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航天器空间多因素环境协同效应研究 被引量:19
1
作者 沈自才 邱家稳 +2 位作者 丁义刚 刘宇明 赵春晴 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期54-60,共7页
文章首先对空间多因素环境协同效应研究的必要性进行了分析,然后对不同空间环境因素间的协同效应,如带电粒子与太阳电磁辐射、原子氧与紫外、原子氧与空间碎片、空间碎片诱导放电及空间环境诱导污染效应等进行了探讨,最后对开展空间多... 文章首先对空间多因素环境协同效应研究的必要性进行了分析,然后对不同空间环境因素间的协同效应,如带电粒子与太阳电磁辐射、原子氧与紫外、原子氧与空间碎片、空间碎片诱导放电及空间环境诱导污染效应等进行了探讨,最后对开展空间多因素环境协同效应的现状和方向进行了讨论,给出了系统开展空间多因素环境协同效应机理、模拟技术、试验方法、仿真及预示技术研究的建议和对策。 展开更多
关键词 空间环境 多因素协同 效应分析 航天材料 航天器
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激光技术在航天工程中的应用及对策 被引量:8
2
作者 沈自才 崔云 牛锦超 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期2703-2711,共9页
激光技术在航天工程中具有重要的应用。对激光技术在航天材料加工、航天器空间环境效应地面模拟试验和航天器有效载荷上的应用进行了分析;对航天工程在激光晶体材料、激光薄膜材料、激光透明陶瓷材料及激光光纤材料等的需求和对策进行... 激光技术在航天工程中具有重要的应用。对激光技术在航天材料加工、航天器空间环境效应地面模拟试验和航天器有效载荷上的应用进行了分析;对航天工程在激光晶体材料、激光薄膜材料、激光透明陶瓷材料及激光光纤材料等的需求和对策进行了探讨;对激光器系统在空间真空、温度交变、粒子辐射、太阳电磁辐射、等离子体以及振动等环境下的适应性及对策进行了研究。给出了建议,即应该进一步加强强激光材料的基础科学研究,研制性能优异的激光材料与有效载荷,加强激光器系统与载荷的空间环境适应性研究。 展开更多
关键词 激光技术 航天工程 对策 空间环境 适应性
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天基激光移除空间碎片仿真平台研究与开发 被引量:5
3
作者 杨武霖 陈川 +2 位作者 余谦 李明 龚自正 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期59-66,共8页
为了从空间碎片和天基移除系统两方面分析激光驱动碎片变轨过程,优化移除任务规划和策略,基于真实的可观测空间碎片数据,设计并开发了一套天基激光移除空间碎片三维数值仿真平台。首先从总体设计出发,对三维数值仿真平台的需求分析、总... 为了从空间碎片和天基移除系统两方面分析激光驱动碎片变轨过程,优化移除任务规划和策略,基于真实的可观测空间碎片数据,设计并开发了一套天基激光移除空间碎片三维数值仿真平台。首先从总体设计出发,对三维数值仿真平台的需求分析、总体框架、模块功能进行了明确的描述。其次通过对激光驱动空间碎片变轨过程数学模型的分析,确定了各模块的具体实现方法。最后采用C++/Qt开发了三维数值仿真平台,通过仿真验证了设计平台的有效性。该仿真平台可用于不同天基平台和目标碎片的任务规划、碎片分布热点区域和航天器防护区域的方案设计及空间环境治理体系的优化设计。 展开更多
关键词 碎片主动移除 天基激光 三维数值仿真 变轨模型 任务规划
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激光薄膜和基底在不同空间环境中的损伤性能研究进展 被引量:2
4
作者 崔云 易葵 +1 位作者 沈自才 邵建达 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2012年第4期9-15,共7页
