材料界面效应对防护结构性能的影响

为了获得轻质、高性能的抗空间碎片撞击防护结构,本文总结分析了相关防护结构的缓冲屏、填充层材料、后墙中的界面效应对防护构型损伤特性和防护性能的影响规律,并开展了相应的超高速撞击试验,发现了界面效应可提高防护结构的防护性能,提出了相应的优化改进措施实现更多的材料界面效应,为空间碎片防护结构的改进、优化提供了参考。

动能撞击偏转小行星的动量传递效率数值仿真研究

动能撞击是偏转潜在危险小行星的一种可行手段,动量传递效率是衡量动能撞击偏转效果的主要指标。基于美国国家航空航天局(NASA)的DART试验场景,采用自研的冲击动力学仿真软件NTS开展动能撞击偏转小行星数值仿真,分析材料拉伸强度和孔隙率对动量传递效率的影响。仿真分析发现:材料拉伸强度越高,撞击坑尺寸越小,反溅碎片总质量越小,动量传递效率越低。在孔隙材料中冲击波会快速衰减,导致动能撞击破坏区域减小,孔隙率越高,反溅碎片总质量越小,动量传递效率越低。

基于干扰力时间积分的悬吊漂浮物随动控制方法

为消除卫星6自由度失重模拟系统对悬吊式漂浮目标体的运动干扰,提出了干扰力的随动控制方法.首先提出随动控制策略:以吊索摆角对时间积分项、比例项和时间微分项分别表征模拟系统对失重对象的干扰冲量、系统位置跟踪误差和系统速度跟踪误差;要求三者趋向于0.然后建立控制模型:建立随动悬吊模块的3维动力学模型;根据线性简化后模型的对称性和解耦性,得出控制用的2维线性模型.构造基于吊索摆角调节的随动控制系统结构,根据经典控制理论设计调节控制器.另外,速率反馈方法被引入到控制模型中,避免在控制带宽内产生谐振现象.仿真结果表明零重力模拟系统能快速地跟上漂浮对象,且此过程中对漂浮对象的干扰冲量为0,验证了本文控制策略与控制器的可行性和有效性.