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博士后文庫脈沖激光燒蝕沖量耦合特性及空間碎片清除應用 版權信息
- ISBN：9787030653611
- 條形碼：9787030653611 ; 978-7-03-065361-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
博士后文庫脈沖激光燒蝕沖量耦合特性及空間碎片清除應用 內容簡介
隨著日益頻繁的人類航天活動，造成空間碎片數目急劇增加，其中厘米量級的空間碎片，由于數目較多無法采用規避措施、尺寸較大無法采用結構防護措施，因而被認為是對在軌航天器威脅優選的空間碎片。激光清除厘米級空間碎片具有無污染、高效率、低成本等優點，被認可為是減緩空間碎片危害的一種有效途徑。激光清除空間碎片基本原理是激光與碎片物質相互作用，將激光能量轉化為機械能，產生反噴沖量而獲得速度增量，在速度增量作用下碎片減速降軌，進入大氣層燒毀。本書從激光清除空間碎片這一應用背景出發，詳細討論了納秒脈沖激光燒蝕沖量耦合規律；在基于激光燒蝕沖量耦合的空間碎片清除應用方面，對激光輻照典型形狀空間碎片沖量矢量特性問題進行了分析研究，系統地介紹了地基激光清除空間碎片過程的仿真建模問題，為激光清除空間碎片這一技術的發展提供實驗參考與理論依據。
博士后文庫脈沖激光燒蝕沖量耦合特性及空間碎片清除應用 目錄
目錄
《博士后文庫》序言
前言
第1章 緒論 1
1.1 空間碎片清除方法概述 1
1.1.1 空間碎片 1
1.1.2 激光清除空間碎片方法 3
1.2 國內外研究現狀 5
1.2.1 激光燒蝕沖量耦合 5
1.2.2 激光清除空間碎片 17
1.3 本書主要內容 20
第2章 納秒脈沖激光燒蝕沖量耦合特性實驗方法 22
2.1 脈沖激光燒蝕羽流噴射測量系統 22
2.1.1 高速陰影成像法 22
2.1.2 實驗系統設計 23
2.1.3 同步與時序控制 24
2.1.4 流場標定 26
2.2 脈沖激光燒蝕微沖量測量系統 27
2.2.1 基于扭擺法的微沖量測量原理 27
2.2.2 基于扭擺結構的微沖量測量裝置 29
2.2.3 用于脈沖激光燒蝕微沖量測量的實驗系統 34
2.3 小結 36
第3章 納秒脈沖激光燒蝕羽流噴射特性 37
3.1 激光能量與燒蝕光斑測量 37
3.1.1 激光能量測量 37
3.1.2 光斑尺寸測量 39
3.2 典型平面鋁靶脈沖激光燒蝕等離子體羽流噴射特性 40
3.2.1 激光燒蝕光斑尺寸對等離子體羽流特性的影響 40
3.2.2 激光入射角度對等離子體羽流特性的影響 48
3.2.3 羽流噴射特性對沖量耦合的影響 51
3.3 典型形狀鋁靶脈沖激光燒蝕等離子體羽流噴射特性 53
3.3.1 楔形鋁靶脈沖激光燒蝕等離子體羽流特性 53
3.3.2 球形鋁靶脈沖激光燒蝕等離子體羽流特性 55
3.4 小結 58 第4章 納秒脈沖激光燒蝕微沖量特性 59
4.1 脈沖激光正入射輻照沖量特性 59
4.1.1 小光斑輻照沖量特性 59
4.1.2 大光斑輻照沖量特性 61
4.1.3 小光斑與大光斑輻照沖量特性對比 62
4.2 脈沖激光斜入射輻照沖量特性 64
4.2.1 激光斜入射輻照沖量測量方法 64
4.2.2 激光斜入射輻照光斑測量方法 65
4.2.3 激光斜入射沖量特性 67
4.3 激光波長對沖量特性的影響 68
4.4 小結 69
第5章 納秒脈沖激光輻照典型形狀碎片沖量特性 71
5.1 激光輻照典型形狀空間碎片沖量矢量基本模型 71
5.2 激光大光斑輻照典型形狀空間碎片沖量模型驗證 72
5.2.1 激光輻照半球形鋁靶沖量特性驗證 72
5.2.2 激光輻照楔形鋁靶沖量特性驗證 76
5.3 激光全輻照典型形狀空間碎片沖量特性分析 80
5.3.1 激光全輻照球體碎片沖量特性分析 80
5.3.2 激光全輻照圓柱體碎片沖量特性分析 82
5.3.3 激光全輻照長方體碎片分析 84
5.3.4 激光全輻照半球體碎片分析 86
5.4 小結 89
第6章 地基激光輻照清除空間碎片軌道變化特性 91
6.1 考慮空間碎片質心運動的激光輻照變軌簡化模型 91
6.1.1 激光輻照空間碎片質心運動過程 91
6.1.2 激光輻照空間碎片變軌簡化模型 92
6.1.3 激光輻照空間碎片變軌仿真分析 93
6.2 空間碎片地基激光輻照變軌過程建模與清除效果仿真 95
6.2.1 空間碎片多次飛行過頂激光清除過程 96
6.2.2 空間碎片多次飛行過頂激光輻照變軌模型 97