随着激光在航天器中应用的增加,出现了激光系统在空间环境中失效的现象。激光薄膜和基底元件(包括晶体和玻璃)是激光产生和输出的重要组成部分,空间环境对它们损伤性能的影响直接关系到激光系统的稳定性、使用寿命和光束质量,因此它们... 随着激光在航天器中应用的增加,出现了激光系统在空间环境中失效的现象。激光薄膜和基底元件(包括晶体和玻璃)是激光产生和输出的重要组成部分,空间环境对它们损伤性能的影响直接关系到激光系统的稳定性、使用寿命和光束质量,因此它们的空间损伤效应成为急需研究和论证的问题。总结了国内外激光薄膜和基底在不同空间环境(包括真空度、温度、污染、空间辐照等)的性能变化、损伤机理和改进措施,为用于航天器的激光薄膜和基底元件的性能评估、预测和性能改进提供理论依据和分析方法。 展开更多
关键词 薄膜 激光薄膜 损伤 空间环境 基底
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轻质烧蚀材料研究综述 被引量:19
5
作者 吴晓宏 陆小龙 +1 位作者 李涛 易忠 《航天器环境工程》 2011年第4期313-317,共5页
深空探测的发展对航天器再入热防护提出了更高要求,而轻质烧蚀材料因其烧蚀性能优异和结构重量轻等特点已越来越受到重视。文章总结了轻质烧蚀材料的特点和发展历程,介绍了轻质烧蚀材料常用的基体和填料,并对新型烧蚀材料发展方向进行... 深空探测的发展对航天器再入热防护提出了更高要求,而轻质烧蚀材料因其烧蚀性能优异和结构重量轻等特点已越来越受到重视。文章总结了轻质烧蚀材料的特点和发展历程,介绍了轻质烧蚀材料常用的基体和填料,并对新型烧蚀材料发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 航天器再入 热防护 轻质烧蚀材料 深空探测
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天基激光清除空间碎片方案与可行性研究 被引量:16
6
作者 杨武霖 牟永强 +3 位作者 曹燕 于兆吉 徐坤博 龚自正 《航天器环境工程》 2015年第4期361-365,共5页
介绍了激光烧蚀驱动机理和空间碎片降轨清除原理,通过分析计算确立了空间碎片降轨清除判据和2种降轨清除模式。理论计算给出了清除1200、800和500 km三个典型低地球轨道上空间碎片所必须的速度增量、激光器功率、单脉冲能量、激光发射... 介绍了激光烧蚀驱动机理和空间碎片降轨清除原理,通过分析计算确立了空间碎片降轨清除判据和2种降轨清除模式。理论计算给出了清除1200、800和500 km三个典型低地球轨道上空间碎片所必须的速度增量、激光器功率、单脉冲能量、激光发射镜直径等主要参数值。对比分析显示现有的硬件指标和条件能够满足清除低地球轨道上空间碎片的设计要求,因此,天基激光清除空间碎片方案从技术角度是可行的。 展开更多
关键词 天基激光 空间碎片清除 降轨清除模式 激光器系统 可行性分析
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空间站带电效应分析及对策 被引量:14
7
作者 刘业楠 赵华 +3 位作者 易忠 张超 孟立飞 黄建国 《载人航天》 CSCD 2013年第5期6-12,共7页
低轨航天器会因太阳帆板接地方式从空间等离子体中收集电荷并产生带电效应影响航天器正常的工作。通过评估空间站100 V太阳电池阵,进而在轨带电效应并对基于等离子体电流收集特性对仿真计算获得的悬浮电位值进行分析,可知其能引起包括... 低轨航天器会因太阳帆板接地方式从空间等离子体中收集电荷并产生带电效应影响航天器正常的工作。通过评估空间站100 V太阳电池阵,进而在轨带电效应并对基于等离子体电流收集特性对仿真计算获得的悬浮电位值进行分析,可知其能引起包括交会对接放电、舱外活动电击、太阳电池阵电弧短路以及表面材料退化等问题。为此提出空间站带电效应防护减缓的对策,认为主动发射电子进行悬浮电位的控制是目前最有效的办法,需要电位控制装置具备至少1 A电子束流的发射能力,确保我国空间站任务。 展开更多
