Космические исследования, 2020, T. 58, № 2, стр. 131-137

Исследование эффективности сеточных гофрированных экранов для защиты космических аппаратов от воздействия метеорно-техногенных частиц

Д. Б. Добрица 1*, С. В. Пашков 2, Ю. Ф. Христенко 2

1 Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина
г. Химки, Россия

2 Томский государственный университет
г. Томск, Россия

* E-mail: dbord@yandex.ru

Поступила в редакцию 19.10.2018
После доработки 04.02.2019
Принята к публикации 25.04.2019

Аннотация

Высокие скорости соударения и ограничения по весу предъявляют серьезные требования при проектировании противометеорной защиты космических аппаратов. В работе на основании результатов численного моделирования подтверждена высокая эффективность гофрированных сеточных противометеорных защитных экранов по сравнению с обычными экранами из металлических сеток.

DOI: 10.31857/S0023420620020028

Список литературы

  1. Christiansen E. Design and Performance Equations for Advanced Meteoroid and Debris Shields // Int. J. Impact Engng. 1993. V. 14. P. 145–156.

  2. Whipple F.L. Meteorites and Space Travel // Astronomical J. 1947. № 1161. P. 131.

  3. Cour-Palais B.G. Meteoroid Protection by Multi-Wall Structures // AIAA Hypervelocity Impact Conference, AIAA. 1969. P. 69–372.

  4. Christiansen E.L., Kerr J.H. Mesh Double-Bumper Shield: A low-weight alternative for spacecraft meteoroid and orbital debris protection // Int. J. Impact Engng. 1993. V. 14. P. 169–180.

  5. Protection Manual. IADC-WD-00-03. Inter-Agency Space Debris Coordination Committee, 2004.

  6. Horz F., Cintala M.J., Bernhard R.P., See T.H. Multiple-mesh bumpers: a feasibility study // Int. J. Impact Engng. 1995. V. 17. P. 431–442.

  7. Higashide M., Tanaka M., Akahoshia Y. et al. Hypervelocity impact tests against metallic meshes // Int. J. Impact Engng. 2006. V. 33. P. 335–342.

  8. Dezhi Z., Guoqin C., Gaohui W. et al. Hypervelocity impact damage to Ti–6Al–4V meshes reinforced Al–6Mg alloy matrix composites // Materials Science and Engineering. 2009. № A500. P. 43–46.

  9. Герасимов А.В., Пашков С.В., Христенко Ю.Ф. Теоретико-экспериментальное исследование ударного взаимодействия осколков с различными видами защиты космических аппаратов // Механика деформируемого твердого тела. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2011. № 4(4). С. 1433–1435.

  10. Guan G.S., Niu R.T. Numerical Simulation of Hypervelocity Impact on Mesh Bumper Causing Fragmentation and Ejection // Key Engineering Materials. 2013. V. 525–526. P. 401–404. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.525-526.401

  11. Guan G.S. et al. Investigation into Damage of Stainless Steel Mesh/AL Plate Multi-Shock Shield under Hypervelocity AL-Spheres Impact // Key Engineering Materials. 2013. V. 525–526. P. 397–400. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.525-526.397

  12. Lin M. et al. Experimental and Numerical Study on the Mesh Bumper by Hypervelocity Impact // Advanced Materials Research. 2012. V. 457–458. P. 108–112. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.457-458.108

  13. Shumikhin T.A., Myagkov N.N., Bezrukov L.N. Properties of ejecta generated at high-velocity perforation of thin bumpers made from different constructional materials // Int. J. Impact Engng. 2012. V. 50. P. 90–98.

  14. Xiaotian Zhang, Tao Liu, Xiaogang Li, Guanghui Jia J. Hypervelocity impact performance of aluminum egg-box panel enhanced Whipple shield // Acta Astronautica. 2016. V. 119. P. 48–59. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2015.10.013

  15. Калмыков П.Н., Лапичев Н.В., Михайлов И.А. и др. Экспериментальные исследования фрагментации сферических алюминиевых ударников на сплошных и сеточных экранах при скоростях удара до 7 км/с // Мех. комп. матер. и констр. 2018. Т. 24. № 1. С. 46–69.

  16. Герасимов А.В. и др. Высокоскоростной удар. Моделирование и эксперимент. Томск: Изд-во НТЛ, 2016.

  17. Wilkins M.L. Computer simulation of dynamic fenomena. Berlin-Heidelberg-New-York, Springer, 1999.

  18. Steinberg D.J., Cochran S.G., Guinan M.W. A constitutive model for metals applicable at high – strain rate // J. Appl. Phys. 1980. V. 51. № 3. P. 1496–1504.

  19. Физика взрыва / Под ред. Орленко Л.П. М.: Физматлит, 2004.

  20. Johnson G.R., Colby D.D., Vavrick D.J. Tree-dimensional computer code for dynamic response of solids to intense impulsive loads // Int. J. Numer. Methods Engng. 1979. V. 14. № 12. P. 1865–1871.

  21. Johnson G.R. Dynamic analysis of explosive metal interaction in three dimensions // J. Appl. Mech. 1981. V. 48. № 1. P. 30–34.

  22. Фомин В.М., Гулидов А.И., Сапожников Г.А. и др. Высокоскоростное взаимодействие тел. Новосибирск: Издательство СО РАН, 1999.

  23. Герасимов А.В., Добрица Д.Б., Пашков С.В., Христенко Ю.Ф. Теоретико-экспериментальное исследование способа защиты космических аппаратов от высокоскоростных частиц // Космич. исслед. 2016. Т. 54. № 2. С. 126–134. (Cosmic Research. P. 118)

  24. Добрица Д.Б., Герасимов А.В., Пашков С.В., Христенко Ю.Ф. Экран для защиты космического аппарата от высокоскоростного ударного воздействия частиц космической среды. Патент на изобретение № 2623782. 29.06.2017.

Дополнительные материалы отсутствуют.