空间碎片撞击在轨感知技术研究综述

庞宝君, 刘治东, 张 凯, 龚海鹏, 唐 颀, 刘武刚, 韩增尧, 刘 刚

（1.哈尔滨工业大学，哈尔滨 150080；2.中国运载火箭技术研究院，北京 100076；3.北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）

0 引言

随着人类空间活动的日益频繁，空间碎片环境日趋恶化。根据美国空间监视网探测结果：截止到2009年10月，直径大于10 cm的空间碎片数量为15 000块，直径小于 10 cm 的空间碎片数目非常巨大，难以计数。这些空间碎片对航天器的在轨安全运行构成了严重的威胁[1-4]。为了应对空间碎片的撞击威胁，广泛地开展了空间碎片的减缓和防护技术研究[5-6]。同时为了对航天器在轨遭受空间碎片撞击事件进行实时监测，世界主要航天国家或机构分别提出了多种空间碎片撞击在轨监测的技术措施，如热成像感知技术、电磁波发射技术、基于声发射技术的在轨感知技术、电阻薄膜监测技术、聚偏氟乙烯（PVDF）压电薄膜监测技术、电容传感监测技术等。其中基于声发射技术的在轨感知技术受到了最广泛的关注，它技术成熟，具有航天器资源占用率低、环境适应性强、对结构形状不敏感等特点，易于实现在轨实时监测，被认为是最合适的在轨监测技术手段[7-9]。该技术方法的优点主要表现为：

1）它是一种动态检测方法。由于感知系统所探测到的能量是来自空间碎片撞击事件本身，因此，声发射在轨感知系统所需功耗小，对航天器电源造成的负担小。

2）声发射源种类较多，除了空间碎片撞击造成的声发射现象外，航天器的气体泄漏也可激发声发射现象。因此，声发射感知系统除了用于空间碎片撞击监测外，还可以用于航天器其他损伤和缺陷的监测。

3）在一次空间碎片撞击事件中，声发射感知系统能够整体探测和评价整个航天器结构中损伤的状况并识别空间碎片的撞击参数。

4）可提供动态缺陷随载荷、时间、温度等参量而变化的实时或连续信息，因此适用于对在轨航天器在线监测和早期或临近破坏预报。

5）环境适应性强，适用于空间的高低温、高真空、强电磁辐射等环境。

6）空间碎片超高速撞击航天器产生的声发射信号能量很大，因此使用少量传感器就可以实现大面积监测。

7）每次声发射事件中，各传感器都能接收到来自同一声发射源激发的声发射信号，单个传感器失效不会影响整个系统的功能，因此声发射在轨感知系统具有很高的可靠性。

损伤位置的精确定位是声发射技术检测方法的基本功能，针对声发射技术已经发展了一系列用于损伤定位的方法[10-11]。对于突发型声发射信号，有两种定位方法：时差定位和区域定位。区域定位是一种处理速度快、简便且粗略的定位方式，无法精确定位损伤位置。时差定位是通过对各个声发射通道信号到达的时间差、波速和探头间距等参数的测量，利用某种算法的计算来确定声发射源的精确坐标或位置。但它易丢失大量的低幅度信号，其定位精度也会受波速、波形、波传播过程中的衰减和构件形状等许多因素变化的影响。因此时差定位法在实际应用中会受到种种限制。

1 空间碎片撞击在轨感知技术的工作原理

基于声发射技术的在轨感知技术的工作原理是利用声发射换能器对空间碎片超高速撞击所致的声发射现象进行感知，利用定位算法和损伤识别技术来确定损伤位置与损伤情况，并对碎片撞击情况作出动态的监测与预报，其基本构成如图 1所示。传统的声发射技术主要是对一般力学环境下材料的失效，结构疲劳，裂纹产生和扩展，机械加工质量等细观现象进行研究[12-13]。近年来，随着声发射技术应用范围的拓宽，声发射的定义也得到扩展，已将诸如撞击、湍流、泄漏、喷注等过程在结构中诱发的应力波也归入声发射范畴中，并利用声发射技术进行研究。

图 1 航天器空间碎片撞击在轨感知系统传感器阵列示意图Fig.1 Schematic diagram of space debris impact sensor network on a generic satellite

