[发明专利]激光驱动球丸撞击空间碎片防护结构试验方法与装置

权利要求书

1.激光驱动球丸撞击空间碎片防护结构试验方法，包括以下步骤：

确定球丸的靶结构；

确定所述球丸运行时初始状态；

开展激光试验，获得防护结构失效的临界球丸直径，其中，所述开展激光试验步骤为：

采用激光以准等熵加载的方式驱动所述球丸；

对所述球丸的速度和撞击过程进行记录；

判断防护结构是否穿透或明显脱落，

若穿透或明显脱落，则选用直径更小的所述球丸再次开展激光试验；

若没有穿透或明显脱落，则选用直径更大的所述球丸再次开展激光试验。

2.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，对所述球丸的速度和撞击过程进行记录的步骤为：

采用条纹相机对所述球丸速度进行测量；

采用分幅相机对防护结构超高速撞击动态响应过程进行记录。

3.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述球丸的临界球丸直径为相邻的穿透和未穿透两个试验点中所述球丸直径的平均值。

4.根据权利要求3所述的试验方法，其特征在于，所述穿透和未穿透两个试验点包括一次试验出现所述防护结构的穿孔或剥落现象，下一次试验所述防护结构未出现明显穿孔或剥落现象发生，或者一次试验所述防护结构未出现明显穿孔或剥落，下一次试验则出现所述防护结构的穿孔或剥落现象。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的试验方法，其特征在于，所述确定所述球丸运行时初始状态包括：

确定所述球丸的初始速度点；确定所述球丸的初始直径；

基于所述初始速度点、所述初始直径利用经验公式对激光能量进行预测。

6.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于，所述经验公式为：

其中，E为脉冲激光能量，m_p为球丸质量，V为球丸速度，k为激光能量利用率，k值分布范围为0.1～0.01％。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的试验方法，其特征在于，所述球丸的靶结构为接触式靶结构或非接触式靶结构中的一种；其中：

所述接触式靶结构采用连接丝线将球丸与靶支撑架构相链接，连接丝线与所述球丸通过粘结剂粘合；所述非接触式靶结构采用磁悬浮方法将所述球丸悬浮静止。

8.激光驱动球丸撞击空间碎片防护结构的试验装置，其特征在于，包括：球丸靶结构，所述靶结构对待撞击空间碎片的球丸进行固定；

激光发射器，所述激光发射器平行设置于所述球丸的一侧；

防护结构，所述防护结构包括缓冲屏、后墙，且所述缓冲屏与所述后墙墙体平行并隔开设置；激光驱动球丸达到超高速，用于撞击防护结构；

条纹相机，所述条纹相机设置于所述球丸靶结构与所述缓冲屏之间，用于测量所述球丸的速度；

分幅相机，所述分幅相机置于所述缓冲屏与所述后墙之间，用于记录超高速弹丸撞击防护结构后的动态响应过程。

9.根据权利要求8所述的试验装置，其特征在于，所述球丸靶结构包括连接丝线，所述连接丝线通过粘粘剂与所述球丸连接。

10.根据权利要求8所述的试验装置，其特征在于，所述球丸靶结构包括电磁铁，所述电磁铁通过磁悬浮方式将球丸悬浮固定。