[发明专利]一种空间碎片及弹丸拦阻防护装置及系统

说明书

一种空间碎片及弹丸拦阻防护系统，包括空间碎片及弹丸拦阻防护装置和充气装置，所述充气装置用于对空间碎片及弹丸拦阻防护装置的充气管进行充气；所述空间碎片及弹丸拦阻防护装置包括前屏、中屏、后屏和充气管；所述前屏、中屏和后屏均采用玄武岩纤维布和芳纶纤维布制成；所述前屏、中屏和后屏分别与充气管连接；所述充气管在充气后使前屏、中屏和后屏均展开。本发明采用柔性可展开拦阻防护装置，占用飞行器的体积重量小，既可以根据使用需要灵活展开应用，又可以配合柔性可展开舱体的工作过程实现展开防护功能，满足空间碎片及弹丸防护应用需求。

技术领域

本发明涉及一种空间碎片及弹丸拦阻防护装置及系统，属于空间飞行器被动防护与安全领域。

背景技术

为提高空间飞行器的安全和生存能力，必须增加空间飞行器的碰撞防护能力，抵挡空间碎片及弹丸的碰撞。目前，高价值的卫星、飞船、空间站等空间飞行器基本都配置了碎片、弹丸碰撞防护结构。

当前空间飞行器碰撞防护技术还是以传统的Whipple刚性防护结构技术为主。Whipple防护构型是空间碎片和弹丸防护方案的最基本形式，Whipple防护结构由两层铝合金防护屏组成，两层防护屏保持一定距离，使入射的空间碎片和弹丸的撞击动能在碰撞Whipple防护屏后被部分吸收和高度分散，从而实现对航天器舱壁的有效防护。在Whipple防护方案基础上，又发展了多种改进的Whipple防护方案，如波纹屏Whipple防护方案、加强肋Whipple防护方案、多层冲击防护方案以及铝网双层缓冲防护方案等，都是刚性防护结构。

刚性防护结构的缺点是占用空间的体积和重量大，在飞行器上的安装位置固定，无法灵活配置。此外，对于大型空间柔性充气压力舱等空间结构，在发射时折叠包装，入轨后充气展开，无法采用刚性防护结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种空间碎片及弹丸拦阻防护装置及系统，采用柔性可展开拦阻防护装置，占用飞行器的体积重量小，既可以根据使用需要灵活展开应用，又可以配合柔性可展开舱体的工作过程实现展开防护功能，满足空间碎片及弹丸防护应用需求。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种空间碎片及弹丸拦阻防护装置，包括柔性防护屏和充气管；

所述柔性防护屏采用玄武岩纤维布和芳纶纤维布制成；所述柔性防护屏与充气管连接；所述充气管在充气后使柔性防护屏展开。

上述空间碎片及弹丸拦阻防护装置，所述柔性防护屏包括前屏、中屏、后屏；

所述前屏、中屏和后屏均采用玄武岩纤维布和芳纶纤维布制成；所述前屏、中屏和后屏分别与充气管连接；所述充气管在充气后使前屏、中屏和后屏均展开。

上述空间碎片及弹丸拦阻防护装置，所述前屏采用至少两层玄武岩纤维布和至少一层芳纶纤维布；所述中屏采用至少两层玄武岩纤维布和至少七层芳纶纤维布；所述后屏采用至少两层玄武岩纤维布和至少五层芳纶纤维布。

上述空间碎片及弹丸拦阻防护装置，所述前屏、中屏和后屏均展开后，前屏与中屏的间距不小于50cm，中屏与后屏的间距不小于30cm。

上述空间碎片及弹丸拦阻防护装置，所述前屏、中屏和后屏均由玄武岩纤维布和芳纶纤维布层叠制成，其中芳纶纤维布位于层叠的中间，玄武岩纤维布位于层叠的两个表面。

上述空间碎片及弹丸拦阻防护装置，所述充气管为层合的铝薄膜结构。

上述空间碎片及弹丸拦阻防护装置，所述充气管采用聚酰亚胺薄膜和铝薄膜层叠制成。

上述空间碎片及弹丸拦阻防护装置，所述空间碎片及弹丸拦阻防护装置能够拦阻动能不大于1800J且最大外形尺寸不大于4mm的空间碎片或弹丸。