RU2623782C1 - Screen for spacecraft protection from high speed impact actions of the space environment particles - Google Patents

Screen for spacecraft protection from high speed impact actions of the space environment particles Download PDF

Info

Publication number
RU2623782C1
RU2623782C1 RU2016107557A RU2016107557A RU2623782C1 RU 2623782 C1 RU2623782 C1 RU 2623782C1 RU 2016107557 A RU2016107557 A RU 2016107557A RU 2016107557 A RU2016107557 A RU 2016107557A RU 2623782 C1 RU2623782 C1 RU 2623782C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screen
spacecraft
particles
corrugations
mesh
Prior art date
Application number
RU2016107557A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Борисович Добрица
Александр Владимирович Герасимов
Сергей Владимирович Пашков
Юрий Федорович Христенко
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А.Лавочкина" (АО "НПО Лавочкина")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А.Лавочкина" (АО "НПО Лавочкина") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А.Лавочкина" (АО "НПО Лавочкина")
Priority to RU2016107557A priority Critical patent/RU2623782C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2623782C1 publication Critical patent/RU2623782C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/52Protection, safety or emergency devices; Survival aids
    • B64G1/56Protection against meteoroids or space debris

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to the spacecraft security measures (SM) from the high speed impact actions of space environment particles. The screen contains the honeycomb structure made of the corrugated metal mesh. The mesh corrugations are arranged parallel with a pitch in 2-3 times more than the mesh wire thickness. The height of the corrugations in 3-5 times increases the minimum characteristic size of the particles colliding with the spacecraft. The screen might be double layered with the second layer corrugations oriented perpendicular to the corrugations of the first layer.
EFFECT: increase of the spacecraft protection efficiency from the high speed particles by increasing the fragmentation degree of the particles without increasing the screen weight.
2 cl, 10 dwg

Description

Экран для защиты космического аппарата от высокоскоростного ударного воздействия частиц космической среды относится к космической технике, а именно к средствам для защиты космических аппаратов (КА) от высокоскоростного ударного воздействия частиц космической среды - метеороидов - космических тел, промежуточных по размерам между межпланетной пылью и астероидами, и техногенных частиц космического мусора (КМ).A screen for protecting a spacecraft from high-speed impact of particles of the space environment relates to space technology, namely, means for protecting spacecraft (SC) from high-speed impact of particles of the space environment - meteoroids - space bodies intermediate in size between interplanetary dust and asteroids, and man-made particles of space debris (CM).

В настоящее время для защиты КА от высокоскоростного ударного воздействия частиц космической среды используют различные защитные покрытия и экраны, при соударении с которыми эти частицы теряют свою энергию.At present, various protective coatings and screens are used to protect the spacecraft from high-speed impact of particles in the space environment, upon collision with which these particles lose their energy.

Известно применение водяного льда в качестве защитного покрытия КА от механических повреждений на орбите (патент РФ 2265562, приоритет от 08.09.2003) или покрытия, содержащего прослойку из пористого материала, заполненную водяным льдом либо водно-ледяной смесью (патент РФ 2258641, приоритет от 18.11.2003). Указанные устройства могут частично восстанавливаться после столкновения с микрометеоритами, в том числе с мелкомасштабными фрагментами космического мусора, что позволяет обеспечить защиту КА от указанных объектов, если они не обладают слишком большой скоростью и массой, в том числе КА, постоянно находящихся на низких орбитах. Однако такие устройства не обеспечивают достаточную надежность и стойкость к разрушению, особенно при воздействии интенсивных тепловых потоков, в том числе солнечного излучения, или требуют проведения восстановительных работ в условиях космического полета.It is known to use water ice as a protective coating of spacecraft against mechanical damage in orbit (RF patent 2265562, priority 08.09.2003) or a coating containing a layer of porous material filled with water ice or an ice-water mixture (RF patent 2258641, priority 18.11 .2003). These devices can be partially restored after a collision with micrometeorites, including small-scale fragments of space debris, which allows the spacecraft to be protected from these objects if they do not have too high speed and mass, including spacecraft that are constantly in low orbits. However, such devices do not provide sufficient reliability and resistance to destruction, especially when exposed to intense heat fluxes, including solar radiation, or require restoration work in space flight conditions.