2 空间碎片撞击在轨感知技术的国内外研究进展

国外早在20世纪70年代就开始了该技术的研究工作，但其早期工作主要集中在利用模拟声发射源开展该技术的可行性研究上。随着载人航天的发展，尤其是“哥伦比亚号”航天飞机失事后，该技术受到了高度重视，随之进行了一系列超高速撞击声发射试验。

20世纪70年代，美国NASA针对3种不同的检漏技术还开展了空间站气体泄漏检测技术的对比研究：对气体湿度敏感的密封泄漏感应器检漏技术、基于 LAMB探伤原理的主动探伤器检漏技术和利用压电传感器监测空间碎片撞击舱壁激发应力波（声发射现象）的被动撞击感知系统。研究发现，压电传感器的被动撞击感知系统可以有效地定位撞击源位置，具有较好的发展前景[14]。在20世纪90年代早期，为了满足空间站的安全需要，NASA开始对基于声发射技术的空间碎片撞击和气体泄漏事件的感知技术进行研究。利用断铅信号模拟空间碎片撞击源，在铝板上开展了撞击源定位技术的研究。研究中，分析了信号在时域的变换规律，利用神经网络技术较精确地定位了声发射源位置；研究还发现，当声发射源与传感器距离过大后，互相关方法无法有效地处理声发射信号[15]。20世纪90年代，ESA对自己承担设计的国际空间站哥伦比亚舱进行了地面试验，开展了利用声发射技术对其进行撞击与定位的检测研究，通过这种全尺寸实物的测试证明了这种技术的可行性[16-17]。

国内空间碎片研究起步较晚，但已有多家研究机构在超高速撞击的在轨检测方面开展了研究工作，其中哈尔滨工业大学空间碎片高速撞击研究中心率先提出并开展了基于声发射技术空间碎片撞击在轨感知技术的研究工作。兰州物理研究所对碎片监测之用的半导体探测器的几项关键制造工艺进行了研究，目前还停留在探测器样机研究阶段。中国科学院空间科学与应用研究中心采用国内较成熟的YDT探测器对撞击效应进行了原理性试验。该探测器灵敏度很高，但是其传感面必须在受到撞击时才能够感知到撞击的信号，因此要在结构复杂和面积较大的航天器表面安装它将会受到很大限制。哈尔滨工业大学研制了基于声发射技术的空间碎片撞击在轨感知系统原理样机，在空间碎片撞击在轨感知技术领域取得了重大突破。

基于声发射技术的空间碎片撞击在轨感知系统的主要研究内容包括：超高速撞击声发射信号获取技术，声发射信号特征鉴别分析技术，撞击源定位和损伤模式识别技术，声发射源建模技术以及空间碎片撞击在轨感知系统原理样机等。

2.1 超高速撞击声发射信号获取技术

研究超高速撞击声发射现象，首先要解决信号获取技术。目前，利用二级轻气炮进行超高速撞击试验和数值仿真试验是获取超高速撞击声发射信号的主要手段。

2.1.1 超高速撞击试验

非火药驱动的二级轻气炮是目前最常用的超高速发射装置，包括发射系统、测速系统、配气系统和真空系统等4个部分。发射系统用于将模拟空间碎片的弹丸发射至试验所需的速度，实现弹丸对靶件的超高速撞击。该发射系统的一级驱动气体为氮气，二级驱动气体为氢气。测速系统用于弹丸着靶前的飞行速度测量，主要有磁感应测速方法和激光干涉测速方法。配气系统用于高压气室的加压充气以及泵管内充填氢气。真空系统用于在靶舱内形成真空环境，使靶舱内压力小于200 Pa。

使用二级轻气炮，还可以进行碎片云撞击试验。在靶板前方一定距离处放置一块挡板，弹丸撞击该挡板形成碎片云，碎片云通过一段距离的膨胀、生长后撞击后方靶板。通过选择不同的前、后板距离和前板厚度可以控制碎片云特征[18-19]。

为了获取超高速撞击试验的声发射信号，需要选择合适的传感器并对其频响特性进行标定。通常应选用宽带响应的声发射传感器或超声传感器，如美国泛美（Panametrics）公司的 V182 型号的超声换能器。图2为该公司提供的V182传感器频谱，它在20 kHz～1 MHz区间的频率响应曲线平滑、近似线性变化，可以得到高保真的波形。虽然V182传感器在该频率区间内灵敏度较低，但超高速撞击声发射信号强烈，所采信号仍能满足信噪比要求。

