航天器舷窗玻璃超高速撞擊損傷與M/OD撞擊風(fēng)險評估

用北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所的18mm口徑二級輕氣炮(TLGG)和20 J激光驅(qū)動微小飛片裝置(LDFF-20)對用作航天器舷窗玻璃的熔融石英玻璃的超高速撞擊損傷特性進(jìn)行了實驗研究和分析.其中,TLGG發(fā)射的球形鋁彈丸直徑分別為1 mm和3 mm,速度2～6.5 km/s;LDFF-20發(fā)射的圓柱形飛片厚度7 μm,直徑1 mm,速度1～8.3 km/s.撞擊結(jié)果為:對12 mm厚的熔融石英玻璃,直徑為3mm的彈丸甚至在2.8 km/s的低速下就將其穿透,而直徑為1 mm的彈丸在6.5km/s的高速下沒有穿透,這說明彈丸直徑對撞擊損傷特性有很強的影響;LDFF-20發(fā)射的微小飛片的撞擊僅在玻璃表面產(chǎn)生很淺的凹坑,沒有裂紋產(chǎn)生,但微小飛片的累積撞擊損傷明顯地降低了玻璃的透光性.實驗初步獲得了侵徹深度PC、侵徹直徑D1與彈丸撞擊速度Vp、彈丸質(zhì)量Mp之間的經(jīng)驗關(guān)系.依據(jù)實驗結(jié)果和目前的微流星體/空間碎片(M/OD)環(huán)境工程模型,建議對于高度為400 km、軌道傾角42°、壽命為3年的典型航天器,其舷窗玻璃的臨界安全(非穿透)厚度至少為12mm.

作 者： 龐賀偉 龔自正 張文兵 楊繼運 童靖宇 Xiang Shuhong Pang Hewei Gong Zizheng Zhang Wenbing Yang Jiyun Tong Jingyu Xiang Shuhong   作者單位： 龐賀偉,Pang Hewei(中國空間技術(shù)研究院,北京,100094)

龔自正,張文兵,楊繼運,童靖宇,Gong Zizheng,Zhang Wenbing,Yang Jiyun,Tong Jingyu(北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所,北京,100094)

Xiang Shuhong,Xiang Shuhong(Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering, Beijing 100094, China) 

刊 名： 航天器環(huán)境工程  ISTIC 英文刊名： SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING  年，卷(期)： 2007 24(3)  分類號： V416.5  關(guān)鍵詞： 超高速撞擊   損傷模型   熔融石英玻璃   飛船舷窗   微流星體/空間碎片   風(fēng)險評估   hypervelocity impact   fused silica glass   damage model   spacecraft windshield   M/OD   risk assessment  

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