Известно устройство для защиты КА от метеорных частиц, содержащее многослойный сетчатый металлический экран с изоляционным слоем, расположенный на расстоянии от корпуса КА, и расположенный на корпусе КА диэлектрический экран с электропроводящим слоем (патент РФ 2128609, приоритет от 10.04.1999). Устройство снабжено системой энергопитания для создания разности потенциалов между выносным экраном и корпусом КА и обеспечивает преобразование кинетической энергии метеорной частицы, после ее взаимодействия с выносным экраном, в кинетическую энергию потока осколков метеорной частицы и экрана, и в тепловую энергию потока плазмы, при этом образовавшиеся осколки испаряют за счет энергии электрического разряда в плазме при разности потенциалов, величину которой определяют по предложенной математической зависимости. Таким образом, наличие электростатической защиты позволяет снизить пробивную способность метеорных частиц, и соответственно, увеличить живучесть и срок активного существования КА, а также повысить надежность его эксплуатации. Однако необходимость дополнительных затрат электроэнергии и наличия соответствующего оборудования, а также использование специального диэлектрического экрана усложняет конструкцию КА и ухудшает его массово-энергетические характеристики. Кроме того, эффективность работы устройства нуждается в экспериментальном подтверждении.A device is known for protecting a spacecraft from meteor particles, comprising a multilayer mesh metal screen with an insulating layer located at a distance from the spacecraft body and a dielectric screen with an electrically conductive layer located on the spacecraft body (RF patent 2128609, priority date 04/10/1999). The device is equipped with an energy supply system to create a potential difference between the remote screen and the spacecraft body and provides the conversion of the kinetic energy of the meteor particle, after its interaction with the remote screen, into the kinetic energy of the stream of fragments of the meteor particle and the screen, and into the thermal energy of the plasma stream, with the resulting fragments evaporate due to the energy of the electric discharge in the plasma at a potential difference, the value of which is determined by the proposed mathematical dependence. Thus, the presence of electrostatic protection can reduce the breakdown ability of meteor particles, and accordingly, increase the survivability and active life of the spacecraft, as well as increase the reliability of its operation. However, the need for additional energy costs and the availability of appropriate equipment, as well as the use of a special dielectric screen, complicates the design of the spacecraft and worsens its mass-energy characteristics. In addition, the efficiency of the device needs experimental confirmation.

Известно устройство для защиты КА и станций от высокоскоростного ударного воздействия частиц космической среды, содержащее защитный экран в виде ячеистой конструкции, выполненной в виде несущей основы, в качестве которой может быть использована сетка, и массивные компактные элементы, закрепленные в узлах сетки (патент РФ 2299839, приоритет от 08.12.2005). Предлагаемая конструкция экрана позволяет повысить эффективность защиты КА и уменьшить массу защитной конструкции за счет более эффективной фрагментации воздействующих частиц космической среды, однако экран трудоемок в изготовлении и не обеспечивает достаточной надежности и стойкости к разрушению из-за неравнопрочности конструкции.A device is known for protecting spacecraft and stations from high-speed impact of particles of the space environment, containing a protective screen in the form of a cellular structure made in the form of a carrier base, which can be used as a grid, and massive compact elements fixed in the nodes of the grid (RF patent 2299839 , priority from 12/08/2005). The proposed screen design allows to increase the spacecraft protection efficiency and reduce the mass of the protective structure due to more efficient fragmentation of the acting particles of the space environment, however, the screen is laborious to manufacture and does not provide sufficient reliability and resistance to destruction due to uneven design.

