[发明专利]一种飞行目标的撞击损伤过程测量装置及测量方法

说明书

本发明涉及一种飞行目标的撞击损伤过程测量装置及测量方法，其中测量装置包括设置在目标表面的正交金属网；用于监测所述水平金属丝阵列中每根水平金属丝电平信号，并根据电平信号发生改变的时序确定折断水平金属丝的编号及折断时间的水平电信号处理模块；以及用于监测所述竖直金属丝阵列中每根竖直金属丝电平信号，并根据电平信号发生改变的时序确定折断竖直金属丝的编号及折断时间的竖直电信号处理模块。本发明通过金属网中金属丝电回路的通断，来判断某一时刻折断的金属丝；根据同一采样时刻确定的折断的金属丝构造的空间，能够确定空间碎片撞击飞行目标的位置及尺寸大小。

技术领域

本发明涉及飞行目标的撞击损伤测量领域，尤其涉及一种飞行目标的撞击损伤过程测量装置及测量方法。

背景技术

随着人类航天事业的迅速发展，空间碎片(人类遗弃的太空垃圾、微流星体等)日益增多。当空间碎片撞击到航天器，轻则使外壳受损，重则导致功能失灵甚至解体损毁。因此，需要实时测量航天器等目标被空间碎片等来袭物体撞击损伤的区域以评估目标损伤情况，同时也为分析来袭物体尺寸及速度等特征提供支持。

目前，为了满足航天器在轨测量空间碎片的撞击损伤需求，采用了一种金属丝网测量方法，这种方法是在撞击事件发生以后，通过检测金属丝网的通断情况获得撞击位置尺寸信息。这种方法无法获得目标被撞击损伤的过程变化信息，而撞击损伤变化过程蕴含着来袭目标的尺寸及速度等重要信息。

因此，针对以上不足，需要提供一种测量技术，以能够获得空间碎片等撞击航天器的撞击过程损伤变化信息，使其尤其适用于尺寸小，速度高并具有高实时性测量要求的飞行目标损伤测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中只能在撞击事件发生后测量撞击位置尺寸信息，而无法获得撞击过程信息的缺陷，提供一种飞行目标的撞击损伤过程测量装置及测量方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种飞行目标的撞击损伤过程测量装置，包括：

设置在目标表面的正交金属网；所述正交金属网由水平金属丝阵列与竖直金属丝阵列构成，水平金属丝阵列与竖直金属丝阵列中每根金属丝通过电源供电形成单独回路；

用于监测所述水平金属丝阵列中每根水平金属丝电平信号，并根据电平信号发生改变的时序确定折断水平金属丝的编号及折断时间的水平电信号处理模块；以及

用于监测所述竖直金属丝阵列中每根竖直金属丝电平信号，并根据电平信号发生改变的时序确定折断竖直金属丝的编号及折断时间的竖直电信号处理模块。

在根据本发明所述的飞行目标的撞击损伤过程测量装置中，还包括目标损伤判定单元，用于根据折断水平金属丝和折断竖直金属丝的编号确定相应折断金属丝的位置，从而确定采样时刻目标的瞬时损伤位置；再根据折断金属丝构建的空间大小确定采样时刻飞行目标的瞬时损伤尺寸。

在根据本发明所述的飞行目标的撞击损伤过程测量装置中，所述目标损伤判定单元还用于通过以下公式计算来袭物体的速度V：

V＝Δd/Δt，

其中，Δd表示水平金属丝阵列和竖直金属丝阵列的相邻层间距离，Δt表示水平金属丝阵列中第一根水平金属丝被击断和竖直金属丝阵列中第一根竖直金属丝被击断的时间差。

在根据本发明所述的飞行目标的撞击损伤过程测量装置中，所述水平金属丝阵列包括所有金属丝均匀分布的水平金属丝阵列。

在根据本发明所述的飞行目标的撞击损伤过程测量装置中，所述竖直金属丝阵列包括所有金属丝均匀分布的竖直金属丝阵列。

在根据本发明所述的飞行目标的撞击损伤过程测量装置中，所述金属丝间距的范围被配置为目标尺寸的0.5-0.9倍。

在根据本发明所述的飞行目标的撞击损伤过程测量装置中，所述正交金属网利用印刷电路工艺印制在薄膜上。