航天器舷窗玻璃超高速撞击损伤与M/OD撞击风险评估
用北京卫星环境工程研究所的18mm口径二级轻气炮(TLGG)和20 J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1 mm和3 mm,速度2～6.5 km/s;LDFF-20发射的圆柱形飞片厚度7 μm,直径1 mm,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3mm的弹丸甚至在2.8 km/s的低速下就将其穿透,而直径为1 mm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PC、侵彻直径D1与弹丸撞击速度Vp、弹丸质量Mp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.
作 者： 庞贺伟 龚自正 张文兵 杨继运 童靖宇 Xiang Shuhong Pang Hewei Gong Zizheng Zhang Wenbing Yang Jiyun Tong Jingyu Xiang Shuhong 作者单位： 庞贺伟,Pang Hewei(中国空间技术研究院,北京,100094)龚自正,张文兵,杨继运,童靖宇,Gong Zizheng,Zhang Wenbing,Yang Jiyun,Tong Jingyu(北京卫星环境工程研究所,北京,100094)
Xiang Shuhong,Xiang Shuhong(Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering, Beijing 100094, China)
刊 名： 航天器环境工程 ISTIC 英文刊名： SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING 年，卷(期)： 2007 24(3) 分类号： V416.5 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 hypervelocity impact fused silica glass damage model spacecraft windshield M/OD risk assessment