【摘 要】
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随着空间科学技术的进步和载人航天工程的发展,我国各类航天器在轨运行数量越来越多,时间越来越长.航天器在轨运行要经受空间环境的长时间考验,为了保证航天器的正常运行
【出 处】
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中国空间科学学会空间生命专业委员会第二十届学术研讨会暨中国宇航学会航天医学工程与空间生物学专业委员会第四届学术研讨会
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随着空间科学技术的进步和载人航天工程的发展,我国各类航天器在轨运行数量越来越多,时间越来越长.航天器在轨运行要经受空间环境的长时间考验,为了保证航天器的正常运行和航天员的生命安全,加强针对航天器在轨运行的自身安全防护技术研究是十分重要的,在轨航天器的安全性检测、系统运转状态监测、危险防护体系的建立等已成为亟待我们认真研究并解决的问题.本文介绍一种载人航天器结构健康检测方法.利用两级超声传感器阵列检测航天器在轨损伤声发射信号,利用声达时差和波束合成算法对损伤及泄漏进行定位,并利用非线性超声方法评估航天器损伤程度.本方法应用两级传感器阵列,一级传感器阵列由8×8个阵元组成,将一级传感器阵列按照一定的拓扑结构粘贴于航天器舱壁上组成二级传感器阵列.应用两级传感器阵列具有以下优点：a、结合波束合成算法可以实现对泄漏产生的持续声发射信号准确定向,并通过叠加特定区域中两个或两个以上的二级节点的定向结果实现定位.b、可以在不改变结构的情况下,方便的利用超声相控阵技术实现对损伤程度的评估.应用该方法进行检测时,对传感器阵列采集到的信号进行处理,首先判断是否发生撞击,若发生则启动泄漏识别模块判断在轨航天器是否存在泄漏故障.当有泄漏故障发生时,启动泄漏源定位模块对泄漏点位置进行精确计算.若没有发生泄漏故障,则启动损伤评估模块根据撞击定位结果,对撞击点附近的结构损伤程度进行评估.数据处理模块将所有的计算结果存储在数据库中,宇航员及地面操控人员可以通过检测仪的显示及通讯接口获取检测数据.应用这种方法能够实现撞击定位精度优于±100mm,漏率大于1Pa.m3/s的泄漏定位精度优于±200mm,有效识别裂纹、成坑、击穿等损伤.应用这种方法研制的设备重量轻、便于操作、可靠性高,能够满足载人航天器损伤及对气体泄漏检测的需求.
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