[发明专利]空间产品的防护结构及设置方法

说明书

技术领域

本发明涉及本发明涉及空间产品外形防护结构技术领域，尤其涉及空间舱外产品的防护结构。

背景技术

近几年，国际上探索宇宙空间的活动越来越频繁，人类航天活动所产生的空间碎片以及微流星数量正成为威胁在轨航天器正常使用的主要因素之一。空间碎片与微流星由于其具有的高动能，在与舱外产品发生碰撞时，能够将产品外壳击穿，从而导致产品内部重要元器件被破坏，使得产品失效；甚至是单一的微流星对产品的撞击所产生的等离子流也能够使产品内电子器件遭到破坏。为了确保空间飞行器在轨安全可靠运行，必须采取有效措施提高空间产品，尤其是舱外产品的防护结构设计水平。

空间产品的防护结构主要用于舱外空间产品对微流星和小体积空间碎片造成的伤害进行防护，而大型的空间碎片和流星体则需要产品进行机动规避，来对其自身进行保护。为提高空间产品在轨的长寿命和高可靠性的性能要求，空间产品的防护结构需要具有降低被微流星和空间碎片击穿的几率，最大程度地减小对产品碰撞所造成的不良影响。

空间产品的防护结构设计主要涉及三个方面，分别是空间产品的防护外形、外部防护材料的使用和内部重要器件的安放。任意一种方法都无法满足实际的需求，例如，对于防护外形的设计，通常情况下都是采用增加产品外壳厚度或选取抗变型材料的方法来降低产品被击穿的几率，此种方法会增加产品的总体重量和体积，不符合对于舱外产品重点要考虑轻量化设计的要求。为满足空间产品的长时间在轨运行的可靠性和稳定性，如何完善空间产品的防护结构设计，寻找系统优化设计的方法是解决这一问题的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间产品的防护结构及设置方法，能够最大限度地降低由微流星和空间碎片碰撞所带来的空间产品的不同类型、不同程度的破坏，使空间产品运行期间得到有效的保护，确保其在轨运行的可靠性。

为解决上述问题，本发明提供一种空间产品的防护结构，包括：

设置于空间产品外壳的外部的圆弧型防护外壳，所述圆弧型防护外壳通过机械接口与空间产品外壳固定连接。

进一步的，在上述防护结构中，所述圆弧型防护外壳上靠近所述空间产品外壳的一面设置有加强筋。

进一步的，在上述防护结构中，位于所述空间产品外壳所述形成的空间内的空间产品包括重要元器件和非重要零件，其中，所述重要元器件设置于所述空间产品外壳所形成的空间内的中心位置，所述非重要零件设置于所述重要元器件的周围，所述非重要零件与重要元器件之间连接有加强筋。

进一步的，在上述防护结构中，所述加强筋为扁平加强筋。

进一步的，在上述防护结构中，所述圆弧型防护外壳的等效厚度则通过以下公式确定，

，

其中，圆弧型防护外壳的厚度，为圆弧型防护外壳的某个位置的切线方向与竖直方向的夹角，为所述圆弧型防护外壳的等效厚度。

根据本发明的另一面，提供一种空间产品的防护结构设置方法，包括：

在空间产品外壳的外部设置圆弧型防护外壳；

将所述圆弧型防护外壳通过机械接口与空间产品外壳固定连接。

进一步的，在上述方法中，所述圆弧型防护外壳上靠近所述空间产品外壳的一面设置有加强筋。

进一步的，在上述方法中，将所述圆弧型防护外壳通过机械接口与空间产品外壳固定连接的步骤之后，还包括：

将重要元器件设置于所述空间产品外壳所形成的空间内的中心位置；

将所述空间产品外壳所形成的空间内的非重要零件设置于重要元器件的周围；

在所述非重要零件与重要元器件之间设置加强筋。

进一步的，在上述方法中，所述加强筋为扁平加强筋。

进一步的，在上述方法中，在空间产品外壳的外部设置圆弧型防护外壳的步骤中，所述圆弧型防护外壳的等效厚度则通过以下公式确定，

，

其中，圆弧型防护外壳的厚度，为圆弧型防护外壳的某个位置的切线方向与竖直方向的夹角，为所述圆弧型防护外壳的等效厚度。

与现有技术相比，本发明通过设置于空间产品外壳的外部的圆弧型防护外壳，所述圆弧型防护外壳通过机械接口与空间产品外壳固定连接，能够最大限度地降低由微流星和空间碎片碰撞所带来的空间产品的不同类型、不同程度的破坏，使空间产品运行期间得到有效的保护，确保其在轨运行的可靠性。

附图说明

图1是本发明一实施例的空间产品的防护结构的示意图；

图2是本发明的非重要零件与重要元器件防护应用示意图；