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美国可靠性工程实践之微流星体防护

时间:2021-01-22
本文摘要:一、说明1、方法:飞船的结构和仪器在密集的微流星上飞行时,微流星的破坏造成的损失更大,需要得到维护。典型的可靠性工程方法包括维持脆弱硬件的结构到飞船外部的毛皮维护。防水措施的力量基于对飞行中截面流星体环境的预测、微流通量穿透飞船表面的能力,以及因破坏而造成相当大损伤的可能性。 2.好处:微流星体的碰撞不会损害飞船系统,严重威胁飞船飞行中的能力,微流星体的防水更大程度地增加了这种危险。流星体由行星的喷射物、小行星和彗星的微粒组成。

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一、说明1、方法:飞船的结构和仪器在密集的微流星上飞行时,微流星的破坏造成的损失更大,需要得到维护。典型的可靠性工程方法包括维持脆弱硬件的结构到飞船外部的毛皮维护。防水措施的力量基于对飞行中截面流星体环境的预测、微流通量穿透飞船表面的能力,以及因破坏而造成相当大损伤的可能性。

2.好处:微流星体的碰撞不会损害飞船系统,严重威胁飞船飞行中的能力,微流星体的防水更大程度地增加了这种危险。流星体由行星的喷射物、小行星和彗星的微粒组成。碰撞不会造成飞船局部破坏、穿孔、表面破损、局部变形或第二次脱落。

这些情况中的任何一种都可能导致重要系统过热。典型的过热模式如下:致命的淘汰泄漏。

爆炸。闪光灯。结构强度降低。

生锈3,成功使用此方法的项目:Magellan和Galileo。火星探测器(MGS)和Cassini利用最近改善的行星际流动模型和密集的流星体中飞行中的破坏公式。

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麦哲伦号伽利略号卡西尼号2、实施方法1、实施方法微流星体防水设计的目的是使宇宙飞船核心分界过热概率超过可拒绝的程度。其中包括飞船的用途和任务设计措施,还可用作辐射保护、热防水、防水、空间散热器等控制飞船的其他环境。

为此,需要通过全面的环境设计来解决问题。2.损伤评估是确认宇宙飞船防水所需的水平。第一步是用流星体流量计算流星体的环境。

流星体流量被定义为飞船任务时间中每平方米撞向流星体的次数。流星体环境是根据近地和行星间两种模型计算的。特别注意火星和木星之间的小行星径向区域。

根据安装在Pioneerl0和11、Hellos1、Galileo和宇宙飞船碰撞测试仪上的数据和邻近地球的行星间流量测量结果(微尘/平方米/秒)的活动模型,说明了流星体的质量和轨迹的产生。流星体流量模型随着飞行中经验的激增而不断更新。

尽管如此,由于流星体的大部分流量是随机生产的,因此利用统计数据模型来确定飞船与同等临界质量流星体碰撞的概率。然后可以对不同的任务阶段分别估计流星体流量/平方米。例如,在轨道移动、空中刹车、测量、转播等阶段。作为微粒质量函数的流量可以通过任务轮廓确认的宇宙飞船轨道和速度来计算。

在估计每个工作阶段的流星体环境时,每个工作阶段的流量不应该考虑三个选择因素:需要考虑的区域、视野和宇宙飞船的姿势。对于要考虑的面积,飞船设计图上各核心系统的表面积(平方米)不应接受新的审查。视野是对物体能看到的所有表面做出反应的几何元素,可以用光线跟踪者的电脑程序计算。这个几何因素规定了通过安装在表面的所有探测器测量流量的份额。

垂直速度矢量方向的表面接管第二个流,从气体后缘接管的流更大,因此任务中飞船的姿势最重要。为了获得各飞船系统的低效率,使用适当的面积(平方米)、几何元素和姿势元素、流量(作为速度的函数)来获得考虑面积碰撞的期望。临界质量是产生适合表面破坏的速度的函数,可以从屈服方程中推测出来。例如,对火星探测器推进剂和氦气罐进行检查后发现,任务中推进剂罐1被流星击中的概率为30%。

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推进剂坦克2被击中的概率为25%。根据损伤评估采取相互适当保护措施的决定,可以进一步增加对飞船主要子系统的伤害。

(约翰肯尼迪,Northern Exposure(美国电视),损伤)3,防水措施1)系统设计措施:设计飞船结构和主要组件的位置时,要考虑微流星体防水。关键组件必须放置在适当的位置,以便其视野被其他关键组件阻挡。或者可能会穿孔或变形,但不会影响工作完成的损伤。通过该解决方案,最决定性或最容易损坏的电路板将位于电磁铁的深度。

仪表板长轴也是平行于速度矢量的方向放置的,通过的流量会大幅增加。尽管如此,更现实的是,拒绝流星体防水不能与电磁辐射、热防水相平衡,建立全面的环境设计。2)操作措施:由于微尘碰撞速度的方向性,飞船的姿势会影响承受飞船各方面的微流星体的流动。

对于某些工作阶段,例如行星测量阶段,需要将宇宙飞船放置在行星之间或轨道空间的高流动方向。这样,在危险的任务阶段,通过调整飞船姿势,可以在使重要系统损失更大的工作截面上使用这些防水措施。(威廉莎士比亚,危险,危险,危险,危险,危险)对于火星探测器(MGS)计划,必须计算飞船其他方面的所有流量(X轴,Y轴,Z轴方向)。在任务的巡航阶段,宇宙飞船的X轴将面向地球,大的姿态调整将使-Y轴和-X轴的流动大小完全相同。

在测量和中继阶段,MGS沿着轨道绕火星旋转,与火星一起沿着轨道绕太阳旋转,MGS的Z轴面对火星,Y轴朝向火星轨道速度的方向。合成效果是MGS围绕Y轴旋转。计算结果显示,飞船前边缘(Y轴方向)的流量约为尾部流量的20倍。MGS的推进剂贮箱和氦气贮箱位于宇宙飞船的Y轴方向,如图1的右图所示。

将流星体流动代入穿孔公式,除以视野(几何元素)、姿态元素、宇宙飞船各方面的面积,即可计算出可能引起过热的单位面积冲击数。应用于泊松可以得出各任务阶段的低效率,图2右图是MGS坦克的成功率。图1火星探测器(MGS)航行任务阶段图2膜和水箱无间隙MGS罐成功率3)屏蔽保护层:主要流星体防水技术是在飞船的主要组件(如推进剂和氦气罐表面)上放置多层隔离(MLI)毡的方法。多层分离毡由开普敦凝固胺(尼龙)或多脂薄膜组成。

金银箔(一边是金,一边是银)可以获得非常有效的防水和电磁辐射热传导。流星体碰撞屏蔽物Pelt在于粒子撞击外墙前被多层阻挡膜消灭成碎片扩散,降低这些碎片的速度,使其高于粒子的整体速度。宇宙飞船的损坏是由这些粒子和防水层的碎片引起的。


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