Наиболее близким аналогом к заявленному устройству, выбранным в качестве прототипа, является экран для защиты космического аппарата от высокоскоростного ударного воздействия метеороидов, содержащий ячеистую конструкцию из металлической сетки (патент РФ 2457160, приоритет 03.03.2011). Экран собирают из ячеек, каждая из которых имеет форму правильного многоугольника и выполнена из двух слоев металлической сетки, обжатых по периметру п-образными металлическими полосками, причем, по крайней мере, в одном из слоев металлической сетки выполнены пуклевки, выпуклости которых контактируют с другим слоем. Ячейки сшиты между собой металлической проволокой. Кроме того, пуклевки могут быть выполнены на внутреннем слое экрана и обращены своими выпуклостями в сторону наружного слоя экрана. Рекомендуемый зазор между слоями экрана составляет 10 мм. Пуклевки могут быть выполнены в форме сферического сегмента, радиус которого R≥Н, где Н - расстояние между слоями экрана (мм), и равномерно размещены по площади ячейки с шагом 30 см. Металлическая сетка выполнена из проволоки из нержавеющей стали диаметром 0,3-0,34 мм с размером ячеек 0,5-0,9 мм, ячейки сшиты проволокой из нержавеющей стали диаметром 0,3-0,34 мм.The closest analogue to the claimed device, selected as a prototype, is a screen for protecting the spacecraft from high-speed impact of meteoroids, containing a cellular structure of a metal mesh (RF patent 2457160, priority 03.03.2011). The screen is assembled from cells, each of which has the shape of a regular polygon and is made of two layers of metal mesh, crimped along the perimeter by p-shaped metal strips, and at least one of the layers of the metal mesh is made of convexes, the protuberances of which are in contact with another layer . The cells are sewn together by a metal wire. In addition, beetles can be made on the inner layer of the screen and face their bulges towards the outer layer of the screen. The recommended gap between the layers of the screen is 10 mm. Puklevki can be made in the form of a spherical segment, the radius of which is R≥H, where H is the distance between the screen layers (mm), and are evenly spaced over the cell area in 30 cm increments. The metal mesh is made of stainless steel wire with a diameter of 0.3- 0.34 mm with a mesh size of 0.5-0.9 mm, the cells are sewn with stainless steel wire with a diameter of 0.3-0.34 mm.

Данная конструкция экрана позволяет повысить эффективность защиты и уменьшить массу экрана при его использовании для защиты крупногабаритных элементов КА (в том числе, имеющих сферическую форму). Однако, поскольку экран собирается из ячеек (многоугольников) размером несколько десятков см каждая и требует наличия дополнительных точек опор со стороны защищаемой конструкции, то его применение для защиты малогабаритных элементов КА не обеспечивает достаточна эффективности ввиду технологических сложностей и относительно большой массы экрана.This design of the screen allows you to increase the efficiency of protection and reduce the mass of the screen when it is used to protect large-sized elements of the spacecraft (including those having a spherical shape). However, since the screen is assembled from cells (polygons) measuring several tens of cm each and requires additional support points from the side of the protected structure, its use to protect small-sized SC elements does not provide sufficient efficiency due to technological difficulties and the relatively large mass of the screen.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение эффективности экрана при уменьшении его массы.The technical problem solved by the invention is to increase the efficiency of the screen while reducing its mass.

Указанная задача обеспечивается тем, что в отличие от известного экрана для защиты космического аппарата от высокоскоростного ударного воздействия частиц космической среды, содержащего ячеистую конструкцию из металлической сетки, новым является то, что металлическая сетка выполнена гофрированной, при этом гофры расположены параллельно с шагом, в 2-3 раза превышающим толщину проволоки сетки, а высота гофров в 3-5 раз превышает минимальный характерный размер высокоскоростных частиц космической среды, воздействующих на космический аппарат. Кроме того, что экран снабжен вторым слоем металлической сетки, у которого ориентация гофров перпендикулярна ориентации гофров первого слоя экрана.This task is ensured by the fact that, in contrast to the known screen for protecting the spacecraft from high-speed impact of particles of the space environment containing a cellular structure of a metal mesh, the new thing is that the metal mesh is corrugated, while the corrugations are arranged in parallel with a step of 2 -3 times the thickness of the wire mesh, and the height of the corrugations is 3-5 times the minimum characteristic size of the high-speed particles of the space environment acting on the spacecraft t In addition, the screen is provided with a second layer of metal mesh, in which the orientation of the corrugations is perpendicular to the orientation of the corrugations of the first layer of the screen.

