微米级空间碎片超高速撞击地面试验技术的研究进展 被引量：5

1

作者 杨继运 龚自正 +1 位作者 张文兵 童靖宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1112-1115,1119,共5页

微米级空间碎片对航天器的累积效应将对其性能造成严重的影响,国外已开展了相关的超高速撞击地面试验技术研究。针对微米级空间碎片特点,国外相继发展了激光驱动加速、粉尘静电加速、电炮加速和等离子体加速等四种主要的地面试验技术。... 微米级空间碎片对航天器的累积效应将对其性能造成严重的影响,国外已开展了相关的超高速撞击地面试验技术研究。针对微米级空间碎片特点,国外相继发展了激光驱动加速、粉尘静电加速、电炮加速和等离子体加速等四种主要的地面试验技术。主要介绍了四种试验技术的原理和方法以及国内外研究进展,并对上述试验技术的各自特点作了对比,对各自适用范围进行了讨论。 展开更多

关键词 微米级空间碎片 超高速撞击 地面试验技术

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裂纹扩展阻力曲线与试样厚度关系 被引量：6

2

作者 杨继运 张行 张珉 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期575-578,共4页

在有关裂纹扩展理论阻力曲线研究的基础上 ,给出了阻力曲线与试样厚度关系的数学表达式 .利用少量试验结果 ,根据最小二乘方法即可确定表达式中的参量 .通过这一表达式 ,可以计算任意厚度下的阻力曲线方程 ,从而获得该厚度对应的阻力曲... 在有关裂纹扩展理论阻力曲线研究的基础上 ,给出了阻力曲线与试样厚度关系的数学表达式 .利用少量试验结果 ,根据最小二乘方法即可确定表达式中的参量 .通过这一表达式 ,可以计算任意厚度下的阻力曲线方程 ,从而获得该厚度对应的阻力曲线 .这一数学表达式得到了试验结果的验证 。 展开更多

关键词 裂纹扩展 阻力曲线 曲线拟合

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低温下Whipple防护结构超高速撞击效应研究 被引量：3

3

作者 杨继运 徐坤博 +4 位作者 简亚彬 曹燕 李宇 龚自正 赵晶晶 《航天器环境工程》 2011年第4期318-322,共5页

文章研究了低温下空间碎片对典型Whipple防护结构的超高速撞击效应。首先在二级轻气炮设备上研制出使用液氮可将撞击靶冷却至-150℃且满足低温超高速撞击试验要求的低温装置。利用该装置开展了低温条件下的超高速撞击试验,对低温和室温... 文章研究了低温下空间碎片对典型Whipple防护结构的超高速撞击效应。首先在二级轻气炮设备上研制出使用液氮可将撞击靶冷却至-150℃且满足低温超高速撞击试验要求的低温装置。利用该装置开展了低温条件下的超高速撞击试验,对低温和室温两种条件下的试验结果进行了比对,并分别对缓冲屏穿孔特性、碎片云特性和后墙损伤特性之间的差异进行了分析。文章最后给出低温下典型Whipple防护结构的弹道极限曲线。 展开更多

关键词 空间碎片 防护结构 超高速撞击 低温效应

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粉尘静电加速设备原理及发展现状 被引量：3

4

作者 杨继运 龚自正 +2 位作者 张文兵 童靖宇 向树红 《航天器环境工程》 2007年第3期145-147,5,共3页

微米级空间碎片数量巨大,与航天器的碰撞概率很高,其累积效应会影响航天器的性能。国外已发展了粉尘静电加速设备用于模拟微米级空间碎片的撞击效应。文章对粉尘静电模拟加速设备的原理和发展现状进行了介绍,并对该种设备的优缺点进行... 微米级空间碎片数量巨大,与航天器的碰撞概率很高,其累积效应会影响航天器的性能。国外已发展了粉尘静电加速设备用于模拟微米级空间碎片的撞击效应。文章对粉尘静电模拟加速设备的原理和发展现状进行了介绍,并对该种设备的优缺点进行了分析讨论。 展开更多

