發(fā)布時(shí)間：2021-09-30 06:54

　　太空中存在大量空間碎片,空間碎片多集中分布在近地軌道和地球同步軌道,截至2020年10cm以上的被編目的接近20000個(gè),毫米級(jí)空間碎片數(shù)量更是巨大,空間碎片平均運(yùn)行速度約為10km/s,且每年仍以5%的速度增長(zhǎng)。隨著我國(guó)航天技術(shù)的發(fā)展,航天器發(fā)射次數(shù)不斷增加,一般來(lái)說(shuō)厘米級(jí)別的空間碎片碰撞,足以使航天器徹底毀壞,只能通過(guò)軌道機(jī)動(dòng)規(guī)避,毫米級(jí)空間碎片需要設(shè)計(jì)防護(hù)結(jié)構(gòu),當(dāng)航天器與空間碎片撞擊后,直徑為毫米級(jí)的漏孔對(duì)于航天器較為常見(jiàn),由于碰撞引發(fā)的氣體泄漏將導(dǎo)致艙體內(nèi)的壓力不斷下降,所以當(dāng)太空中的航天器與空間碎片發(fā)生碰撞產(chǎn)生微小泄漏時(shí),應(yīng)當(dāng)快速準(zhǔn)確的對(duì)泄漏源進(jìn)行定位,以確保航天器和航天員的安全。所以本文根據(jù)快速準(zhǔn)確的定位需求展開(kāi)了對(duì)密封艙泄漏檢測(cè)技術(shù)研究。當(dāng)空間碎片與密封艙發(fā)生碰撞時(shí),由于艙內(nèi)外壓差,引發(fā)氣體噴流,氣體與航天器艙壁相互作用產(chǎn)生彈性波,彈性波在艙壁上傳播,通過(guò)耦合在艙壁上的傳感器,檢測(cè)彈性波信號(hào),通過(guò)分析此信號(hào),判斷泄漏孔的位置。本文利用混沌理論對(duì)噪聲背景下不同孔徑產(chǎn)生的微小信號(hào)進(jìn)行識(shí)別;利用波達(dá)方向（Direction-of-Arrival,DOA）估計(jì)定位算法,引入小波譜... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

SSN編目的空間碎片數(shù)量年度增長(zhǎng)情況[2]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-2-果雖然不會(huì)十分嚴(yán)重，但由于空間粒子數(shù)量龐大，累計(jì)響應(yīng)會(huì)使航天器結(jié)構(gòu)破壞或引發(fā)功能失效。航天器作為航天活動(dòng)的重要載體，航天器的正常運(yùn)行直接關(guān)系到航天探索的成敗，當(dāng)空間碎片與航天器交會(huì)時(shí)，會(huì)損傷航天器的結(jié)構(gòu)[4,5]（如圖1-2所示），甚至完全破壞航天器。而當(dāng)密封艙一旦發(fā)生泄漏，由于太空環(huán)境沒(méi)有大氣壓，在壓差作用下，會(huì)造成密封艙內(nèi)的氣體向艙外泄漏，導(dǎo)致艙內(nèi)氣壓下降。由于艙內(nèi)的氣壓下降可能會(huì)影響航天設(shè)備的正常運(yùn)行，縮短航天器的在軌時(shí)間，甚至危及宇航員的人身安全。圖1-2航天器受到空間碎片撞擊損傷[4,5]隨著我國(guó)航天事業(yè)的不斷發(fā)展，保證航天器在軌正常運(yùn)行，如何避免空間碎片碰撞及碰撞后引發(fā)航天器密封艙氣體泄漏的定位成為了一個(gè)重要的研究方向。近些年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展國(guó)力增強(qiáng)，航天事業(yè)不斷進(jìn)步，航天器發(fā)射次數(shù)逐年增加，如何保障航天器在軌安全運(yùn)行，成為每一個(gè)研究人員關(guān)心的重要課題。航天器分為無(wú)人航天器和載人航天器，空間站即為航天器的一種，當(dāng)空間站在太空運(yùn)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-行與空間碎片發(fā)生碰撞引發(fā)泄漏或由于密封材料的失效導(dǎo)致密封艙泄漏時(shí)，一旦航天器發(fā)生泄漏會(huì)影響其使用壽命，甚至?xí){航天員的生命安全，但相對(duì)于發(fā)生泄漏后封堵漏孔技術(shù)，在軌確認(rèn)漏孔位置更加困難。最早應(yīng)用于國(guó)際空間站在軌檢漏使用的是手持式超聲檢漏儀[6]，超聲檢測(cè)儀如圖1-3所示。圖1-3UL101超聲檢測(cè)儀[6]該儀器與工業(yè)上應(yīng)用的超聲檢漏儀幾乎完全一樣，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、在艙內(nèi)就能檢漏；缺點(diǎn)是檢測(cè)效率低，檢測(cè)耗費(fèi)大量時(shí)間及人力資源。2004年1月國(guó)際空間站上發(fā)生了一次泄漏事故，造成空間站艙體內(nèi)氣壓以每天200Pa的速度下降，空間站上的航天員利用這種手持式超聲檢漏儀耗時(shí)兩周最終確定漏孔位置。由此可見(jiàn)針對(duì)航天器或壓力容器，泄漏均是其安全運(yùn)行的危險(xiǎn)因素，所以對(duì)泄漏源快速準(zhǔn)確定位是十分必要的。因此我們有必要研究更利于檢測(cè)泄漏的方法，從而快速準(zhǔn)確定位航天器艙體上的漏孔位置。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀對(duì)于聲發(fā)射技術(shù)國(guó)外起步較早，并且已經(jīng)做了大量的科研工作，聲發(fā)射作為一種檢測(cè)技術(shù)起步于20世紀(jì)50年代，德國(guó)學(xué)者凱賽爾通過(guò)對(duì)多種金屬的聲發(fā)射現(xiàn)象進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)了凱塞爾效應(yīng)，為后來(lái)的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)，聲發(fā)射技術(shù)起源于德國(guó)，興起于美國(guó)，然后在70年代，在日本歐洲及我國(guó)相繼得到發(fā)展[7]。針對(duì)聲發(fā)射檢測(cè)定位技術(shù)，德國(guó)的GaulL[8]等研究人員使用小波變換分析采集信號(hào)，確定

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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