悬挂靶板在高速弹丸冲击下的运动.pdf

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1、第34卷第2期哈尔滨工业大学学报Voi.34No.22002年4月JournalofHarbinInstituteofTechnologyApr.，2002悬挂靶板在高速弹丸冲击下的运动褚英志，张冬梅，盖秉政，庞宝君（哈尔滨工业大学航天学院，黑龙江哈尔滨150001）摘要：为研究航天器外挂设备受到微流星或空间碎片的高速撞击后产生的运动规律和物理现象，通过将航天器外挂设备（太阳能帆板或天线等）模拟为简单悬挂板，得到悬挂板扬角与撞击速度、弹丸直径、材料屈服强度及悬挂板厚度之间的关系曲线.结果表明在特定条件下悬挂板并非沿着弹丸运动方向上扬而是朝反方向做上扬运动，悬挂板朝弹丸运动方向的上

2、扬角是有限的，相反其反向扬角在特定条件下无限制增长.关键词：悬挂板；太阳能板；高速弹丸；扬角中图分类号：0346文献标识码：A文章编号：0367-6234（2002）02-0238-03Motionofsuspensionplatesunderimpactofhigh-speedprojectilesCHUYing-zhi，ZHANGDong-mei，GAIBing-zheng，PANGBao-jun（SchooiofAstronautics，HarbinInstituteofTechnoiogy，Harbin150001，China）Abstract：Theruiesgover

3、ningthemotionofeguipmentattachedtospacecraftunderthehigh-speedimpactofmicrometersordebrisinspacewerestudiedwithsuchspacecraftattachmenteguipmentassoiarenergypiatesandaeriaissimuiatedassimpieattachmentpiatetoestabiishthereiationshipamongtheeievationofattachmentpiate，impactspeed，diameterofproje

4、ctiie，yieidstrengthofmateriai，andthicknessofattachmentpiate.Theresuitsofstudyindicatethattheattachmentdosenotgoupinthedirectionofprojectiieunderspecificcondi-tionsandonthecontrary，itgoesupintheoppositedirection，butitsupwardeievationisiimited，andonthecontrary，itseievationintheoppositedirection

5、increaseswithoutiimitsunderspecificconditions.Keywords：attachmentpiate；soiarenergypiate；high-speedprojectiie；tiitangie空间碎片和高速粒子击中航天器时，无论是重力的情况下，悬挂板的运动规律与航天器外挂否击穿航天器蒙皮，都将对航天器的姿态产生影太阳帆板近似，所以本文将航天器外挂设备简化［1］响；特别是在击中航天器外挂设备（太阳能帆为简单悬挂板进行研究.板或天线等）时，由于力矩较大，即使是一次较小1数学描述的撞击都将导致航天器调姿所需的燃料浪费等一系列的问题，甚至影响到

6、航天器的寿命和航天任薄板受到高速粒子高速撞击后的力学行为极［2，3］务的完成.从航天器设计的角度考虑，需要计其复杂，为了简化分析过程，将航天器外挂设备算航天器在轨执行任务时调姿所需的推进剂（压（太阳能帆板或天线等）看做是一个悬挂板（图缩气体或燃料）的数量，这样就需要对航天器外1），悬挂于O点板厚为!的悬挂板，受到速度为U0挂设备受撞击时的运动规律进行研究.近年来在的弹丸沿悬挂板质心法线方向的高速撞击，悬挂此领域只有俄罗斯、乌克兰等国科学家有所涉板的质心O据悬挂点的距离为Z，悬挂板受弹丸撞［4］猎，公开文献较少.在受到高速撞击和不考虑击后扬角为"，质心升高距离为H.考虑此冲击问题，

7、采用如下基本假设：（1）弹收稿日期：2001-03-13.作者简介：褚英志（1973-），男，博士研究生；丸是圆柱状的；（2）悬挂靶板为薄板；（3）撞击过盖秉政（1942-），男，教授，博士生导师；程不考虑热量的散失；（4）用悬挂板质心的运动庞宝君（1963-），男，教授，博士生导师.代替悬挂板的运动.第2期褚英志，等：悬挂靶板在高速弹丸冲击下的运动·239·<0时，靶板向弹丸前进的反方向摆起，其反扬"角为2-lH-l-l!i0e=cosl=cos(2Mgl-l)，!=0时，靶板