关键词 微米级空间碎片 地面模拟 加速设备 粉尘静电加速器

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二级轻气炮模拟空间碎片超高速碰撞试验技术 被引量：12

5

作者 杨继运 《航天器环境工程》 2006年第1期16-22,共7页

二级轻气炮是用来模拟空间碎片超高速碰撞效应的重要设备。文章首先介绍了目前二级轻气炮国内外的发展的概况;阐述了其工作原理及所使用的工作气体和试验用品;然后讨论了影响二级轻气炮性能的初始注气压力、活塞速度、弹丸释放压力、活... 二级轻气炮是用来模拟空间碎片超高速碰撞效应的重要设备。文章首先介绍了目前二级轻气炮国内外的发展的概况;阐述了其工作原理及所使用的工作气体和试验用品;然后讨论了影响二级轻气炮性能的初始注气压力、活塞速度、弹丸释放压力、活塞质量、弹丸质量等若干参量;最后对反映二级轻气炮性能的重要指标弹丸出口速度和动态碰撞角的测试技术和方法进行了分析。 展开更多

关键词 二级轻气炮 模拟 空间碎片 超高速碰撞 试验技术 HYPERVELOCITY Impact 弹丸质量 注气压力 重要设备 性能 碰撞效应 活塞 工作原理 工作气体 出口速度 测试技术 试验用 碰撞角 指标 国内

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基于损伤力学的概率疲劳曲线获取方法 被引量：3

6

作者 杨继运 《航天器环境工程》 2005年第4期207-210,共4页

文章基于损伤力学方法获得满足疲劳试验的损伤演化方程,推导出一般条件下的理论疲劳曲线以及相对应的理论中值疲劳曲线与理论理想疲劳曲线；然后根据试验数据即可确定理论疲劳曲线中的参量,从而获取疲劳曲线计算公式。通过此计算公式,... 文章基于损伤力学方法获得满足疲劳试验的损伤演化方程,推导出一般条件下的理论疲劳曲线以及相对应的理论中值疲劳曲线与理论理想疲劳曲线；然后根据试验数据即可确定理论疲劳曲线中的参量,从而获取疲劳曲线计算公式。通过此计算公式,可以方便地得到一组以初始损伤为参数的疲劳曲线族,继而得到以失效概率为参数的疲劳曲线族,大大降低了所需试验的数量,并为结构抗疲劳设计和寿命估算提供了依据。 展开更多

关键词 损伤力学 疲劳曲线 初始损伤 失效概率

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8km/s激光驱动飞片发射技术实验研究 被引量：6

7

作者 牛锦超 龚自正 +3 位作者 曹燕 代福 杨继运 李宇 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期129-136,共8页

实验研究了激光驱动飞片技术中激光能量剖面和飞片靶金属膜层的力学特性对飞片的速度和完整性的影响,认为激光能量剖面整体呈"平顶型"的光束是发射高质量飞片的基础,同时飞片靶的膜基附着力、金属膜层的强度和韧性三者之间应... 实验研究了激光驱动飞片技术中激光能量剖面和飞片靶金属膜层的力学特性对飞片的速度和完整性的影响,认为激光能量剖面整体呈"平顶型"的光束是发射高质量飞片的基础,同时飞片靶的膜基附着力、金属膜层的强度和韧性三者之间应保持良好的匹配才能得到完整的飞片。制备了基底/Cr/Al复合结构飞片靶,利用波长1 064nm、脉宽15ns的激光,将直径1mm、厚度3μm的铝飞片稳定驱动至8km/s。 展开更多

