一种基于高性能纤维织物和泡沫的柔性防护结构

2020-03-19

军民两用技术与产品 2020年1期

关键词：芳纶玄武岩本发明

申请人

北京空间飞行器总体设计部

发明人

郑世贵闫军于登云王巍等

专利号

201710532861.8

技术领域

本发明涉及一种基于高性能纤维织物和泡沫的柔性防护结构，尤其适用于航天器抵御空间碎片撞击，属于空间碎片被动防护技术领域。

实用新型内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于高性能纤维织物和泡沫的柔性防护结构，通过设计填充屏，实现了结构整体折叠压缩，便于发射，弥补了传统防护结构可靠性较低的缺陷；通过粘连泡沫，达到了结构整体的防护间距突破火箭整流罩空间限制的技术效果，显著增强了防护能力，解决了传统防护结构耗能过大且环境适应性较差的问题。

▲基于高性能纤维织物和泡沫的柔性防护屏

本发明的技术解决方案是：一种基于高性能纤维织物和泡沫的柔性防护结构，包括缓冲屏、泡沫、填充屏和后墙；缓冲屏用于破裂空间碎片，泡沫用于调节防护结构的压缩量或膨胀量，填充屏用于瓦解空间碎片云，后墙用于捕获空间碎片云，缓冲屏、泡沫、填充屏、后墙通过粘着剂依次粘连。

（1）缓冲屏采用板状结构，缓冲屏由玄武岩纤维编织而成，缓冲屏的编织层数不少于3层。

（2）泡沫的材料采用聚氨酯，泡沫的密度不大于0.05g/cm3，泡沫的压缩率不小于80%。

（3）填充屏采用板状结构，填充屏由玄武岩纤维编织而成。填充屏包括第一屏和第二屏；第一屏和第二屏贴合，第一屏与缓冲屏之间粘连泡沫，第二屏与后墙之间粘连泡沫。第一屏和第二屏均采用板状结构，第一屏由玄武岩纤维编织而成，第二屏由芳纶纤维编织而成。第一屏的编织层数设为三层，第二屏的编织层数设为两层。玄武岩纤维的纤维密度不大于2.7g/cm3，玄武岩纤维的纤维拉伸模量不小于70GPa，玄武岩纤维的纤维抗拉强度不小于2100MPa，玄武岩纤维的单层织物面密度不大于0.04g/cm2。

（4）后墙采用板状结构，后墙由芳纶纤维或凯芙拉纤维编织而成，后墙的编织层数不少于12层。芳纶纤维或凯芙拉纤维的纤维密度均不大于1.5g/cm3，芳纶纤维或凯芙拉纤维的纤维拉伸模量均不小于80GPa，芳纶纤维或凯芙拉纤维的纤维抗拉强度均不小于3600MPa，芳纶纤维或凯芙拉纤维的单层织物面密度均不大于0.03g/cm2。