[发明专利]一种太空环境高速碰撞试验装置

说明书

本发明具体涉及一种太空环境高速碰撞试验装置。如附图所示，主要包括发射管部分1、弹丸2、靶标3和旋转工作台4几个个部分。发射管1发射弹丸2。旋转工作台4采用磁悬浮高速电主轴技术，旋转角速度达到一定转速。旋转工作台在距离旋转中心一定位置处安置靶标3。弹丸3打在靶标4上，与固定靶标相比较，相对碰撞速度会有一个较大幅度的提高。整个装置在真空室中进行试验，模拟太空环境的高速碰撞过程。本发明设计了一种太空环境高速碰撞试验装置，能够实现较高的碰撞速度。

技术领域

本发明具体涉及一种太空环境高速碰撞试验装置。

背景技术

在航天领域，飞船与宇航员的防护是一个重要问题。太空中有大量的高速运动的宇宙碎片，或称太空垃圾，对宇航员和飞船的生命安全造成严重的威胁。需要一种试验装备，模拟宇宙碎片的碰撞，以便于探索航天领域防护方面的有效措施。

现在兵器和航天的理论研究部门，也需要一种试验装备，把物体加速到尽可能高的速度，研究航天的碰撞和武器的终点效应。

目前太空环境高速碰撞试验装置，弹丸加速原理为气体膨胀做功，长管内推动物体运动。为了实现较高速度，采用两级长管分段加速的原理，即第一级加速完成之后，封闭一级加速管，启动二级加速，实现第二阶段的加速。

国内目前能实现的试验质量为1g～15g，更高质量的需求十分迫切。1g物体二级加速，目前达到7000m/s，15g物体二级加速，目前达到3000m/s。国外尚处于对我国保密状态，据有关情报知美国已经达到15000m/s。

国内采用高压轻气(氢气或氦气)加速原理，据有关情报判断国外有可能采用固体火药与高压轻气混合加速原理。

因此，根据技术发展趋势以及研究需求态势，实现1g质量的7000m/s～10000m/s速度，或更高质量物体的高速运动实现，十分必要。

发明内容

本发明的技术方案是：

一种太空环境高速碰撞试验装置，主要包括发射管部分(图1所示)和旋转工作台(图2所示)两个部分。发射管将发射体加速，1g物体二级加速，达到7000m/s，15g物体二级加速，达到3000m/s。旋转工作台采用磁悬浮高速电主轴技术，旋转角速度达到10000转/分。旋转工作台在距离旋转中心1米处安置靶标。发射体打在靶标上，相对速度能达到10000*2*3.14*1/60+3000或7000，约为13000m/s-17000m/s。目前最高速磁悬浮电主轴转速能达到160000转/分(采用空气轴承)，因此能够实现更高的碰撞速度。旋转角速度达到160000转/分，旋转工作台在距离旋转中心1米处安置靶标，发射体打在靶标上，相对速度能达到10000*2*3.14*1/60+3000或7000，约为163000-167000m/s。整个装置在真空室中进行试验。

本发明与现有技术相比的有益效果：

1、本发明设计了一种太空环境高速碰撞实验装置，提供一种比较简单可靠的实现更高碰撞速度的有效措施。

2、本发明的研制是在对国内外现有相关试验装置广泛调研基础上进行的，在同类产品中具有技术先进性和不可替代性

3、本发明与现有技术相比，实现了碰撞速度的大幅度提升。

4、本发明，技术改造操作简单方便、功能效果显著。

附图说明：

图1发射部分

1、发射管 2、一级驱动气室 3、一级驱动活塞 4、二级驱动气室 5、背压膜片 6、二级驱动活塞 7、弹丸 8、内膛 9、拦截凸缘 10、弹丸出口

图2旋转工作台