关键词 爆炸力学 金属膜层的力学特性 激光能量剖面 激光驱动飞片 飞片的速度和完整性

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CAST空间碎片超高速撞击试验研究进展 被引量：15

8

作者 龚自正 杨继运 +4 位作者 代福 董洪建 童靖宇 向树红 庞贺伟 《航天器环境工程》 2009年第4期301-306,401,共6页

超高速撞击试验是开展载人航天器及大型应用卫星空间碎片超高速撞击风险评估和防护设计的基础,作为我国航天器环境效应和可靠性工程验证部门的北京卫星环境工程研究所在这个领域做了大量的工作。文章介绍了二级轻气炮超高速撞击地面模... 超高速撞击试验是开展载人航天器及大型应用卫星空间碎片超高速撞击风险评估和防护设计的基础,作为我国航天器环境效应和可靠性工程验证部门的北京卫星环境工程研究所在这个领域做了大量的工作。文章介绍了二级轻气炮超高速撞击地面模拟试验技术、典型防护结构防护性能的超高速撞击试验验证、载人航天器外露材料超高速撞击特性、毫米级弹丸7km/s以上超高速稳定发射技术探索、高性能防护结构研究等方面的若干近期进展。展望了我国空间碎片防护需求和地面超高速撞击试验研究的发展方向。 展开更多

关键词 空间碎片 超高速撞击试验 防护结构 弹道极限特性 二级轻气炮

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航天器空间碎片超高速撞击防护的若干问题 被引量：16

9

作者 龚自正 杨继运 +3 位作者 张文兵 童靖宇 向树红 庞贺伟 《航天器环境工程》 2007年第3期125-130,5,共6页

空间碎片对航天器的超高速撞击损伤已受到国内外的普遍重视,如何使在轨航天器对空间碎片进行有效防护是航天器长寿命、高可靠安全运行的重要保障。文章概述了空间碎片环境现状、空间碎片超高速撞击危害以及国内外空间碎片防护的研究现... 空间碎片对航天器的超高速撞击损伤已受到国内外的普遍重视,如何使在轨航天器对空间碎片进行有效防护是航天器长寿命、高可靠安全运行的重要保障。文章概述了空间碎片环境现状、空间碎片超高速撞击危害以及国内外空间碎片防护的研究现状和趋势。重点介绍了航天器常用的Whipple防护结构及其各种衍生结构的防护性能和弹道极限方程(BLE),评述了这些防护结构防护性能的优缺点。 展开更多

关键词 空间碎片 超高速撞击 防护结构 弹道极限方程

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航天器舷窗玻璃超高速撞击损伤与M/OD撞击风险评估(英文) 被引量：6

10

作者 庞贺伟 龚自正 +3 位作者 张文兵 杨继运 童靖宇 xiang shuhong 《航天器环境工程》 2007年第3期135-139,共5页

用北京卫星环境工程研究所的18mm口径二级轻气炮(TLGG)和20J激光驱动微小飞片装置(LDFF-20)对用作航天器舷窗玻璃的熔融石英玻璃的超高速撞击损伤特性进行了实验研究和分析。其中,TLGG发射的球形铝弹丸直径分别为1mm和3mm,速度2～6．5 k... 用北京卫星环境工程研究所的18mm口径二级轻气炮(TLGG)和20J激光驱动微小飞片装置(LDFF-20)对用作航天器舷窗玻璃的熔融石英玻璃的超高速撞击损伤特性进行了实验研究和分析。其中,TLGG发射的球形铝弹丸直径分别为1mm和3mm,速度2～6．5 km/s;LDFF-20发射的圆柱形飞片厚度7μm,直径1mm,速度1～8．3 km/s。撞击结果为:对12 mm厚的熔融石英玻璃,直径为3 mm的弹丸甚至在2．8 km/s的低速下就将其穿透,而直径为1mm的弹丸在6．5km/s的高速下没有穿透,这说明弹丸直径对撞击损伤特性有很强的影响:LDFF-20发射的微小飞片的撞击仅在玻璃表面产生很浅的凹坑,没有裂纹产生,但微小飞片的累积撞击损伤明显地降低了玻璃的透光性。实验初步获得了侵彻深度P_C、侵彻直径D_1与弹丸撞击速度V_p、弹丸质量M_p之间的经验关系。依据实验结果和目前的微流星体/空间碎片(M/OD)环境工程模型,建议对于高度为400 km、轨道倾角42°、寿命为3年的典型航天器,其舷窗玻璃的临界安全(非穿透)厚度至少为12mm。 展开更多