图 2 美国泛美公司提供的V182传感器的频谱Fig.2 Frequency spectrum of V182 sensor supplied by Panametrics

2.1.2 数值仿真手段

轻气炮发射的弹丸速度难于精确控制和试验瞬态难于记录，不利于后续的深入分析工作，因此有必要发展数值仿真试验手段作为补充。数值仿真试验可以精确控制撞击速度和观察记录撞击瞬态变化过程，从而有效地降低研究成本。数值仿真手段长期被用于研究超高速撞击问题，但仍很少被用于获取超高速撞击声发射信号。

唐颀和刘武刚在Autodyn软件平台上分别建立了Lagrange算法和SPH算法的模型，材料模型选用了 Mie-Gruneisun物态方程和 Johnson-Cook强度模型。对实际试验中采集的声发射波形进行还原，实际测量靶板损伤模式，并与数值仿真的结果进行了对比，结果表明两种模型都与超高速撞击试验结果具有较好的一致性，满足进行超高速撞击声发射损伤评估研究的需要[20-21]。两种模型具有不同特点，其中Lagrange算法具有边界清晰、计算效率高的优点；SPH算法在碎片云撞击模拟上具有优势，是研究碎片云撞击声发射信号的有力手段。

S.Ryan先生利用Autodyn平台建立了碳纤维增强层合板/铝芯蜂窝板的超高速撞击模型，他首先建立了各向异性的碳纤维增强层合板的材料模型，又利用Lagrange算法和SPH算法联合建立了碳纤维增强层合板的模型，利用壳体单元建立铝芯模型。对比实际试验和仿真试验的声发射信号，表明该模型与超高速撞击试验具有一定的一致性[22]。

2.2 超高速撞击声发射信号特征识别技术

掌握超高速撞击声发射信号特征是开发基于声发射技术的在轨感知系统的技术基础。借助上述超高速撞击声发射信号获取技术，获得各种超高速撞击声发射信号。然后利用傅立叶变换、小波变换和希尔伯特-黄变换（HHT）等信号处理手段，分析声发射信号波形，研究超高速撞击声发射信号的模态特征和传播规律。

2.2.1 超高速撞击声发射信号模态特征

Willam H.Prosser先生及其合作者在NASA的Langley研究中心对撞击声发射源损伤评估进行了一系列的研究。通过选用高保真的超声传感器收集声发射信号，在铝板和多种碳纤维增强层合板上进行了撞击声发射试验，撞击速度覆盖了低速和高速范围。试验发现，弹丸撞击铝板会激发出膨胀波和弯曲波两种模态成分，膨胀波幅值随撞击速度的增加而增强。在增强层合板撞击试验中也观察到了相同现象，但增强层合板被击穿后只剩余膨胀波，这是增强层合板与铝板超高速撞击声发射信号的一个显著区别[23]。

F.Schafer先生还利用二级轻气炮和激光速度干涉测速仪采集了铝弹丸以5.2 km/s速度分别撞击铝合金薄板、CFRP及蜂窝板的声发射波形并对它们进行分析[24]。他认为3种情况中的波形都可以鉴别出扩展波、剪切波和弯曲波3部分，与它们对应的波速和到达时间吻合。他还利用FFT对3个波形进行了频谱分析。在“哥伦比亚号”航天飞机爆炸后，为了给航天飞机提供撞击感知和损伤识别技术，NASA对航天飞机开展了声发射感知技术的研究工作，Madaras等人设计了一系列撞击试验，对航天飞机不同部位遭受不同碎片撞击的声发射信号进行了研究。他们使用了不同大小的泡沫材料和铝球作为弹丸，以不同的速度和角度撞击铝板、玻璃纤维层合板、航天飞机起落架舱门、机翼、隔热瓦等靶件。试验发现机翼表面玻璃纤维板在被击穿时只产生了频率在80 kHz左右的膨胀波，这与Prosser先生的研究结果相同[25]。

S.Ryan先生主要用流体代码数值仿真得到的超高速撞击波形，研究了特定工况下超高速撞击产生的弯曲波[26]。他的方法是通过对波形的直接观察和不断总结，以获得经验公式。所得经验公式为

其中：A是弯曲波的幅度比例因子，α是峰值和波形形状因子；β是指数延迟因子速率；t是时间；t0是到达传感器的时刻。Ryan的经验公式可以近似满足所研究的7个工况，原始波形与简化波形的比较如图3所示。

