一種可降低碎片毀傷指標的星載電子儀器設備安放姿態的製作方法

2023-05-06 13:58:16 1

專利名稱：一種可降低碎片毀傷指標的星載電子儀器設備安放姿態的製作方法
技術領域：
發明涉及一種電子儀器設備在太空飛行器內的安放姿態，具體涉及一種可降低碎片毀傷指標的星載電子儀器設備安放姿態。
背景技術：
人類在探索和開發外太空的活動中，發射了大量的人造衛星、太空梭和空間探測器。由此產生的末級火箭、爆炸衛星、火箭發動機的燃燒剩餘物以及剝落下來的漆片、塗層等構成的空間碎片數量急劇增加，加上外太空自然存在的微流星體，構成了數目龐大、分布密集的空間碎片環境。這些空間碎片的速度範圍一般在幾千米每秒至幾十千米每秒之間，超高速撞擊可能損傷太空飛行器的關鍵系統，進而導致太空飛行器發生災難性失效，對在軌太空飛行器的安全構成了極大的威脅。太空飛行器的大多數系統都位於其殼體之內。碎片雲對太空飛行器內部儀器設備的毀傷程度與碎片雲粒子的速度、大小以及儀器設備外殼的結構、材質與厚度等多種因素密切有關。在其它因素一定的情況下，隨著碎片雲粒子速度的增加，在儀器設備外殼內產生的衝擊強度增大，對儀器設備的毀傷程度也在增加；隨著儀器設備外殼厚度的增加，外殼穿孔的可能性逐步減小，儀器設備的毀傷程度也逐步減小。在太空飛行器內部，碎片雲粒子撞擊儀器設備外殼的速度實際上是碎片雲粒子與儀器設備外殼的相對速度，其大小隨碎片雲粒子入射角的增加而減小；另一方面，承受撞擊的儀器設備外殼的「有效厚度」，即相對速度方向上的厚度也隨相對速度方向的改變而變化。因此適當地安放儀器設備，就可能在最大相對速度方向上增加「有效厚度」，從而增強儀器設備對碎片雲粒子的防護性能。顯然，這種既不改變儀器設備的設計，也不增加重量和體積，僅通過安放姿態就能增強儀器設備防護性能的方法對提高太空飛行器在碎片環境中的生存能力具有重要意義。

發明內容
有鑑於此，本發明提供一種可降低碎片毀傷指標的星載電子儀器設備安放姿態，在不增加星載電子儀器設備重量體積，不改變原設計的情況下，可降低碎片對其的毀傷。本發明提供的星載電子儀器設備安放姿態為星載電子儀器設備外殼沿太空飛行器速度方向的兩個側面與太空飛行器速度負方向之間的夾角均為45°。所述星載電子儀器設備的外殼為方形。有益效果採用本發明提供的星載電子儀器設備的安放姿態，在不增加星載電子儀器設備重量體積，不改變原設計的前提下，能夠降低碎片對星載電子儀器設備的毀傷。


圖1為碎片雲粒子與太空飛行器相對速度的示意圖；圖2為儀器設備安裝姿態結構示意圖。
其中:ι-外殼
具體實施例方式下面結合附圖並舉實施例，對本發明進行詳細描述。本實施例提供一種電子儀器設備在太空飛行器內的安放姿態，採用該種安放姿態能夠在不增加重量體積，不改變原設計的情況下，降低碎片對星載電子儀器設備的毀傷。本實施例提供的儀器設備的安放姿態如圖2所示，儀器設備外殼沿太空飛行器速度方向的兩個側面與太空飛行器速度P負方向的夾角均為45°，該種安放姿態適用於太空飛行器內外殼為方形的星載電子儀器設備。採用該種安放姿態能夠降低碎片對星載電子儀器設備毀傷的原理為:圖1中，f為碎片雲粒子的速度，I；為太空飛行器的速度，P-交為碎片雲粒子與太空飛行器的相對速度。圖2中，D表示在本發明的安放姿態下，沿相對速度方向穿過星載電子儀
器設備外殼I的路徑長度，即有效厚度。比值卩-彳/"越大，碎片雲粒子對儀器設備的毀傷能力越強；反之，比值P-爿/心越小，碎片雲粒子對儀器設備的毀傷能力越弱。因此，將
-ν;|//； 作為碎片雲對儀器設備的毀傷指標。如圖1所示，Θ表示相對速度的方向與太空飛行器速度負方向之間的夾角。根據餘弦定理:
權利要求
1.一種可降低碎片毀傷指標的星載電子儀器設備安放姿態，其特徵在於，所述星載電子儀器設備的外殼(I)沿太空飛行器速度方向的兩個側面與太空飛行器速度負方向之間的夾角均為45。。
2.如權利要求1所述的一種可降低碎片毀傷指標的星載電子儀器設備安放姿態，其特徵在於，所述星載電子儀器 設備的外殼(I)為方形。
全文摘要
本發明提供一種可降低碎片毀傷指標的星載電子儀器設備安放姿態，具體為將方形星載電子儀器設備的姿態調整至其外殼沿其速度方向的兩個面與太空飛行器速度負方向之間的夾角均為π/4的位置。採用本發明提供的星載電子儀器設備的安放姿態，在不增加星載電子儀器設備重量體積，不改變原設計的前提下，能夠降低碎片對星載電子儀器設備的毀傷。
文檔編號B64G1/66GK103072706SQ20121058311
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者安凱, 李文彬 申請人:中國航天科技集團公司第五研究院第五一三研究所