Выполнение металлической сетки гофрированной, с параллельным расположением гофров, у которых шаг в 2-3 раза превышает толщину проволоки сетки, а высота в 3-5 раз превышает минимальный характерный размер высокоскоростных частиц космической среды, воздействующих на космический аппарат, обеспечивает эффективное разбиение указанных частиц на более мелкодисперсные составляющие, и, соответственно, повышение защитных свойств экрана при уменьшении ее массы.The implementation of a corrugated metal mesh with a parallel arrangement of corrugations, in which the step is 2-3 times greater than the thickness of the wire mesh, and the height is 3-5 times higher than the minimum characteristic size of the high-speed particles of the space environment acting on the spacecraft, provides an effective splitting of these particles into finely dispersed components, and, accordingly, an increase in the protective properties of the screen with a decrease in its mass.

Снабжение экрана вторым слоем металлической сетки, у которого ориентация гофров перпендикулярна ориентации гофров первого слоя экрана, обеспечивает, в необходимых случаях, дополнительное усиление защитных свойств экрана.The supply of the screen with a second layer of metal mesh, in which the orientation of the corrugations is perpendicular to the orientation of the corrugations of the first layer of the screen, provides, if necessary, an additional enhancement of the protective properties of the screen.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

Фиг. 1 - общий вид экрана;FIG. 1 - general view of the screen;

Фиг. 2 - пример взаимодействия алюминиевого ударника диаметром 1,7 мм со стальной сеткой с базовыми размерами: a 0=0,5 мм, d0=0,32 мм, где a 0, d0 - шаг и диаметр проволоки сетки; удар по нормали (к экрану и защищаемой конструкции) на скорости 5 км/с в начальный момент времени (t=0);FIG. 2 - an example of the interaction of an aluminum hammer with a diameter of 1.7 mm with a steel mesh with the basic dimensions: a 0 = 0.5 mm, d 0 = 0.32 mm, where a 0 , d 0 is the pitch and diameter of the wire mesh; impact on the normal (to the screen and the structure to be protected) at a speed of 5 km / s at the initial moment of time (t = 0);

Фиг. 3 - результат численного моделирования соударения для сеточной преграды базовой конфигурации (a 0, d0) в момент времени t=1 мкс; показана степень поврежденности неразрушенной части ударника;FIG. 3 - the result of numerical simulation of the impact for a grid obstacle of the basic configuration ( a 0 , d 0 ) at time t = 1 μs; the degree of damage to the undamaged part of the drummer is shown;

Фиг. 4 - картина облака осколков для сеточной преграды базовой конфигурации (a0, d0) в момент времени t=5 мкс, построенная методом численного моделирования;FIG. 4 is a picture of a fragment cloud for a grid barrier of the basic configuration (a 0 , d 0 ) at time t = 5 μs, constructed by numerical simulation;

Фиг. 5 - наклонный участок гофрированной сетки (угол наклона 45° к плоскости защищаемой стенки) базового типоразмера, с увеличением шага сетки в 1,4142 раза:

Figure 00000001
, d0; удар по нормали (к защищаемой конструкции) на скорости 5 км/с в начальный момент времени (t=0);FIG. 5 - inclined section of the corrugated mesh (angle of inclination 45 ° to the plane of the wall to be protected) of the standard size, with an increase in mesh pitch 1.4142 times:
Figure 00000001
d 0 ; impact on the normal (to the protected structure) at a speed of 5 km / s at the initial moment of time (t = 0);

Фиг. 6 - результат численного моделирования соударения для сеточной преграды с увеличением шага сетки в 1,4142 раза в момент времени t=1,4107 мкс; показана степень поврежденности неразрушенной части ударника;FIG. 6 - the result of numerical simulation of the collision for the grid obstruction with an increase in the grid step 1.4142 times at time t = 1.4107 μs; the degree of damage to the undamaged part of the drummer is shown;

Фиг. 7 - картина облака осколков для соударения с наклонной сеткой в момент времени t=5 мкс.FIG. 7 is a picture of a cloud of fragments for collisions with an inclined grid at time t = 5 μs.

