基于碳纤复合材料的可重复使用运载器静电防护研究

武杰，郑宏涛

（中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京100076）

环境效应与防护

基于碳纤复合材料的可重复使用运载器静电防护研究

武杰，郑宏涛

（中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京100076）

目的研究可重复使用运载器的静电防护方案。方法针对可重复使用运载器特点，以及飞行期间遭遇的空间静电放电环境，基于空间静电带电数学模型，计算出运载器表面材料带电离子的静电充电电位。在此基础上，分析复合材料静电特性，提出静电防护层与电气设备等电位共地方案。结果该方案采用碳纤维复合材料作为静电防护层，与大截面积的接地母线相连，为运载器电气设备提供低阻抗、大电荷容量的等电位地。结论该方案能够有效抵御静电产生的干扰，为运载器电子设备提供可靠、安全、抗干扰的电磁环境。另外，该方案工艺实现简单，大大减轻了运载器的设计质量。

可重复使用运载器；复合材料；空间静电充放电；静电防护

可重复使用运载器是一种低成本、高收益、长期在轨、水平着陆的新一代天地往返运输系统。其在空间高速飞行过程中，由于空间带电离子的存在及运载器表面与大气摩擦会产生大量静电荷。静电荷会沿着运载器表面结构材料以一定的扩散速度进行扩散。如果运载器结构材料的电阻率很大，就会阻挡静电荷的流动和均匀性，导致运载器不同区域出现很强的电势差，一旦堆积在运载器表面的静电荷超过一定阈值，就会产生瞬间静电放电[1]。……