多层隔热材料对填充式结构高速撞击损伤影响的实验研究

管公顺，曾　明，李航杰

(哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150080)



多层隔热材料对填充式结构高速撞击损伤影响的实验研究

管公顺，曾明，李航杰

(哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150080)

在填充式结构中加入多层隔热材料(MLI)，利用二级轻气炮发射铝球弹丸在真空环境下对其进行高速撞击实验，获得了MLI位于不同位置时的防护结构损伤模式，研究MLI对填充式结构高速撞击损伤与防护特性的影响。结果表明：当MLI位于首层薄铝板前侧时，薄铝板穿孔尺寸增大，首层薄铝板耗散弹丸撞击动能的能力增强，有助于填充式结构高速撞击防护性能提高；当MLI位于首层薄铝板后侧时，弹丸击穿薄铝板后次生碎片云团的膨胀扩散受到抑制，不利于填充式结构高速撞击防护性能提高；在相同撞击条件下，当MLI位于填充层前侧时，填充层中心穿孔尺寸增大，当MLI位于舱壁前侧时，舱壁弹坑分布范围减小。

多层隔热材料；填充式结构；高速撞击；损伤；空间碎片

航天器在轨运行的空间环境较为恶劣[1,2]，环境因素造成的材料疲劳损伤将影响航天器的运行安全[3]。在太阳直射面，航天器表面温度高达200℃，而在背对太阳光面，温度又会降低至-180℃以下，为了保证航天器及其仪器设备能够正常工作，需要在航天器表面覆盖隔热材料[4,5]。多层隔热材料(Multi-layer Insulation,MLI)由多个反射层与间隔物迭合而成，具有较好的隔热性能[6]，被广泛用于包覆卫星结构和舱外设备表面[7-9]。随着空间碎片数量的急剧增加，在轨运行航天器遭受空间碎片撞击的风险趋于增大[10]。……