Фиг. 8 - наклонный участок гофрированной сетки (угол наклона 45° к плоскости защищаемой стенки) базового типоразмера с уменьшением диаметра проволоки в 1,1892 раза: a 0;

Figure 00000002
; удар по нормали (к защищаемой конструкции) на скорости 5 км/с в начальный момент времени t=0);FIG. 8 - inclined section of the corrugated mesh (angle of inclination 45 ° to the plane of the protected wall) of the standard size with a decrease in wire diameter 1.1892 times: a 0 ;
Figure 00000002
; impact on the normal (to the protected structure) at a speed of 5 km / s at the initial time t = 0);

Фиг. 9 - результат численного моделирования соударения для сеточной преграды с уменьшением диаметра проволоки в 1,1892 раза в момент времени t=1,4023 мкс; показана степень поврежденности неразрушенной части ударника;FIG. 9 - the result of numerical simulation of the collision for a mesh barrier with a decrease in wire diameter of 1.1892 times at time t = 1.4023 μs; the degree of damage to the undamaged part of the drummer is shown;

Фиг. 10 - картина облака осколков для соударения с наклонной сеткой с уменьшением диаметра проволоки в момент времени t=5 мкс.FIG. 10 is a picture of a cloud of fragments for collisions with an inclined mesh with a decrease in wire diameter at time t = 5 μs.

Экран 1 для защиты КА от высокоскоростного ударного воздействия частиц космической среды содержит ячеистую конструкцию из металлической сетки 2. Металлическая сетка выполнена гофрированной. Гофры 3 расположены параллельно с шагом d, в 2-3 раза превышающим толщину t проволоки сетки, а высота h гофров в 3-5 раз превышает минимальный характерный размер высокоскоростных частиц космической среды, воздействующих на космический аппарат. Экран может быть снабжен вторым слоем 4 металлической сетки, у которого ориентация гофров перпендикулярна ориентации гофров первого слоя 3 экрана. Металлическая сетка может быть выполнена из проволоки из нержавеющей стали диаметром 0,30-0,35 мм с шагом 0,6-0,8 мм.The screen 1 for protecting the spacecraft from high-speed impact of particles of the space environment contains a cellular structure of metal mesh 2. The metal mesh is corrugated. The corrugations 3 are arranged in parallel with a step d 2-3 times the thickness t of the wire mesh, and the height h of the corrugations is 3-5 times the minimum characteristic size of the high-speed particles of the space environment acting on the spacecraft. The screen may be provided with a second layer 4 of metal mesh, in which the orientation of the corrugations is perpendicular to the orientation of the corrugations of the first layer 3 of the screen. The metal mesh can be made of stainless steel wire with a diameter of 0.30-0.35 mm in increments of 0.6-0.8 mm.

На Фиг. 1 представлена общая схема действия защитного экрана из гофрированной сетки. Экран из проволочной сетки 2, предназначенный для разбивания налетающей частицы 5 на более мелкие фрагменты, располагается перед защищаемой поверхностью 1. Сетка выполнена из пересекающихся под прямым углом проволок. В местах наложения проволоки образуются локализованные области сеточного экрана с большей толщиной металла. Эти утолщенные области способствуют более эффективному разбиению частицы, увеличивая продолжительность воздействия на нее ударной нагрузки. При этом, благодаря гофрированию, на наиболее опасном направлении удара (по нормали к защищаемой поверхности, как показано на Фиг. 1) частица встречает на своем пути большее количество проволоки, расположенной параллельно волне гофра, что значительно повышает защитные свойства экранной конструкции при снижении ее массы.In FIG. 1 presents a general diagram of the action of a protective screen made of corrugated mesh. A screen of wire mesh 2, designed to break the incident particle 5 into smaller fragments, is located in front of the surface to be protected 1. The mesh is made of wires intersecting at right angles. In places where the wire is applied, localized areas of the mesh screen with a larger metal thickness are formed. These thickened areas contribute to a more efficient particle breakdown, increasing the duration of impact on it. At the same time, due to corrugation, on the most dangerous direction of impact (normal to the surface to be protected, as shown in Fig. 1), the particle encounters a larger amount of wire parallel to the corrugation wave, which significantly increases the protective properties of the screen structure while reducing its mass .