关键词 空间站 带电效应 等离子体 电位控制 高压太阳电池阵
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脉冲涡流无损检测技术及其用于航空航天材料缺陷检测的研究进展 被引量:12
8
作者 王三胜 易忠 +1 位作者 侯化安 石东 《航天器环境工程》 2015年第3期307-312,共6页
对飞行器材料内部缺陷情况的及时有效检测,可实现对飞行器等重要器件材料缺陷而引起的风险作出预判,避免航空航天事故的发生。文章在回顾脉冲涡流无损检测基本原理的基础上,综述了该技术的国内外相关研究进展及其在航空航天材料缺陷检... 对飞行器材料内部缺陷情况的及时有效检测,可实现对飞行器等重要器件材料缺陷而引起的风险作出预判,避免航空航天事故的发生。文章在回顾脉冲涡流无损检测基本原理的基础上,综述了该技术的国内外相关研究进展及其在航空航天材料缺陷检测中的应用。进而结合北京航空航天大学相关实验室的研究项目,介绍了基于超导量子干涉仪的脉冲涡流无损检测在微小缺陷检测方面的优势、相关技术和初步实验结果。 展开更多
关键词 脉冲涡流 无损检测 材料微小缺陷 超导量子干涉仪 航空航天应用
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基于试验设计方法和响应面方法的九索并联机构优化设计 被引量:11
9
作者 郑昱 孟凡伟 +1 位作者 杨占立 易旺民 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第17期92-102,共11页
提出一种九索驱动的6自由度柔性并联机构。依据静力学方程推导出该九索柔性并联机构的结构矩阵,使用力封闭算法计算出九索并联机构在特定受力状态下索力的分布,通过判断不同位置各索拉力的大小,从而确定出柔索并联机构在特定设计参数和... 提出一种九索驱动的6自由度柔性并联机构。依据静力学方程推导出该九索柔性并联机构的结构矩阵,使用力封闭算法计算出九索并联机构在特定受力状态下索力的分布,通过判断不同位置各索拉力的大小,从而确定出柔索并联机构在特定设计参数和特定受力状态下的工作空间。并以工作空间和工作空间分布情况为优化指标对索并联机构进行优化设计,利用三种试验设计方法布置试验点的位置,利用响应面法构建二阶响应面模型,从而对九索在框架上的安装位置、九索在动平台上下表面的连接位置进行优化设计,获得能使工作空间最大且沿竖直方向分布最均匀的优化结果。最后利用ADAMS搭建九索并联机构的虚拟样机模型,进行仿真分析,验证优化结果的准确性和优化过程的合理性。 展开更多
关键词 索并联机构 优化设计 试验设计方法 响应面模型
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归因于空间环境的航天器故障与异常 被引量:11
10
作者 冯伟泉(编译) 徐焱林(校对) 《航天器环境工程》 2011年第4期375-389,共15页
天然空间环境对航天器设计、研制和运行的影响是NASA马歇尔空间飞行中心系统分析和集成实验室电磁与航空宇宙环境部组织编写的一系列NASA RP报告的主题。其中,NASA RP-1390详细概述了天然空间环境7个主要环境因素,包括它们的简单定义、... 天然空间环境对航天器设计、研制和运行的影响是NASA马歇尔空间飞行中心系统分析和集成实验室电磁与航空宇宙环境部组织编写的一系列NASA RP报告的主题。其中,NASA RP-1390详细概述了天然空间环境7个主要环境因素,包括它们的简单定义、相关的型号计划事项以及对各种航天器分系统的影响。该报告提供100多个从1974~1994年间发生的归因于天然空间环境的航天器故障和异常的案例,统计分析天然空间环境及其对航天器的影响。文章是对这篇报告的介绍与点评。 展开更多
关键词 空间环境 航天器故障 统计分析
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无控航天器与空间碎片再入的工程预测方法研究现状 被引量:9
11
