[发明专利]一种航天器表面铺覆材料的强电磁场辐照式试验方法

说明书

本发明公开了一种航天器表面铺覆材料的强电磁场辐照式试验方法，包括下步骤：一组试验件放置于空间环境模拟容器的内部，所述一组试验件由多个试验件单体组成，在真空、低温耦合环境下以辐照方式模拟强场，并对一组试验件的状态进行采集、记录。本发明中，对于试验件放电阈值主要基于半数损毁阈值，即基于模型预示下，一半试验件发生放电损伤的场强，通过引入半数损毁阈值的评价方法，可以在大量试验数据中提取共性，降低放电发生随机性的影响，对阈值数据、分布规律进行记录处理，得到出损伤阈值的总体分布。

技术领域

本发明涉及地面特种试验技术领域，尤其涉及一种航天器表面铺覆材料的强电磁场辐照式试验方法。

背景技术

航天器表面一般大量铺设了多层隔热组件(MLI)，多层隔热组件一般由若干层的镀铝膜和间隔层组成(一般可达5-20层)，其中内部的镀铝膜的基材一般为聚酯膜，间隔层一般为涤纶线、阻燃线等，外部膜的基材一般为聚酰亚胺材质，同时为了增强其表面适应性，也有在表面渗碳、镀ITO等工艺的多层隔热组件。在真空、强电磁场的耦合作用下，多层隔热组件表面可能发生低气压放电等现象，表面甚至内部发生损毁，可能对航天器的热控性能、屏蔽效能产生不利的影响，甚至导致内部的材料在强场作用下发生进一步的损坏。其损伤机理非常复杂，往往存在多种耦合作用。因此如何在地面环境下对于放电损伤发生的阈值进行测试是未来的关键技术之一。

然而，试验中的材料放电并非达到一定范围立刻发生，往往伴随着一定随机性，同样的材料，每次发生损伤时的电场强度往往不相同，以现有的效应试验方法，难以对阈值变化、分布规律进行研究，只能在多次试验中逐步进行数据积累。而通过多次零散的试验样本，则较难反应出损伤阈值的总体分布。

因此，设计和发明一种新型的航天器表面铺覆材料的强场辐照式试验方法具有积极的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种航天器表面铺覆材料的强电磁场辐照式试验方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种航天器表面铺覆材料的强电磁场辐照式试验方法，包括下步骤：

S1.将一组试验件放置于空间环境模拟容器的内部，所述一组试验件由多个试验件单体组成，在真空、低温耦合环境下以辐照方式模拟强场，并对一组试验件的状态进行采集、记录；

S2.对一组试验件进行辐照，分别记录各个试验件的损伤时的强电磁场参数；

S3.处理记录的一组试验件的数据：建立试验件损伤阈值的分布模型，以分布拟合方法，获得损伤阈值分布的数学期望及方差；

S4.得到试验数据结果后，以k-s检验的方法进行验证，验证完成获得的参数可用于计算相应材料在不同参数强场环境下的损伤概率。

优选地，所述空间环境模拟容器的内部包括试验件安装板、真空容器、热沉、微波天线、观测相机，试验件安装板放置于微波天线的主瓣方向。

优选地，所述试验件安装板为透波材料构成，可阵列式安装十六块以上的铺覆材料，每块边长不小于10cm，间距不小于1cm，所述铺覆材料包括但不限于多层隔热组件、聚酰亚胺镀铝膜、渗碳聚酰亚胺膜，聚酯镀铝膜、光学二次表面镜。

优选地，所述试验件安装板上具有分隔，所述分隔为高介电常数材料制备而成。

优选地，所述步骤S2中以阶梯式提高到靶场强(或功率密度及其他表征参数)，通过微波主瓣可一次性覆盖一组试验件的范围，直到一组试验件表面发生沿面放电损伤，并记录所有试验件的发生放电时的损伤阈值(或功率密度及其他表征参数)。

优选地，所述损伤阈值分布模型一般为正态分布，通过分布拟合方法，获得正态分布模型的数学期望与标准差。