В общем случае данное защитное устройство должно быть установлено по нормали к наиболее угрожаемому направлению воздействия частиц. При необходимости усиления защитных свойств экрана посредством использования экрана из двух слоев гофры, ориентированных во взаимно перпендикулярных направлениях, останки частицы, летящей под наклоном к экрану и входящей в секцию гофры перпендикулярно, столкнутся с гофрами второй сетки, которые будут ориентированы к остаткам этой частицы под существенным наклоном, что значительно усилит эффект рассеивания частиц.In general, this protective device should be installed normal to the most threatened direction of particle exposure. If it is necessary to strengthen the protective properties of the screen by using a screen of two layers of corrugations oriented in mutually perpendicular directions, the remains of a particle flying obliquely to the screen and entering the corrugation section perpendicularly will collide with corrugations of the second grid, which will be oriented to the remains of this particle under significant tilt, which greatly enhances the effect of particle dispersion.

Результат взаимодействия алюминиевого ударника диаметром 1,7 мм со стальной сеткой с базовыми размерами: a 0=0,5 мм, d0=0,32 мм, где a 0, d0 - шаг и диаметр проволоки сетки, показан на Фиг. 2-4. Удар происходит по нормали (к экрану и защищаемой конструкции) на скорости 5 км/с.Согласно результатам численного моделирования, показанным на Фиг. 4, ударник расплющен, но он сохранил свою целостность. Степень разрушения ударника (масса осколков) составляет 31%.The result of the interaction of an aluminum impactor with a diameter of 1.7 mm with a steel mesh with the basic dimensions: a 0 = 0.5 mm, d 0 = 0.32 mm, where a 0, d 0 is the pitch and diameter of the wire mesh, shown in FIG. 2-4. The impact occurs along the normal (to the screen and the structure to be protected) at a speed of 5 km / s. According to the results of numerical simulation shown in FIG. 4, the drummer is flattened, but he retained his integrity. The degree of destruction of the striker (mass of fragments) is 31%.

Высокоскоростной удар по наклонному участку гофрированной сетки проиллюстрирован на Фиг. 5-7. На Фиг. 5 показан наклонный участок гофрированной сетки (угол наклона 45° к плоскости защищаемой стенки) базового типоразмера, с увеличением шага сетки в 1,4142 раза:

Figure 00000001
; d0. Удар частицы идет в нормальном направлении к защищаемой конструкции, находящейся за сеткой (не показана). На Фиг. 6 показана степень поврежденности неразрушенной части ударника для наклонной сеточной преграды с увеличением шага. Картина облака осколков для соударения с наклонной сеткой в момент времени t=5 мкс показана на Фиг. 7. Часть ударника, сохранившая целостность, имеет весьма рыхлую структуру. Часть осколков рикошетировала от преграды. Процент разрушения ударника (масса осколков) 71%.A high-speed impact on an inclined portion of the corrugated mesh is illustrated in FIG. 5-7. In FIG. 5 shows the inclined section of the corrugated mesh (angle of inclination 45 ° to the plane of the protected wall) of the standard size, with an increase in the pitch of the mesh 1.4142 times:
Figure 00000001
; d 0 . The impact of the particle goes in the normal direction to the protected structure located behind the grid (not shown). In FIG. Figure 6 shows the degree of damage to the undamaged part of the striker for an inclined mesh barrier with increasing pitch. A picture of a cloud of fragments of collisions with an inclined grid at time t = 5 μs is shown in FIG. 7. The part of the drummer, which has retained its integrity, has a very loose structure. Part of the fragments ricocheted from the barrier. Percussion destruction percentage (mass of fragments) 71%.