6.2.3 空間碎片多次飛行過頂激光輻照變軌計算流程 99
6.2.4 空間碎片地基激光輻照清除效果仿真 99
6.3 考慮空間碎片旋轉的激光輻照變軌隨機模擬方法 101
6.3.1 單脈沖激光輻照碎片速度增量變化規律 101
6.3.2 單脈沖激光輻照碎片速度增量隨機分析 105
6.3.3 空間碎片三維質心運動方程 106
6.3.4 激光驅動空間碎片條件 107
6.3.5 氣動阻力作用空間碎片的隨機分析 109
6.3.6 激光驅動空間碎片典型計算結果 110
6.4 小結 116
第7章 總結 118
參考文獻 119
編后記 126
《博士后文庫》序言
前言
第1章 緒論 1
1.1 空間碎片清除方法概述 1
1.1.1 空間碎片 1
1.1.2 激光清除空間碎片方法 3
1.2 國內外研究現狀 5
1.2.1 激光燒蝕沖量耦合 5
1.2.2 激光清除空間碎片 17
1.3 本書主要內容 20
第2章 納秒脈沖激光燒蝕沖量耦合特性實驗方法 22
2.1 脈沖激光燒蝕羽流噴射測量系統 22
2.1.1 高速陰影成像法 22
2.1.2 實驗系統設計 23
2.1.3 同步與時序控制 24
2.1.4 流場標定 26
2.2 脈沖激光燒蝕微沖量測量系統 27
2.2.1 基于扭擺法的微沖量測量原理 27
2.2.2 基于扭擺結構的微沖量測量裝置 29
2.2.3 用于脈沖激光燒蝕微沖量測量的實驗系統 34
2.3 小結 36
第3章 納秒脈沖激光燒蝕羽流噴射特性 37
3.1 激光能量與燒蝕光斑測量 37
3.1.1 激光能量測量 37
3.1.2 光斑尺寸測量 39
3.2 典型平面鋁靶脈沖激光燒蝕等離子體羽流噴射特性 40
3.2.1 激光燒蝕光斑尺寸對等離子體羽流特性的影響 40
3.2.2 激光入射角度對等離子體羽流特性的影響 48
3.2.3 羽流噴射特性對沖量耦合的影響 51
3.3 典型形狀鋁靶脈沖激光燒蝕等離子體羽流噴射特性 53
3.3.1 楔形鋁靶脈沖激光燒蝕等離子體羽流特性 53
3.3.2 球形鋁靶脈沖激光燒蝕等離子體羽流特性 55
3.4 小結 58 第4章 納秒脈沖激光燒蝕微沖量特性 59
4.1 脈沖激光正入射輻照沖量特性 59
4.1.1 小光斑輻照沖量特性 59
4.1.2 大光斑輻照沖量特性 61
4.1.3 小光斑與大光斑輻照沖量特性對比 62
4.2 脈沖激光斜入射輻照沖量特性 64
4.2.1 激光斜入射輻照沖量測量方法 64
4.2.2 激光斜入射輻照光斑測量方法 65
4.2.3 激光斜入射沖量特性 67
4.3 激光波長對沖量特性的影響 68
4.4 小結 69
第5章 納秒脈沖激光輻照典型形狀碎片沖量特性 71
5.1 激光輻照典型形狀空間碎片沖量矢量基本模型 71
5.2 激光大光斑輻照典型形狀空間碎片沖量模型驗證 72
5.2.1 激光輻照半球形鋁靶沖量特性驗證 72
5.2.2 激光輻照楔形鋁靶沖量特性驗證 76
5.3 激光全輻照典型形狀空間碎片沖量特性分析 80
5.3.1 激光全輻照球體碎片沖量特性分析 80
5.3.2 激光全輻照圓柱體碎片沖量特性分析 82
5.3.3 激光全輻照長方體碎片分析 84
5.3.4 激光全輻照半球體碎片分析 86
5.4 小結 89
第6章 地基激光輻照清除空間碎片軌道變化特性 91
6.1 考慮空間碎片質心運動的激光輻照變軌簡化模型 91
6.1.1 激光輻照空間碎片質心運動過程 91
6.1.2 激光輻照空間碎片變軌簡化模型 92
6.1.3 激光輻照空間碎片變軌仿真分析 93
6.2 空間碎片地基激光輻照變軌過程建模與清除效果仿真 95
6.2.1 空間碎片多次飛行過頂激光清除過程 96
6.2.2 空間碎片多次飛行過頂激光輻照變軌模型 97
6.2.3 空間碎片多次飛行過頂激光輻照變軌計算流程 99
6.2.4 空間碎片地基激光輻照清除效果仿真 99
6.3 考慮空間碎片旋轉的激光輻照變軌隨機模擬方法 101
6.3.1 單脈沖激光輻照碎片速度增量變化規律 101
6.3.2 單脈沖激光輻照碎片速度增量隨機分析 105
6.3.3 空間碎片三維質心運動方程 106
6.3.4 激光驅動空間碎片條件 107
6.3.5 氣動阻力作用空間碎片的隨機分析 109
6.3.6 激光驅動空間碎片典型計算結果 110
6.4 小結 116
第7章 總結 118
參考文獻 119
編后記 126
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