作者 胡锐锋 龚自正 吴子牛 《航天器环境工程》 2014年第5期548-557,共10页
无控航天器、火箭末级以及空间碎片再入地球大气层后可能未烧尽,残存的小碎片高速撞击地面,对人类安全和生态系统构成极大威胁。提前预测其再入轨迹并采取预防措施能够有效降低地面风险。文章对无控航天器和空间碎片再入工程预测模型,... 无控航天器、火箭末级以及空间碎片再入地球大气层后可能未烧尽,残存的小碎片高速撞击地面,对人类安全和生态系统构成极大威胁。提前预测其再入轨迹并采取预防措施能够有效降低地面风险。文章对无控航天器和空间碎片再入工程预测模型,包括航天器模型、动力学模型、气动热模型和烧蚀解体模型的研究现状进行跟踪与总结,也介绍了国内外有公开资料的工程应用软件,并讨论若干关键问题和进一步研究方向。 展开更多
关键词 航天器再入 空间碎片 烧蚀与解体 气动热模型 工程软件
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激光驱动接力移除空间碎片的小卫星星座及可行性研究 被引量:8
12
作者 陈川 杨武霖 +2 位作者 余谦 李明 龚自正 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期156-163,共8页
在众多空间碎片移除技术中,天基激光烧蚀驱动是一种高效的、有广阔应用前景的移除技术,特别是针对移除海量的、尺寸在1~10 cm的危险碎片而言,更是具有独特优势。然而,这一技术对高能激光器单脉冲能量、光束质量、发射镜口径等要求很高... 在众多空间碎片移除技术中,天基激光烧蚀驱动是一种高效的、有广阔应用前景的移除技术,特别是针对移除海量的、尺寸在1~10 cm的危险碎片而言,更是具有独特优势。然而,这一技术对高能激光器单脉冲能量、光束质量、发射镜口径等要求很高,目前的硬件水平还达不到实用指标要求,制约了其天基应用。为了克服这些硬件技术障碍,本文另辟蹊径,利用小卫星概念,提出了由不同轨道高度小卫星平台组成小卫星星座,通过在每个小卫星平台上的激光驱动接力来逐步降低碎片轨道高度,最终达到移除空间碎片的小卫星接力移除星座的构想。基于现有的激光器性能参数,根据激光烧蚀驱动碎片动力学模型计算了单个卫星平台的移除能力,结果显示,10 J单脉冲能量激光器和0.5 m直径发射镜,能够对20 km范围内、尺寸小于10 cm碎片进行有效驱动。进而,针对空间碎片密集度高而应用最广的800 km轨道高度区域,设计了由分布在不同轨道高度的30颗小卫星组成接力驱动移除星座系统方案,通过仿真模拟计算验证了星座系统的移除碎片的可行性。该研究利用目前热门的小卫星星座,降低了天基激光移除空间碎片技术对硬件的性能要求,为该技术的应用提供了新的思路和途径,所提出的小卫星接力驱动星座系统方案也有工程参考价值。 展开更多
关键词 空间碎片主动移除 天基激光 接力驱动 小卫星星座 移除策略
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多轴随机振动试验控制技术研究 被引量:8
13
作者 邱汉平 冯咬齐 樊世超 《航天器环境工程》 2015年第5期527-531,共5页
文章研究了多轴随机振动试验控制技术,详细阐述了系统传递函数辨识、驱动信号生成、控制修正算法等关键技术。介绍了自主研发的多轴随机振动控制系统的整体架构。利用该系统在三轴振动试验台上开展了多轴随机振动控制试验。试验结果表... 文章研究了多轴随机振动试验控制技术,详细阐述了系统传递函数辨识、驱动信号生成、控制修正算法等关键技术。介绍了自主研发的多轴随机振动控制系统的整体架构。利用该系统在三轴振动试验台上开展了多轴随机振动控制试验。试验结果表明采用的控制修正算法可行,控制效果良好,若干关键技术在多轴随机振动控制系统中的控制效果得到验证。 展开更多
关键词 多轴振动 随机振动控制 环境试验
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月壤原位成型技术工程适用性浅析 被引量:7
14
作者 王志浩 刘宇明 +5 位作者 田东波 向树红 冯伟泉 裴一飞 白羽 马子良 《航天器环境工程》 2018年第3期298-306,共9页