Высокоскоростной удар по наклонному участку гофрированной сетки базового типоразмера, с уменьшением диаметра проволоки в 1,1892 раза: a 0;

Figure 00000002
проиллюстрирован на Фиг. 8-10.High-speed impact on the inclined section of the corrugated mesh of the standard size, with a decrease in wire diameter 1.1892 times: a 0 ;
Figure 00000002
illustrated in FIG. 8-10.

Наклонный участок гофрированной сетки данной конфигурации (угол 45°) в первоначальном положении (до удара) показан на Фиг. 8.The inclined portion of the corrugated mesh of this configuration (angle 45 °) in the initial position (before impact) is shown in FIG. 8.

Степень поврежденности неразрушенной части ударника для наклонной сеточной преграды с уменьшением диаметра проволоки показана на Фиг. 9.The degree of damage to the undamaged part of the striker for an inclined mesh obstruction with decreasing wire diameter is shown in FIG. 9.

Картина облака осколков в момент времени t=5 мкс показана на Фиг. 10. Для данной сетки дисперсность возрастает - осколочное поле распределено более равномерно и осколки практически не обгоняют неразрушенную часть. Процент разрушения ударника (масса осколков) 76%.The picture of the fragment cloud at time t = 5 μs is shown in FIG. 10. For this mesh, the dispersion increases — the fragmentation field is distributed more evenly and the fragments practically do not overtake the undestructed part. Percussion destruction percentage (mass of fragments) 76%.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить степень фрагментации высокоскоростных частиц космической среды, оказывающих ударное воздействие на КА, что увеличивает разрушающее воздействие экрана, и, соответственно, повышает эффективность защиты и способствует уменьшению массы экрана.The present invention allows to increase the degree of fragmentation of high-speed particles of the space environment that have an impact on the spacecraft, which increases the destructive effect of the screen, and, accordingly, increases the efficiency of protection and helps to reduce the mass of the screen.

Claims (2)

1. Экран для защиты космического аппарата от высокоскоростного ударного воздействия частиц космической среды, содержащий ячеистую конструкцию из металлической сетки, отличающийся тем, что металлическая сетка выполнена гофрированной, при этом гофры расположены параллельно с шагом, в 2-3 раза превышающим толщину проволоки сетки, а высота гофров в 3-5 раз превышает минимальный характерный размер высокоскоростных частиц космической среды, воздействующих на космический аппарат.1. The screen for protecting the spacecraft from high-speed impact of particles of the space environment, containing a cellular structure of metal mesh, characterized in that the metal mesh is corrugated, while the corrugations are parallel with a step 2-3 times the thickness of the wire mesh, and the height of the corrugations is 3-5 times higher than the minimum characteristic size of the high-speed particles of the space environment acting on the spacecraft. 2. Экран по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен вторым слоем металлической сетки, у которого ориентация гофров перпендикулярна ориентации гофров первого слоя экрана.2. The screen according to claim 1, characterized in that it is provided with a second layer of metal mesh, in which the orientation of the corrugations is perpendicular to the orientation of the corrugations of the first layer of the screen.
RU2016107557A 2016-03-02 2016-03-02 Screen for spacecraft protection from high speed impact actions of the space environment particles RU2623782C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016107557A RU2623782C1 (en) 2016-03-02 2016-03-02 Screen for spacecraft protection from high speed impact actions of the space environment particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016107557A RU2623782C1 (en) 2016-03-02 2016-03-02 Screen for spacecraft protection from high speed impact actions of the space environment particles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2623782C1 true RU2623782C1 (en) 2017-06-29

Family

ID=59312349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016107557A RU2623782C1 (en) 2016-03-02 2016-03-02 Screen for spacecraft protection from high speed impact actions of the space environment particles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2623782C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186183U1 (en) * 2018-09-21 2019-01-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Transformable screen made of flexible composite material to protect the spacecraft from small space debris
RU2680359C1 (en) * 2018-04-11 2019-02-19 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Device for protection of space apparatus from high-speed shock exposure to particles of space garbage
RU2771800C1 (en) * 2021-08-03 2022-05-12 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Device for protecting spacecraft from micrometeoroids