唐颀利用小波变换和板波理论研究了超高速撞击声发射波形模态特征。利用小波变换将声发射信号展开到时频空间，引入平面波群速度曲线，群速度曲线与各模态高幅值部分吻合较好，见图4。群速度是板中波包的传播速度，也是板中能量传播的速度，小波频谱反映了信号能量在时频空间上的分布，因此该现象证明声发射信号属于弹性波，可以应用板波理论研究超高速撞击声发射信号。分析发现：弹丸超高速撞击声发射波形主要包含板波中的S0、S2、A0阶模态，波形的能量在A0阶、S0 阶及S2 阶模态之间的分布有规律地变化，较高速度的撞击对应于较强的 S0 阶和 S2 阶模态，其S2分量的出现是超高速撞击特有的现象[27]。

刘治东等人在唐颀的基础上研究了碎片云超高速撞击声发射信号模式特征，发现碎片云撞击信号同样由这3种模态的波构成，但在相似损伤程度撞击条件下，碎片云超高速撞击声发射波形中S0和S2阶模态强度更大，这是由于碎片云粒子主要以斜撞击方式撞击靶板所造成的。

图 3 经验公式简化波形与原始波形的比较Fig.3 Comparison between simplified and original acoustic emission waveforms

图 4 超高速撞击声发射波的小波谱Fig.4 Wavelet transform of impact acoustic emission signal

2.2.2 超高速撞击声发射信号衰减规律

在工程实际应用中，超高速撞击声发射信号的衰减规律影响着传感器布局方案。为了优化传感器布局方案，刘武刚对超高速撞击声发射信号的衰减规律进行了研究。

他发现超高速撞击声发射信号以 500 kHz为分界点，在0～500 kHz和500～2 000 kHz范围内呈现不同的变化规律，将这两个频域范围内的声发射信号成分分别定义为低频信号部分和高频信号部分。利用小波重构技术将信号分解成低频信号部分和高频信号部分，分别进行衰减规律研究。低频信号的衰减系数在撞击速度1～4 km/s范围内基本保持在0.047，而当速度在4～8 km/s范围内时，衰减系数随之增大；高频信号的衰减系数在撞击速度1～8 km/s范围内，随撞击速度提高而增大。低频信号的原始幅值随撞击速度的变化规律基本与衰减系数随撞击速度的变化规律相一致。

2.3 超高速撞击源定位与损伤模式识别技术

空间碎片撞击在轨感知系统的基本任务是对撞击源定位和撞击损伤模式识别。针对空间碎片超高速撞击航天器产生的声发射信号的波形特点，探求适合于超高速撞击声发射现象的撞击源定位和损伤模式识别技术方案。

2.3.1 超高速撞击声发射源定位技术

唐颀、刘武刚和刘治东合作开展了铝板超高速撞击声发射源定位技术研究，刘治东还研究了各向异性的玻璃纤维增强环氧层合板的超高速撞击声发射源定位技术，刘治东和张凯合作还对碎片云撞击铝板声发射源定位技术进行了研究，都获得了声发射源定位的成果。

声发射源定位技术主要包含到达时刻确定和定位算法两个部分。针对超高速撞击声发射信号幅值足够强的特点，唐颀和刘治东设计了一种阈值法来求取信号的到达时刻。首先对信号进行滤波以消除高频部分，再以信号的平均噪声水平为基准，乘以事先确定的增益倍数作为阈值；当波形中连续一段时间的信号的绝对值超过阈值时，判定这段时间的起始时间为到达时间。该方法简单、可靠且运算效率高[20]。刘武刚开发了自适应门槛法用以求取到达时刻，见图 5。该方法以信号中的噪声最大值作为取值下限（即Tl），以距离撞击位置最远的传感器所对应信号的第一个峰值为取值上限（即Th），门槛值Tth应在Tl、Th之间取值，以保证时差来源于同一个模式的板波模态，从而保证了定位的正确性和准确性[21]。

图 5 门槛取值范围的定义Fig.5 Definition of localization threshold

F.Schafer和R.Janovsky两位先生对铝合金平板和蜂窝铝板进行了超高速撞击源定位试验研究，采用了厚度为2 mm的铝合金平板和厚度为49 mm的蜂窝铝板作为研究对象，分别进行了超高速撞击源定位试验并给出了每次撞击试验的实际位置与预测位置，结果表明该技术具有可行性[28]。他们以撞击位置和撞击时刻为未知数，将定位问题转换为对一个三元函数求取最小值的数学问题，该定位方法需要使用至少4个传感器采集信号。