关键词 超高速撞击 损伤模型 熔融石英玻璃 飞船舷窗 微流星体/空间碎片 风险评估

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微米级空间碎片撞击太阳电池研究 被引量：3

11

作者 马子良 杨继运 +2 位作者 李宇 曹燕 徐坤博 《装备环境工程》 CAS 2015年第3期49-52,74,共5页

目的评估航天器太阳电池阵遭遇微米级空间碎片撞击后性能的下降程度。方法利用激光驱动飞片发射系统针对硅太阳电池开展系统的试验工作,对太阳电池机械损伤特性及伏安特性进行测试。利用ORDEM2000软件计算航天器所在轨道的碎片通量和速... 目的评估航天器太阳电池阵遭遇微米级空间碎片撞击后性能的下降程度。方法利用激光驱动飞片发射系统针对硅太阳电池开展系统的试验工作,对太阳电池机械损伤特性及伏安特性进行测试。利用ORDEM2000软件计算航天器所在轨道的碎片通量和速度。结合试验结果,计算航天器太阳电池阵因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率。结果太阳电池最大输出功率衰减率与溅射区直径呈二次函数关系,与表面污染率近似相等。未来5年天宫一号所在轨道航天器太阳电池因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率为0.45%。结论利用该研究结果可以预计航天器太阳电池因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率,为航天器总体设计提供技术支持。 展开更多

关键词 微米级空间碎片 激光驱动飞片系统 太阳电池 伏安特性 ORDEM2000

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激光驱动飞片速度和完整性的影响因素分析 被引量：6

12

作者 张文兵 龚自正 +3 位作者 董洪建 杨继运 童靖宇 向树红 《航天器环境工程》 2007年第3期155-159,6,共5页

激光驱动微小碎片装置是一种地面模拟微小碎片对航天器损伤破坏的研究设备,其模拟碎片的速度和整体性是两个最关键的性能参数。文章从驱动设备的原理出发,介绍了激光器性能参数、飞片靶约束层及烧蚀涂层对碎片速度和整体性的影响,给出... 激光驱动微小碎片装置是一种地面模拟微小碎片对航天器损伤破坏的研究设备,其模拟碎片的速度和整体性是两个最关键的性能参数。文章从驱动设备的原理出发,介绍了激光器性能参数、飞片靶约束层及烧蚀涂层对碎片速度和整体性的影响,给出了约束层和烧蚀涂层厚度设计方法及选材范围,并比较了不同的飞片靶制备工艺对飞片速度和整体性的影响。 展开更多

关键词 空间碎片 激光驱动 飞片靶 速度 整体性

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一种用于超高速撞击实验的新型弹丸弹托分离技术 被引量：6

13

作者 龚自正 施尚春 +6 位作者 杨继运 张文兵 侯明强 李宇 郑建东 牛锦超 曹燕 《航天器环境工程》 2008年第3期259-262,199,共4页

文章自主研发了一种新型的气动力弹丸与弹托分离技术.在北京卫星环境工程研究所的φ18 mm二级轻气炮上应用该技术在3～7km/s的速度内可以成功分离直径在3～10mm的弹丸,弹托分离非常干净,分离成功率达100%.对比分析显示,该技术分离效果... 文章自主研发了一种新型的气动力弹丸与弹托分离技术.在北京卫星环境工程研究所的φ18 mm二级轻气炮上应用该技术在3～7km/s的速度内可以成功分离直径在3～10mm的弹丸,弹托分离非常干净,分离成功率达100%.对比分析显示,该技术分离效果优于目前公开报道的其它技术. 展开更多

关键词 空间碎片 超高速撞击 二级轻气炮 弹托分离技术

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激光驱动飞片系统模拟空间碎片超高速撞击(英文) 被引量：5