月壤原位成型技术作为月球资源原位利用技术体系中的研究热点,是在月表制造建筑材料及实施月表基础设施建设的关键。文章基于国内外月壤原位成型技术发展现状,根据未来可能的月壤成型任务提出了5种月壤成型技术,分析了其各自涉及的成型... 月壤原位成型技术作为月球资源原位利用技术体系中的研究热点,是在月表制造建筑材料及实施月表基础设施建设的关键。文章基于国内外月壤原位成型技术发展现状,根据未来可能的月壤成型任务提出了5种月壤成型技术,分析了其各自涉及的成型体性能与任务需求的匹配性,成本及能耗约束,环境适应性以及成型工艺流程的可实现性等;梳理了形成了月壤原位成型领域的发展建议,对于后续月球资源探测和开发具有一定的借鉴和指导意义。 展开更多
关键词 空间资源利用 月壤原位成型 环境适用性 熔融成型 烧结成型
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新型空间环境效应探测器技术及其应用研究 被引量:7
15
作者 院小雪 易忠 +2 位作者 杨东升 刘向鹏 丁义刚 《空间电子技术》 2013年第1期30-32,共3页
太阳电池在空间环境因素影响下,其开路电压和短路电流有不同程度的变化。文章根据这一特点,提出了一种新型的空间环境效应探测器技术,利用镓铟磷和三结砷化镓太阳电池来探测空间污染、原子氧和辐射环境,探测结果直接反应空间环境对太阳... 太阳电池在空间环境因素影响下,其开路电压和短路电流有不同程度的变化。文章根据这一特点,提出了一种新型的空间环境效应探测器技术,利用镓铟磷和三结砷化镓太阳电池来探测空间污染、原子氧和辐射环境,探测结果直接反应空间环境对太阳电池的效应,具有体积小、重量轻、低功耗等特点,特别适合航天器搭载飞行。 展开更多
关键词 空间环境 污染 原子氧 辐射
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不同压力下竖直深冷表面结霜现象实验研究 被引量:6
16
作者 郭芹良 郄殿福 +3 位作者 王晶 尚永红 王洪兴 许冬彦 《航天器环境工程》 2018年第3期283-287,共5页
文章建立了一个结霜可视化实验装置,对在不同气压条件下的低温竖直表面的结霜现象进行实验研究,掌握了低温环境下的结霜过程和霜层微观形貌特征,实验过程中冷表面的温度控制在-180℃。实验结果表明:常压低温结霜工况下,霜晶呈羽毛状,初... 文章建立了一个结霜可视化实验装置,对在不同气压条件下的低温竖直表面的结霜现象进行实验研究,掌握了低温环境下的结霜过程和霜层微观形貌特征,实验过程中冷表面的温度控制在-180℃。实验结果表明:常压低温结霜工况下,霜晶呈羽毛状,初始晶核趋向于在冷板的边缘形成,之后平行于冷板表面向下生长,并且在初始霜晶形成后的一段时间内,霜层平行于冷板表面向下的生长速度明显大于垂直于冷板表面的生长速度,向下生长的速度达到0.3 mm/min;真空低温结霜工况下,霜层以颗粒状固体存在,生长速度缓慢,在冷表面上分布均匀,并在霜层生长过程中发现开裂现象。此实验装置提供的清晰结霜图像可为后续展开真空条件下的结霜机理研究提供参考。 展开更多
关键词 真空低温 结霜 可视化 趋边缘性 霜层开裂
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空间桁架热致振动效应仿真研究 被引量:6
17
作者 苏新明 王晶 +1 位作者 张军徽 向志海 《航天器工程》 北大核心 2015年第5期66-72,共7页
基于傅里叶(Fourier)温度单元及Boley理论,分析了不同条件下某大型柔性空间结构(LFSS)的热致振动情况,发现改变悬吊杆长度、配重总质量以及背景温度均会影响结构振动幅值和准静态变形之比,但背景热流的影响更大,且其对降低结构的热特征... 基于傅里叶(Fourier)温度单元及Boley理论,分析了不同条件下某大型柔性空间结构(LFSS)的热致振动情况,发现改变悬吊杆长度、配重总质量以及背景温度均会影响结构振动幅值和准静态变形之比,但背景热流的影响更大,且其对降低结构的热特征时间有明显作用。入射热流的改变对结构热致振动无明显作用,仅能够改变结构的振动幅值和准静态变形。以上研究结果可有助于改进航天器LFSS结构设计,避免出现在轨热致振动现象。 展开更多
