[发明专利]一种可在轨耗散的发射主动段振动摩擦防护方法

说明书

本发明提供一种可在轨耗散的发射主动段振动摩擦防护方法，包含低剥离强度的粘接层以及高原子氧耗散性能磨擦防护层的复合防护层，在其表面制作排气微孔阵列，采用贴敷的方式使其附着于折叠太阳翼收纳对压区域表面。在航天器发射主动段剧烈振动摩擦过程中对太阳翼部组件表面的功能性涂层进行保护。相较于传统的表面固体润滑脂，该防护方法时域针对性强，其不但厚度均匀性好、粗糙度低，施工与返工不损伤功能性涂层，且入轨后受空间环境影响，在经历5×10²¹atom/cm²累积通量原子氧侵蚀后气化分解，防护层耗散后功能性涂层表面裸露，不改变折叠太阳翼整体热特性。

技术领域

本发明涉及一种可在轨耗散的发射主动段振动摩擦防护方法，适用于折叠太阳翼收纳对压区域的功能性涂层表面。该方法可以简易的，具有时域选择性的，在航天器发射主动段剧烈振动摩擦过程中对太阳翼部组件表面的功能性涂层进行保护，并在入轨后气化耗散。属于航空航天技术领域。

背景技术

随着航天器的发展，载荷不断提高，功率需求不断增长，开发出了可折叠收纳的大型柔性太阳翼，其展开面积可以超过30m²。折叠太阳翼在入轨展开前，需要像手风琴一样面与面折叠对压收纳于发射器中，并在发生过程中经历剧烈的振动，部组件收纳对压部位由于振动将会发生急速的往复摩擦，太阳翼表面各类功能性涂层如热控涂层、原子氧防护涂层等在此过程中容易损伤，大幅削弱太阳翼的在轨使用寿命。

目前处理在轨发射阶段的耐磨主要采用表面涂覆固体润滑脂的方式，但在功能性涂层表面涂覆固体润滑脂不但工艺条件较为复杂，厚度及粗糙度控制相对较难，而且通常会改变其光、热等特性，难以满足折叠太阳翼的设计要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为了应对折叠太阳翼收纳对压表面功能性涂层在航天器发射主动段剧烈振动过程中摩擦损伤的问题，提供一种简单有效的具有时域特性的防护方法，在航天器入轨后能够气化分解，露出原功能性涂层表面，不改变其光、热特性。

本发明的技术方案是：一种可在轨耗散的发射主动段振动摩擦防护方法，包括以下步骤：

(1)选取厚度为2μm～20μm的低剥离强度压敏胶膜与厚度为5μm～50μm的高原子氧耗散性能摩擦防护膜组成复合防护层；

(2)在该复合防护层上制作孔径为0.2mm～5mm的排气微孔阵列；

(3)将该复合防护层剪裁成合适的尺寸，贴敷于折叠太阳翼部组件收纳对压区域的功能性涂层表面。

步骤(1)中低剥离强度压敏胶膜的剥离强度选取在0.5N/cm～2.0N/cm之间。

步骤(1)中高原子氧耗散性能摩擦防护膜的原子氧剥蚀率应大于2.5×10^-24cm³/atom。

步骤(1)中高原子氧耗散性能摩擦防护膜能够耐受同种材料间对压往复摩擦，其中单次行程不小于3cm，对压压力不小于20kpa，往复摩擦次数不少于5000次。

步骤(2)中在该结构上制作的微孔整列为10mm×10mm或20mm×20mm的阵列。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明的防磨擦防护层厚度均匀，表面粗糙度低，贴敷于功能性涂层表面在折叠太阳翼振动过程中具有良好的摩擦防护效果。

(2)本发明的防磨擦防护层施工方法简单，可直接贴敷在需防护功能性涂层表面，贴敷紧密无气泡，不损伤功能性涂层，可在太阳翼总装各阶段开展，不受设备、场地、环境限制。

(3)本发明的防磨擦防护层具有时域特性，在航天器发射主动段剧烈振动过程中可以对太阳翼功能性涂层进行防护，保护其在摩擦过程中不受损伤，入轨后该防护层在空间环境作用下气化分解，露出原功能性涂层表面，不改变折叠太阳翼的光、热特性。