唐颀设计了时标最小方差算法用于各向同性材料的声发射源定位。该方法以超高速撞击事件的发生时刻为时标，以撞击位置为未知数，利用时标、波速、传感器位置以及撞击源位置之间的关系，将定位问题转化为求二元函数最小值的问题。经试验验证该定位方案的定位精度优于传统的最小二乘定位法、菱形定位法和三角定位法。刘治东设计了虚拟波阵面法用于各向异性材料的声发射源定位。该方法提出了虚拟波阵面的概念，并以超高速撞击事件发生时刻为未知数，根据波速、传感器位置等参数列出一个一元函数，将定位方程的求解转化为求取一元函数最小值的优化问题，并利用黄金分割法对其进行求解。在玻璃/环氧单向铺设层合板与正交铺设层合板上对铅芯折断波源和超高速撞击声发射源进行了定位试验，结果表明该方法可有效应用于层合板定位问题。该方法也可用于各向同性材料的声发射源定位[29]。

刘治东等人分别利用小波变换和HHT技术，将信号在时频空间展开，利用板波理论，根据不同模态声发射波形的到达时差进行定位。由于小波变换中的能量泄漏问题造成分析失真，因此利用小波变换的定位算法并不稳定。相对于小波变换技术，HHT不存在能量泄漏问题，因此定位结果更稳定[30]。

张凯和刘治东还进一步研究了碎片云撞击铝板的定位方法，他们分别将时标最小方差法和虚拟波阵面法成功推广到了碎片云撞击定位问题，并通过一系列碎片云撞击试验验证了定位方法的可行性[18,31]。庞宝君和刘治东还尝试地使用PVDF压电薄膜进行声发射信号采集和超高速撞击声发射源定位。相较于压电传感器，PVDF薄膜方便粘贴、使用灵活、质量轻，更适用于一些特殊场合。经碎片云超高速撞击试验验证，该方案可以用于碎片云撞击声发射源定位[32]。

2.3.2 超高速撞击损伤识别技术

唐颀发现超高速撞击信号中3种模态的波与撞击损伤模式之间具有不同的关系，并由此定义了“特征幅值”的概念用于超高速撞击损伤模式识别。特征幅值确定算法如下：

1）对信号进行滤波处理，得到分布在特定频率窗口模态的波形；

2）设定一个时间范围，使之包含特定模态的主要部分；

3）对抽取出的时频窗口中的波形，取其幅值绝对值的平均值作为特征幅值。

研究了特征幅值随撞击速度和弹丸尺寸变化对不同模态板波波形影响。结果表明：A0模态的幅度与弹丸的动量密切相关，在弹丸击穿靶板之前，两者近似成线性关系；而 S0、S2 模态的特征幅度只与弹丸的速度近似成正比。

刘武刚利用小波变换，提取出原始信号的低频部分，将低频第二峰值与第一峰值的比值作为特征参数（如图6所示），记为δ。撞击损伤直径的变化规律是随着声发射低频峰值比值的增加而逐渐线性降低。在超高速撞击试验的1～4.5 km/s速度范围内，弹丸质量和靶板厚度一定的条件下，得到撞击损伤直径与声发射低频峰值比值的变化规律[33]：

式中Dd为撞击损伤直径。

图 6 高速撞击声发射信号低频峰值比Fig.6 Characteristics of hypervelocity impact acoustic emission

2.4 超高速撞击声发射源建模

唐颀通过对超高速撞击过程的分析，提出了超高速撞击声发射波形产生的机理，并建立了法向冲击力和径向冲击力的模型，利用这种模型解释了超高速撞击声发射波中观察到的3个主要模态S0、S2、A0的产生机制。

1）A0模态主要由法向冲击力加载产生，其特征幅度与法向冲量近似成正比；

2） S0和 S2模态主要由径向冲击力加载产生，其中 S0模态的特征幅度与径向冲量在较低速度时近似成正比。

利用LS-DYNA软件工具进行了靶板中法向冲击力和径向冲击力的弹性动力学计算，计算结果证实了上述机理的正确性。

2.5 空间碎片撞击在轨感知系统原理样机

为了验证超高速撞击声发射技术是否能够实现工程上的实际应用，必须进行工程样机的研制，进行地面验证试验。根据空间碎片超高速撞击航天器声发射信号的特点，基于超高速撞击声发射技术，刘武刚研制了基于声发射技术的空间碎片撞击在轨感知系统原理样机。该样机能够实现撞击声发射信号的采集、撞击源定位和撞击损伤模式识别等功能。通过一系列地面超高速撞击声发射试验，验证了该原理样机具备了上述功能。

