卫星柔性热控薄膜材料充放电效应试验

针对柔性热控薄膜材料导电/绝缘多层复合、微纳尺寸厚度的结构特点,采用10~70 KeV电子辐照的方法开展了kapton基二次表面镜薄膜材料充放电特性的测试试验,获得了表面充电电位、静电放电频次等关键参数,并采用蒙特卡罗方法研究了辐照电子在多层薄膜材料内的输运规律。研究结果表明由于kapton基二次表面镜薄膜结构的特殊性,当辐照电子能量为10 KeV时未发生静电放电现象,随着电子能量不断增加,薄膜材料的表面充电电位幅值与静电放电频次呈先上升后下降的变化规律,且在电子能量为25 KeV时空间充放电效应最为显著。

基于充电抑制膜的航天器不等量电位控制方法

航天器在空间环境中飞行时,其表面的不同介质材料表面与等离子体环境相互作用后形成的不等量充电电位达到放电阈值(107 V/m)后,将有可能发生静电放电(ESD)。充电抑制膜是一种基于不等量电位梯度场发射原理的防护材料,当其上下表面电位差达到发射阈值后,充电抑制膜将发射电子从而对航天器结构不等量电位起到减缓作用。文章介绍了真空条件下充电抑制膜场电流发射特性,分析了充电抑制膜场电子发射对航天器表面不等量电位的控制效果,为航天器表面电位控制及减缓提供方法和依据。

基于叉指型电容构型的月尘颗粒沉降量探测方法

月尘沉降量探测是适时启动月尘清除功能性组件的核心,更是低能耗智能除尘技术的关键。文章针对现有月尘沉降量探测方法的局限和叉指型电容探测器的优点,提出基于平面叉指型电容构型的月尘颗粒沉降量智能探测方法,构建了月尘沉降层与叉指型电容基板介质层复合的月尘沉降量电容解析模型,获得了探测器自身电容值与月尘沉降量的关联数学算法,给出月尘沉降量电容式探测器优化设计方法。仿真与实验结果表明:探测器不同的金属化比条件下,电容随颗粒沉降层厚度变化的实验和计算误差不超过2%。以上研究为低能耗智能除尘技术提供了沉降量感知的新方法。

慢速烤燃环境下引信热响应特性测试与仿真

为揭示不敏感弹药用引信在烤燃试验下的热响应特性,掌握其内部热传递途径及规律,提出烤燃环境下隔爆式引信热响应分析方法。针对引信在受热刺激下的钝感化要求,以典型舰载76mm口径弹头无线电引信为例进行烤燃试验测试与热有限元仿真,开展升温速率为1.17℃/min、终极温度为270℃慢速烤燃环境下的引信热响应特性研究。结果表明:基于热阻抗等效原则的"模块替换法",即以具有相近导热系数的热电偶测温系统替代电池组件,实现了增加嵌入式测温系统不会过多影响引信原有的热量传递通道;设计了可嵌入引信内部的慢速烤燃测温微系统及Teflon材质防热保护壳体,通过试验证实了测温微系统在慢速烤燃环境下具有可靠性高、可同步测试等优势;对比引信内部各组件的温度差异证实了烤燃刺激下引信的热传递途径为压螺-安全和解除保险机构-导爆药-传爆药,明确了增加压螺以及安全和解除保险机构的热阻抗可降低导爆药和传爆药的意外发火概率。

烤燃环境下引信及其包装材料的热防护涂层性能

为提高引信及其包装箱的隔热或防火性能,避免在遇热或火焰时导致安全隐患,研究开发兼备防火及隔热性能的复合防护涂料。结合慢速与快速烤燃模拟试验,分析涂层结构设计对引信外壳及包装材料热防护行为和火安全行为的影响。结果表明:在慢速烤燃测试中,对钢板单独使用防火涂料时,不能起到隔热作用;在防火涂料上涂覆隔热涂料形成复合涂层后,防护效果有显著提升;在慢速和快速烤燃测试中,钢板背面温度分别降低了32℃和157℃.进一步将复合涂层应用于引信壳体和引信包装箱板材,背面温度在慢速烤燃测试中分别降低33℃和21℃,在快速烤燃测试中分别降低105℃和117℃,起到了有效隔热或防火作用。

航天服材料的静电吸附效应地面试验研究

航天员在轨出舱作业时,其穿戴的航天服面临空间尘粒污染的静电吸附增强效应问题,空间尘粒污染会对航天员的健康及仪器设备的安全稳定运行造成威胁。文章分析了空间站–航天服静电起电模型,研究了污染物粒子带电机理及带电尘粒在电场作用下的静电吸附过程;在此基础上搭建空间站–航天服电场的静电吸附效应地面模拟装置,并开展了4种航天服表面典型材料对空间中尘埃粒子的静电吸附效应试验验证。通过对试验结果的分析,提出后续应在航天员出舱活动中设计静电消除装置、处理航天服主体材料表面保持航天服洁净等建议。