裝置，所述柔性防護屏包括前屏、中屏、后屏；

所述前屏、中屏和后屏均采用玄武巖纖維布和芳綸纖維布制成；所述前屏、中屏和后屏分別與充氣管連接；所述充氣管在充氣后使前屏、中屏和后屏均展開。

上述空間碎片及彈丸攔阻防護裝置，所述前屏采用至少兩層玄武巖纖維布和至少一層芳綸纖維布；所述中屏采用至少兩層玄武巖纖維布和至少七層芳綸纖維布；所述后屏采用至少兩層玄武巖纖維布和至少五層芳綸纖維布。

上述空間碎片及彈丸攔阻防護裝置，所述前屏、中屏和后屏均展開后，前屏與中屏的間距不小于50cm，中屏與后屏的間距不小于30cm。

上述空間碎片及彈丸攔阻防護裝置，所述前屏、中屏和后屏均由玄武巖纖維布和芳綸纖維布層疊制成，其中芳綸纖維布位于層疊的中間，玄武巖纖維布位于層疊的兩個表面。

上述空間碎片及彈丸攔阻防護裝置，所述充氣管為層合的鋁薄膜結構。

上述空間碎片及彈丸攔阻防護裝置，所述充氣管采用聚酰亞胺薄膜和鋁薄膜層疊制成。

上述空間碎片及彈丸攔阻防護裝置，所述空間碎片及彈丸攔阻防護裝置能夠攔阻動能不大于1800J且最大外形尺寸不大于4mm的空間碎片或彈丸。