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2128609C1 (en) * 1994-07-19 1999-04-10 Гуров Александр Ефимович Method of protection of spacecraft against meteor particles and device for realization of this method
US6547189B1 (en) * 1999-01-25 2003-04-15 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Inflatable vessel and method
RU2299839C1 (en) * 2005-12-08 2007-05-27 Михаил Михайлович Кононенко Device for protection of spacecraft and space stations against impact action of space medium particles
RU2457160C1 (en) * 2011-03-03 2012-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Shield for space vehicle protection against high-speed meteoroid impact action
CN104029827A (en) * 2014-06-13 2014-09-10 南京理工大学 Fiber rod filling corrugated sandwich structure

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2128609C1 (en) * 1994-07-19 1999-04-10 Гуров Александр Ефимович Method of protection of spacecraft against meteor particles and device for realization of this method
US6547189B1 (en) * 1999-01-25 2003-04-15 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Inflatable vessel and method
RU2299839C1 (en) * 2005-12-08 2007-05-27 Михаил Михайлович Кононенко Device for protection of spacecraft and space stations against impact action of space medium particles
RU2457160C1 (en) * 2011-03-03 2012-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Shield for space vehicle protection against high-speed meteoroid impact action
CN104029827A (en) * 2014-06-13 2014-09-10 南京理工大学 Fiber rod filling corrugated sandwich structure

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2680359C1 (en) * 2018-04-11 2019-02-19 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Device for protection of space apparatus from high-speed shock exposure to particles of space garbage
RU186183U1 (en) * 2018-09-21 2019-01-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Transformable screen made of flexible composite material to protect the spacecraft from small space debris
RU2771800C1 (en) * 2021-08-03 2022-05-12 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Device for protecting spacecraft from micrometeoroids
RU2819145C1 (en) * 2023-08-18 2024-05-14 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Device for protection of inhabited objects against impact action of particles of space environment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Adushkin et al. Orbital missions safety–a survey of kinetic hazards
Necci et al. A model for process equipment damage probability assessment due to lightning
Hoang et al. The interaction of relativistic spacecrafts with the interstellar medium
KR102572155B1 (en) Ignition-quenching systems, apparatuses, and methods
CHRISTIANSEN Advanced meteoroid and debris shielding concepts
RU2623782C1 (en) Screen for spacecraft protection from high speed impact actions of the space environment particles
Zong et al. Development of a new fence type blast wall for blast protection: Numerical analysis
Ranwaha et al. The effects of blast-induced fragments on cellular materials
RU2680359C1 (en) Device for protection of space apparatus from high-speed shock exposure to particles of space garbage
Drolshagen Hypervelocity impact effects on spacecraft
RU2457160C1 (en) Shield for space vehicle protection against high-speed meteoroid impact action
RU2019115830A (en) PROTECTION SYSTEM OF BUILDINGS AGAINST AIRCRAFT CRASHING INTO THEM
RU2771800C1 (en) Device for protecting spacecraft from micrometeoroids
Dobritsa et al. Protective properties of pleated wire mesh shields for spacecraft protection against meteoroids and space debris
RU2064650C1 (en) Device for protection of obstacles against shells
Schonberg Protecting spacecraft against meteoroid/orbital debris impact damage: an overview
RU2187061C2 (en) Armored plate
Häring et al. Quantitative hazard and risk analysis for fragments of high-explosive shells in air
Bronshten On the nature of the Tunguska meteorite
Maclay et al. Topographically modified bumper concepts for spacecraft shielding
RU2299839C1 (en) Device for protection of spacecraft and space stations against impact action of space medium particles
RU169660U1 (en) Hybrid lightning conductor
RU2718675C2 (en) Combined shield of spacecraft
Ichimasa Threat of cascading “Permanent Blackout” effects and high altitude electromagnetic pulse (HEMP)
Zhou et al. Research on launch vehicle triggered lightning protection