本書系統(tǒng)論述了航天器空間碎片防護工程涉及的核心內(nèi)容，主要包括： 空間碎片防護概述、空間碎片撞擊風(fēng)險評估方法及工具開發(fā)、風(fēng)險評估所需的撞擊極限方程及防護結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法、空間碎片撞擊引起的航天器系統(tǒng)及部組件易損性分析方法和工具、國內(nèi)外航天器開展的空間碎片防護實踐。
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目錄
叢書序
前言
第1章空間碎片防護概述
1.1空間碎片防護的概念和范疇001
1.2空間碎片撞擊實例003
1.2.1航天器地面遙測遙控003
1.2.2航天器表面檢測004
1.3空間碎片撞擊對航天器的影響021
1.3.1結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)022
1.3.2壓力艙及壓力容器023
1.3.3推進分系統(tǒng)023
1.3.4熱控分系統(tǒng)024
1.3.5熱防護系統(tǒng)025
1.3.6電源分系統(tǒng)025
1.4空間碎片防護工程的主要內(nèi)容026
1.4.1空間碎片環(huán)境026
1.4.2空間碎片撞擊風(fēng)險評估026
1.4.3防護結(jié)構(gòu)及其防護性能表征027
1.4.4航天器系統(tǒng)及部組件易損性分析027
1.4.5航天器防護工程實踐028
參考文獻028
第2章空間碎片撞擊風(fēng)險評估
2.1空間碎片撞擊風(fēng)險評估流程029
2.2微流星體環(huán)境模型031
2.2.1NASA SSP 30425模型031
2.2.2Divine模型034
2.2.3CourPalais模型036
2.2.4微流星體模型比較037
2.3空間碎片環(huán)境模型038
2.3.1NASA空間碎片模型038
2.3.2歐洲的MASTER系列模型046
2.3.3中國的SDEEM系列模型047
2.3.4空間碎片環(huán)境模型比較047
2.4空間碎片撞擊風(fēng)險評估工具開發(fā)049
2.4.1MODAOST總體框架049
2.4.2MODAOST使用方法049
2.5空間碎片撞擊風(fēng)險評估工具校驗055
2.5.1其他國家／組織的撞擊風(fēng)險評估工具055
2.5.2校驗工況選取057
2.5.3校驗結(jié)果對比058
2.6空間碎片撞擊風(fēng)險評估工具應(yīng)用065
2.6.1航天器運行參數(shù)及碎片環(huán)境065
2.6.2防護結(jié)構(gòu)和撞擊極限方程067
2.6.3風(fēng)險評估結(jié)果067
參考文獻068
第3章空間碎片撞擊極限方程及防護結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
3.1空間碎片防護構(gòu)型及材料070
3.1.1防護構(gòu)型設(shè)計技術(shù)070
3.1.2防護材料選擇評估技術(shù)078
3.2防護結(jié)構(gòu)撞擊極限方程建模087
3.2.1超高速撞擊特性087
3.2.2超高速撞擊極限方程建模方法095
3.2.3典型防護結(jié)構(gòu)超高速撞擊極限方程103
3.3防護結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計109
3.3.1防護結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化理論建模109
3.3.2防護優(yōu)化算法111
3.3.3防護優(yōu)化軟件系統(tǒng)114
3.3.4防護優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用算例114
參考文獻120
第4章航天器系統(tǒng)及部組件易損性分析
4.1易損性定義123
4.2航天器系統(tǒng)級易損性分析125
4.3部組件易損性分析128
4.3.1航天器部組件易損性分析方法130
4.3.2部組件易損性分析技術(shù)132
4.4部組件易損性實驗136
4.4.1太陽電池陣撞擊實驗137
4.4.2電纜撞擊實驗140
4.4.3蓄電池模塊撞擊實驗142
4.4.4電子設(shè)備撞擊實驗144
4.4.5壓力容器撞擊實驗145
4.4.6光學(xué)材料撞擊實驗149
4.5載人航天器密封艙易損性及其對航天員的影響152
4.5.1二次碎片撞擊航天員153
4.5.2密封艙環(huán)境對航天員影響154
4.5.3姿態(tài)失控對航天員失定向影響158
4.6航天器易損性評估系統(tǒng)介紹159
4.6.1NASA159
4.6.2ESA162
4.6.3中國164
參考文獻167
第5章國外航天器空間碎片防護實踐
5.1載人航天器171
5.1.1Apollo任務(wù)171
5.1.2航天飛機172
5.1.3國際空間站173
5.2空間探測器181
5.2.1星塵號彗星探測器181
5.2.2CONTOUR彗星探測器181
5.3人造地球衛(wèi)星183
5.3.1加拿大雷達星183
5.3.2伽馬射線太空望遠鏡183
5.3.3倫琴衛(wèi)星185
5.3.4星鏈衛(wèi)星185
5.4航天器防護設(shè)計要求186
5.4.1一般性建議186
5.4.2結(jié)構(gòu)、熱控及防護屏設(shè)計的建議190
5.4.3儀器設(shè)備設(shè)計和布局的建議191
參考文獻192
第6章國內(nèi)航天器空間碎片防護實踐
6.1天宮一號193
6.1.1撞擊風(fēng)險評估193
6.1.2系統(tǒng)級防護設(shè)計195
6.1.3部件級防護設(shè)計199
6.1.4小結(jié)204
6.2中國空間站204
6.2.1撞擊風(fēng)險評估204
6.2.2防護結(jié)構(gòu)研制206
6.2.3系統(tǒng)級防護設(shè)計208
6.2.4小結(jié)212
6.3應(yīng)用衛(wèi)星212
6.3.1撞擊風(fēng)險評估212
6.3.2防護設(shè)計213
6.3.3小結(jié)216
6.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范216
6.4.1撞擊風(fēng)險評估216
6.4.2設(shè)計流程217
6.4.3航天器空間碎片防護設(shè)計217
6.4.4航天器防護設(shè)計驗證219
參考文獻220
彩圖221
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