3 总结和研究展望

文章回顾了国内外空间碎片撞击在轨感知系统研制工作的进展，着重介绍了基于声发射技术的空间碎片撞击在轨感知技术领域的研究工作，包括超高速撞击声发射技术的研究和在轨感知系统样机的研制。国外在20世纪70年代开始了声发射技术在空间应用的研究，在超高速撞击声发射波源机理、声发射波的传播特性、撞击声发射源定位和撞击损伤模式识别领域进行了研究并取得了成果，但对撞击声发射参数与撞击损伤模式之间的关系缺乏定量的分析。国内研究起步较晚，目前主要有哈尔滨工业大学空间碎片高速撞击研究中心从事超高速撞击声发射技术的研究工作，在超高速撞击声发射波源机理、定位技术、损伤模式识别原理样机的研制领域取得了进展。综合前述内容可知，在基于声发射技术的空间碎片撞击在轨感知技术领域主要有如下几点进展：

1）提出了声发射产生的机理，解释了超高速撞击声发射波中观察到的3个主要模态；

2）开发了多种超高速撞击声发射源定位技术，解决了弹丸撞击与碎片云撞击各向同性的铝板和各向异性的复合材料层合板的撞击声发射源定位问题；

3）提取了超高速撞击声发射波形的特征幅值，初步建立了特征幅值与弹丸撞击参数和撞击损伤模式之间的定量关系；

4） 成功研制了空间碎片撞击在轨感知系统原理样机，为从理论研究到工程应用的转化奠定了技术基础。

据我国载人航天工程“三步走”战略，我国将建设空间实验室和大型空间站。对于这类规模大、在轨运行时间长的载人航天器，空间碎片超高速撞击威胁问题愈加突出。为了保障航天员生命安全和航天器在轨安全运行，对在航天器上特别是密封舱结构上布置空间碎片撞击在轨感知系统提出了迫切需求。目前利用声发射技术对空间碎片撞击进行在轨感知，主要针对的是典型材料（铝合金）结构（平板）的声发射信号特性。由于实际航天器结构和撞击源更加复杂多样，将在弹丸撞击铝合金平板试验基础上取得的研究结论应用到实际结构中还需开展下列研究工作：

1） 弹丸超高速撞击加筋铝合金板声发射信号传播特征

加筋铝合金板是一种典型的航天器结构。加筋结构的引入带来了结构上的不连续性，使得声发射波形在板中传播会明显和平板结构不同。因此需要研究加筋结构中声发射波的传播规律，以便进一步研究加筋铝合金板声发射源定位技术及损伤识别技术。

2） 弹丸超高速撞击加筋铝合金板声发射源定位技术及损伤识别技术

主要研究超高速撞击加筋板情况下声发射特征参数与损伤特征（损伤类型、损伤深度、损伤直径）之间的关系。

3） 碎片云撞击铝合金平板声发射信号特征及传播规律

当空间碎片撞击到航天器防护屏，有可能穿透防护屏，并以碎片云形式进一步撞击航天器舱壁。碎片云撞击与单弹丸撞击具有较大差别，因此需要对碎片云超高速撞击声发射现象开展研究，掌握这一新型撞击源激发的声发射现象的特征。

4）碎片云撞击铝合金平板损伤模式识别

在掌握碎片云撞击铝合金平板声发射波形特征后，参照弹丸撞击损伤模式识别技术，开发碎片云撞击铝合金平板的损伤模式识别技术。

5） 碎片云撞击铝合金加筋板声发射源定位及损伤模式识别

在研究了加筋结构中声发射波的传播规律以及碎片云撞击铝合金平板声发射信号特征及传播规律的基础上，对碎片云撞击加筋铝合金板的声发射信号进行研究。对碎片云撞击区域进行定位，并根据靶板不同损伤情况，寻找能够用于表征损伤的特征参数。

6）空间碎片撞击在轨感知系统样机的改进

进一步降低样机的重量、功耗和体积，提高样机的空间环境适应性，为工程实际应用打好技术基础。

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