爆炸科学与技术国家重点实验室开放基金(20080231)
- 作品数：5 被引量：7H指数：2
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- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>
- 载人飞船遭遇M/OD失效风险评估及其防护设计
- 2010年
- 采用自主开发的M/OD风险评估软件系统,对某载人飞船遭遇M/OD的失效风险进行评估分析,给出了不同舱壁厚度下载人飞船遭遇M/OD的失效风险分析结果及其表面失效数分布。载人飞船舱壁厚度为0.6cm时,遭遇M/OD碰撞的非失效概率为96.447%,而当舱壁厚度减小为0.3cm时,非失效概率仅为9.460%。由于空间碎片具有方向性,使得载人飞船遭遇空间碎片时,其两侧失效风险最大,微流星体的任意分布性使其失效数呈带状分布。本文还对载人飞船进行了防护结构设计,给出了不同防护下载人飞船失效风险分析结果。采用与0.6cm厚舱壁面密度相同的Whipple和SW防护结构进行防护时,载人飞船非失效概率分别为99.704%和99.924%。若采用波纹角为30°和60°的CSW防护结构,则其非失效概率可分别提高到99.939%和99.995%,显著降低了载人飞船失效风险。
- 刘有英王海福黄海
- 关键词：载人飞船
- 在轨航天器空间几何遮挡算法被引量：4
- 2009年
- 航天器空间几何遮挡算法是空间碎片风险评估的关键环节,遮挡算法的正确性对评估精度影响显著。针对空间碎片碰撞风险评估中航天器几何遮挡问题,基于计算机图形学Roberts算法和Z缓冲器算法,建立了一种算法简单、精度高、通用性强的几何遮挡处理方法及算法实现。针对航天器结构比较复杂的特点,提出了先对航天器实现舱段分解,在消除被遮挡面后,再进行合并的遮挡处理原则,并建立了航天器结构空间几何遮挡理论模型及算法流程。采用该算法对IADC规定的简单航天器标准工况进行了遮挡处理分析,得出了遮挡处理后不同方向下航天器的暴露面积。结果表明,不同方向下的航天器暴露面积是不同的,遮挡处理后IADC规定的简单航天器最小暴露面积仅为原来的38.91%,最大也只有原来的55.27%。可见,在不同运行姿态下,航天器暴露面积差别很大,改变航天器飞行路线及运行姿态可有效减少空间碎片的碰撞风险。
- 余庆波王海福王辉
- 关键词：航天器
- M/OD失效风险评估系统开发及标准校验被引量：1
- 2010年
- 论述了空间碎片失效风险评估在航天器设计中的重要性,给出了自主开发的空间碎片风险评估系统(MODRAS)总体框架及图形用户界面。MODRAS分为空间碎片风险评估和微流星体风险评估两大模块,每个模块又包括M/OD环境模型、航天器建模、碰撞概率分析、失效概率分析以及航天器防护结构设计等功能模块。除了环境模型模块外,其他各功能模块均为共享模块,即可同时应用于空间碎片风险评估与微流星体风险评估。针对机构间空间碎片协调委员会(IADC)指定的单位立方体、单位球体及简单航天器3种标准工况,将MODRAS分析结果与美国航空航天局的BUMPER系统、欧洲空间局的ESABASE系统、德国MDPANTO系统以及航天五院MODAOST系统等国内外同类软件分析结果进行比较。结果表明,在微流星体环境下,MODRAS与BUMPER程序失效数分析结果相差在4%以内;而在空间碎片环境下,失效数分析结果最大相差8%,校验了MODRAS的分析精度。此外,还给出了3种标准工况遭遇M/OD的表面失效数分布。
- 刘有英王海福黄海
- 关键词：航天器
- 空间碎片防护结构效能评价仿真系统和应用被引量：2
- 2009年
- 论述了流星体/空间碎片（M/OD）防护的重要性,给出了自主开发的空间碎片防护结构效能评价仿真平台总体框架。通过分析不同防护参数及碰撞参数条件下的防护结构效能,总结了防护间距、防护屏厚度、碰撞速度和碰撞角等参数对空间碎片防护结构效能的影响规律。针对基本的Whipple防护结构,碰撞速度v〈3km/s时,防护结构的防护效能不受防护间距变化的影响,碰撞速度v〉3km/s时,防护间距越大,防护结构的防护效能越好;Whipple防护结构的防护屏厚度越大,防护结构抗空间碎片撞击的能力越强,即其防护效能越好;在整个碰撞速度范围内（0~15km/s）,防护结构的防护效能呈现出3种不同的变化趋势,且防护结构的防护效能随碰撞角增大而提高。提出了一种波纹填充式防护结构,确定了可有效防护小尺寸空间碎片的防护设计参数。
- 刘有英王海福黄海
- 关键词：航天器
- 轨道参数对载人飞船遭遇空间碎片碰撞风险影响被引量：2
- 2010年
- 采用自主开发的空间碎片风险评估及防护系统(MODRASS),对载人飞船遭遇空间碎片碰撞风险进行仿真评估和分析,给出轨道倾角、轨道高度及运行姿态等因素对载人飞船遭遇空间碎片碰撞风险的影响特性。结果表明,载人飞船在不同倾角的轨道上遭遇空间碎片碰撞风险不同,在170°倾角轨道上,载人飞船遭遇的碰撞数最多,而在20°～60°及110°左右倾角的轨道上,载人飞船遭遇空间碎片碰撞的情况明显改善,不同轨道倾角下的碰撞风险差别可达10倍以上。载人飞船在不同轨道高度上遭遇空间碎片碰撞风险差异很大,在轨道高度为1400km时,载人飞船遭遇空间碎片碰撞数最多;而在轨道高度为200km时,载人飞船遭遇空间碎片碰撞数仅410881个,相差两个数量级。此外,载人飞船以不同姿态运行时,遭遇空间碎片碰撞风险不同,且遭遇空间碎片碰撞的区域也出现明显变化,可以通过调整载人飞船的运行姿态减小空间碎片威胁。
- 余庆波王海福王辉肖艳文
- 关键词：载人飞船风险评估
