[發(fā)明專利]一種空間碎片防護(hù)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010009996.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111152942B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔自正;武強(qiáng);李明;田東波;張品亮;曹燕;宋光明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所
• 主分類號(hào): B64G1/52
• 分類號(hào): B64G1/52;B64G1/22
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種空間碎片防護(hù)系統(tǒng)，所述防護(hù)系統(tǒng)包括充氣單元和氣囊單元，所述氣囊單元包括多層氣囊，所述充氣單元向所述多層氣囊充氣并使其展開(kāi)。本申請(qǐng)防護(hù)系統(tǒng)中的多層氣囊可在充氣單元作用下快速展開(kāi)部署，形成大間距的多層柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，可提高對(duì)大尺寸空間碎片的防御能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空間碎片防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空間碎片防護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前空間碎片防護(hù)設(shè)計(jì)主要基于“Whipple”剛性防護(hù)結(jié)構(gòu)原理，其應(yīng)用主要集中在載人飛船、空間站等大型航天器，受防護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、體積、發(fā)射成本等因素限制，只能有效防御毫米級(jí)碎片撞擊。然而，近年來(lái)空間碎片環(huán)境日益惡化，厘米級(jí)碎片超過(guò)50萬(wàn)個(gè)。

因此，如何設(shè)計(jì)一種能提高對(duì)大尺寸空間碎片的防御能力的空間碎片防護(hù)系統(tǒng)成為必要。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種空間碎片防護(hù)系統(tǒng)，目的為解決傳統(tǒng)被動(dòng)防護(hù)結(jié)構(gòu)不能防御大尺寸空間碎片的問(wèn)題。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N空間碎片防護(hù)系統(tǒng)，包括：

充氣單元和氣囊單元，所述氣囊單元包括多層氣囊，所述充氣單元向所述多層氣囊充氣并使其展開(kāi)。

進(jìn)一步的，所述多層氣囊包括防護(hù)層、氣密層和至少兩個(gè)填充層，所述防護(hù)層位于所述多層氣囊的外側(cè)，所述氣密層位于所述防護(hù)層的內(nèi)側(cè)并與所述防護(hù)層粘連，所述至少兩個(gè)填充層位于所述多層氣囊的內(nèi)側(cè)。

進(jìn)一步的，所述充氣單元為儲(chǔ)箱充氣系統(tǒng)、或化學(xué)反應(yīng)氣體生成系統(tǒng)或所述儲(chǔ)箱充氣系統(tǒng)和所述化學(xué)反應(yīng)氣體生成系統(tǒng)的混合系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，還包括缸體，所述充氣單元和所述氣囊單元均固定安裝于所述缸體內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述缸體內(nèi)還設(shè)有氣室，所述氣室上設(shè)有與所述多層氣囊相連通的泄氣孔，所述充氣單元中的氣體通過(guò)所述泄氣孔后使得所述防護(hù)層、所述氣密層和所述至少兩個(gè)填充層充氣并展開(kāi)以形成所述多層氣囊。

進(jìn)一步的，所述防護(hù)層采用陶瓷纖維布制成。

進(jìn)一步的，所述填充層采用陶瓷纖維布與芳綸纖維布制成，或采用陶瓷纖維布與凱夫拉纖維布制成。

進(jìn)一步的，所述防護(hù)層和所述至少兩個(gè)填充層的總面密度不小于2.78g/cm²。

進(jìn)一步的，所述多層氣囊充氣后并處于展開(kāi)狀態(tài)時(shí)，所述防護(hù)層與每個(gè)所述填充層的間距大于10cm，所述填充層與所述填充層的間距大于10cm。

進(jìn)一步的，所述多層氣囊由折疊狀態(tài)到充氣后完全展開(kāi)狀態(tài)需要的時(shí)間小于100ms。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑目臻g碎片防護(hù)系統(tǒng)，包括充氣單元和氣囊單元，充氣單元用于向氣囊單元中的多層氣囊進(jìn)行充氣，并能使多層氣囊實(shí)現(xiàn)快速展開(kāi)部署，以形成多層、大間距的柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，該防護(hù)結(jié)構(gòu)以氣體填充代替?zhèn)鹘y(tǒng)防護(hù)結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件，具有體積小、重量輕、效費(fèi)比高的特點(diǎn)，展開(kāi)后的高強(qiáng)度柔性多層氣囊可促進(jìn)空間碎片的充分破碎并減速，展開(kāi)后形成的大防護(hù)間距可促進(jìn)碎片云的充分?jǐn)U散，多層氣囊內(nèi)氣體與碎片云間的摩擦還可促進(jìn)碎片燒蝕并減速，從而大幅提升對(duì)大尺寸空間碎片的防御能力。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的空間碎片防護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的氣體壓力分別為0Mpa、1.05Mpa條件下碎片云的軸向平均速度變化情況。

附圖標(biāo)記：1缸體、2充氣單元、3防護(hù)層、4填充層、5氣密層、6氣室、7泄氣孔、8氣囊單元。

具體實(shí)施方式