14

作者 张文兵 龚自正 +2 位作者 杨继运 童靖宇 向树红 《航天器环境工程》 2007年第3期148-151,共4页

文章介绍了北京卫星环境工程研究所采用激光驱动飞片系统将厚度5μm的铝质飞片发射到8．3 km/s。该驱动系统采用调Q钕玻璃激光,脉宽15ns,最大能量达到20J。针对热控材料、舷窗玻璃及OSR等外部表面功能材料开展了超高速撞击实验研究,取... 文章介绍了北京卫星环境工程研究所采用激光驱动飞片系统将厚度5μm的铝质飞片发射到8．3 km/s。该驱动系统采用调Q钕玻璃激光,脉宽15ns,最大能量达到20J。针对热控材料、舷窗玻璃及OSR等外部表面功能材料开展了超高速撞击实验研究,取得初步研究结果。实验结果表明激光驱动飞片技术可很好地用于模拟微流星/空间碎片超高速撞击效应研究。 展开更多

关键词 空间碎片 激光驱动飞片系统 超高速撞击

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一种非接触式微小飞片速度原位测量技术 被引量：2

15

作者 牛锦超 龚自正 +4 位作者 陈荣 曹燕 李宇 杨继运 夏开文 《航天器环境工程》 2013年第4期426-430,共5页

文章提出了一种新的微小飞片平均速度原位测量技术,并研制了速度测量装置。在飞片的飞行路径上设置片激光,通过测量飞片经过片激光的时间间隔及对应的飞行距离,便可获得飞片的平均速度。测量装置的主要部件是高频激光器和高灵敏度光电... 文章提出了一种新的微小飞片平均速度原位测量技术,并研制了速度测量装置。在飞片的飞行路径上设置片激光,通过测量飞片经过片激光的时间间隔及对应的飞行距离,便可获得飞片的平均速度。测量装置的主要部件是高频激光器和高灵敏度光电接收器,无其他复杂或者大型设备,易于与激光驱动微小飞片发射装置等配套衔接,操作方便,成本低。大量试验数据表明,测量装置工作稳定可靠,对厚度不小于3μm、速度不大于10 km/s的飞片,速度测量精度优于5%。 展开更多

关键词 激光驱动飞片 飞片速度 速度原位测量 非接触式测速装置

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太阳电池月尘遮蔽模型分析及试验研究 被引量：1

16

作者 马子良 王志浩 +7 位作者 白羽 姜海富 向树红 杨继运 田东波 沈自才 刘业楠 丁义刚 《航天器环境工程》 2016年第4期408-412,共5页

扬起的月尘颗粒沉积在月球探测器的太阳电池表面,可导致其性能下降。文章基于层叠遮挡理论,建立了一种月尘遮蔽光线透射的理论模型,利用该模型开展了模拟月尘颗粒形状与粒径对遮蔽效果影响的分析和计算,并与NASA的同类模型进行了对比分... 扬起的月尘颗粒沉积在月球探测器的太阳电池表面,可导致其性能下降。文章基于层叠遮挡理论,建立了一种月尘遮蔽光线透射的理论模型,利用该模型开展了模拟月尘颗粒形状与粒径对遮蔽效果影响的分析和计算,并与NASA的同类模型进行了对比分析。分析结果显示:2种模型给出的相对透过率随沉积月尘面密度的变化趋势相同,均呈指数型衰减关系;在随月尘形状、粒径、透过率的变化方面,2种模型存在差异。利用月尘沉积与吸附试验装置实施了模拟月尘沉积试验,验证了所建立模型的正确性,其预测准确度优于NASA模型。 展开更多

关键词 月尘 太阳电池 遮蔽模型 理论分析 试验研究

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“空间碎片”专题盛会侧记

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作者 杨继运 《航天器环境工程》 2007年第6期389-,共1页

2007年11月5-8日,第4届全国空间碎片专题研讨会在南京召开,北京卫星环境工程研究所有关研究人员参加了这次会议。会议内容涵盖了碎片研究工作的3个主要方向:防护、减缓和监测。从本次会议来看,空间碎片研究的队伍正日益壮大,包括中国空... 2007年11月5-8日,第4届全国空间碎片专题研讨会在南京召开,北京卫星环境工程研究所有关研究人员参加了这次会议。会议内容涵盖了碎片研究工作的3个主要方向:防护、减缓和监测。从本次会议来看,空间碎片研究的队伍正日益壮大,包括中国空间技术研究院、中国科学院。 展开更多

关键词 空间碎片 研究所 北京 卫星环境工程 会议

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