关键词 大型柔性空间结构 热特征时间 热致振动
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基于红外热成像的热流分布测量技术 被引量:6
18
作者 毛羽丰 李运泽 +2 位作者 王晶 姜利祥 魏传峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期20-25,共6页
针对各种复杂、极端热环境下的表面热流密度测量难题,提出了一种基于红外热成像技术的表面热流密度分布测量方法。热流测量借助贴敷在被测物体表面的特制信标,从红外热图中计算获得各项测量参数。其结合了接触式测量与非接触式测量的优... 针对各种复杂、极端热环境下的表面热流密度测量难题,提出了一种基于红外热成像技术的表面热流密度分布测量方法。热流测量借助贴敷在被测物体表面的特制信标,从红外热图中计算获得各项测量参数。其结合了接触式测量与非接触式测量的优点,区别于传统单点测量可以一次性完成二维覆盖测量,保证测量精度的同时适用于更广泛的工程环境,具有很大的工程及生产实践意义。研究中先后从系统构建、原理分析及数值仿真的角度入手,得到测量的理论误差小于2%,证明了基于红外热图技术的热流密度分布测量方法的可行性与正确性。 展开更多
关键词 热流测量 红外热成像 虚拟样机 仿真
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卫星电子组件高加速寿命试验技术 被引量:6
19
作者 郭秀才 冯伟泉 +3 位作者 郑会明 杨力坡 李树鹏 马腾飞 《航天器环境工程》 2011年第5期454-458,共5页
高加速寿命试验(HALT)是一种高效的可靠性试验。通过高加速应力作用,激发产品潜在缺陷变为故障并进行改进,以达到其在使用中几乎不会出现故障的目的。文章阐述了试验的基本原理、试验剖面和失效分析等等,根据航天产品的特点,给出了应力... 高加速寿命试验(HALT)是一种高效的可靠性试验。通过高加速应力作用,激发产品潜在缺陷变为故障并进行改进,以达到其在使用中几乎不会出现故障的目的。文章阐述了试验的基本原理、试验剖面和失效分析等等,根据航天产品的特点,给出了应力极限确定步骤和温度控制方法,并将该方法在卫星典型电子组件上进行了应用研究。 展开更多
关键词 高加速寿命试验 步进应力 工作限 破坏限 试验剖面 电路盒
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空间碎片几何形状对激光烧蚀冲量的影响规律 被引量:5
20
作者 陈川 龚自正 +2 位作者 杨武霖 李明 余谦 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1-12,共12页
激光烧蚀驱动是移除厘米级空间碎片非常有前景的技术,但空间碎片不规则的几何形状对激光烧蚀产生的驱动效果有十分复杂的影响,是目前研究的难点和热点之一。从激光烧蚀驱动目标冲量耦合规律出发,基于通过目标表面顶点的三角化三维重构,... 激光烧蚀驱动是移除厘米级空间碎片非常有前景的技术,但空间碎片不规则的几何形状对激光烧蚀产生的驱动效果有十分复杂的影响,是目前研究的难点和热点之一。从激光烧蚀驱动目标冲量耦合规律出发,基于通过目标表面顶点的三角化三维重构,提出了一种可以精确计算激光辐照外形不规则目标所产生冲量大小及方向的方法。以立方体、球体和圆柱体3个典型的几何外形规则的目标为对象,验证了该方法的计算精度。利用该方法研究了激光辐照几何外形规则目标和不规则类球体小行星"贝努"产生的冲量规律,给出了在特定激光入射角度下不同几何外形目标产生最大冲量的条件。这一方法和结果对激光烧蚀驱动移除空间碎片技术研究有重要参考作用。 展开更多
关键词 空间碎片移除 激光烧蚀驱动 目标几何形状 表面三角化重构 冲量产生规律
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