星箭分離過程中,火工品解鎖,衛(wèi)星受到嚴(yán)酷的爆炸沖擊環(huán)境,強(qiáng)烈的高頻沖擊環(huán)境可能使衛(wèi)星上的電子、光學(xué)和其它敏感設(shè)備產(chǎn)生破壞。為減少衛(wèi)星分離過程中相互之間產(chǎn)生的沖擊作用,可在衛(wèi)星與適配器之間安裝減沖擊環(huán);通過對減沖擊環(huán)的高頻緩沖機(jī)理進(jìn)行研究,分析沖擊波的傳遞路徑,在此基礎(chǔ)上針對衛(wèi)星模型進(jìn)行減沖擊環(huán)設(shè)計(jì)。采用爆炸沖擊模擬星箭分離沖擊環(huán)境,對其緩沖效果進(jìn)行了評估,拐點(diǎn)之后減沖擊環(huán)能衰減10 dB以上的沖擊響應(yīng)。

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圖1 一箭多星示意圖

美國AFRL一直在積極從事降低衛(wèi)星發(fā)射載荷環(huán)境的方法研究,提出航天器整體沖擊隔離研究計(jì)劃。1993年AFRL針對DeltaII運(yùn)載火箭及其有效載荷進(jìn)行可行性研究。CSA公司開展了極有成效的工作,設(shè)計(jì)的有效載荷減沖支架可以大幅度降低200Hz以上的沖擊振動(dòng)環(huán)境量級,而對低頻環(huán)....

圖2 整體減沖擊環(huán)安裝示意圖

圖1一箭多星示意圖2002年AFRL進(jìn)行了振動(dòng)、噪聲發(fā)射防護(hù)試驗(yàn)(VALPE)[6],探空火箭上裝了整體沖擊隔離系統(tǒng),用于防護(hù)監(jiān)測試驗(yàn)發(fā)射環(huán)境的電子設(shè)備。根據(jù)探空火箭Ⅱ級發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)獲得的橫向振動(dòng)數(shù)據(jù),表明沖擊隔離系統(tǒng)在橫向也明顯衰減了傳遞過來的振動(dòng)量。

圖3 運(yùn)載火箭EELV上的整體沖擊隔離系統(tǒng)

美國在改進(jìn)的運(yùn)載火箭(EELV)飛行任務(wù)中[7-8],整體沖擊隔離系統(tǒng)如圖3所示。其第二有效載荷適配器(ESPA)除了有一顆主衛(wèi)星外,還安裝6顆小衛(wèi)星,在每個(gè)小衛(wèi)星與有效載荷適配器均安裝了減沖擊環(huán)。國內(nèi)在衛(wèi)星整體沖擊隔離系統(tǒng)方面開展的研究工作較少。北京強(qiáng)度環(huán)境研究所李紅對減沖擊環(huán)....

圖4 應(yīng)力波傳播

C=Eρ(1)式中:C為一維波的相速度;ρ為材料密度;E為材料彈性模量。

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