不规则目标旋转状态对激光烧蚀驱动冲量的影响

陈川; 龚自正; 杨武霖; 李明

doi:10.3788/IRLA201948.S106002

不规则目标旋转状态对激光烧蚀驱动冲量的影响

doi: 10.3788/IRLA201948.S106002

1.
北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室,北京 100094;
2.
北京卫星环境工程研究所,北京 100094;
3.
中国空间技术研究院,北京 100094

基金项目:

国家安全重大基础研究计划（61331103）;空间碎片专项（KJSP2016040103）

详细信息

作者简介:
陈川(1988-),男,博士,主要从事激光驱动空间碎片、空间碎片主动移除、空间碎片环境治理等方面的研究。Email:chenchuan0611@163.com

中图分类号: V416.5;TN249

Influence of rotation state of irregular shape target on laser ablation driven impulse

1.
Science and Technology on Reliability and Environmental Engineering Laboratory,Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering,Beijing 100094,China;
2.
Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering,Beijing 100094,China;
3.
China Academy of Space Technology,Beijing 100094,China

摘要: 激光烧蚀驱动技术是最有前途的空间碎片主动移除技术之一，但是在其移除过程中碎片的旋转状态会对激光驱动效果产生很大的影响，是该技术研究中需要解决的一个问题。通过理论计算分析了激光脉冲连续驱动旋转平板目标的冲量规律，及脉冲频率和目标旋转角速度对其的影响。并通过目标表面三角化三维重构计算的方法分析了不同脉冲频率和目标旋转角速度下，圆柱体、长方体、圆锥等典型外形目标和不规则目标自身旋转对激光脉冲连续辐照驱动产生冲量的影响规律。结果表明，目标自身旋转会使得脉冲激光连续作用的驱动效果随脉冲次数增多产生周期性变化，其大小和周期性变化规律受自转速度、脉冲频率及自身外形特点的影响；通过激光辐照策略的合理选择，可最小化甚至消除旋转对激光脉冲连续作用产生冲量方向的影响。
- 碎片主动移除 /
- 激光烧蚀驱动 /
- 旋转目标 /
- 不规则目标 /
- 表面三角化重构 /
- 冲量产生规律
Abstract: Laser ablation driven is one of the most promising active debris removal technologies. However, the rotation state of the target has a very complicated impact on the effect of laser ablation, which is one of the problems to be solved. In this paper, the laser driving impulse under the continuous irradiation for rotating plate target was analyzed by theoretical calculation, and the effect of pulse frequency and target rotation speed on it was also discussed. And with the surface triangulation and three-dimensional reconstruction calculation method, the magnitude and direction of laser driving impulse under the continuous irradiation for rotating typical shape target, such as cylinder, cuboid and cone, and irregular shape target were analyzed under different pulse frequency and different rotational angular velocity. The results show that the rotation of the target will make the driving effect of continuous pulse laser change periodically with the increase of pulse number; Its magnitude and periodic variation are affected by the rotation speed, pulse frequency and the shape of itself; By the rational selection of laser irradiation strategy, the influence of rotation on the impulse direction of laser pulse continuous irradiation can be minimized or eliminated.
- active debris removal /
- laser ablation driven /
- rotation target /
- irregular shape target /
- surface triangulation reconstruction /
- impulse generation rule

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不规则目标旋转状态对激光烧蚀驱动冲量的影响

doi: 10.3788/IRLA201948.S106002

作者简介:
陈川(1988-),男,博士,主要从事激光驱动空间碎片、空间碎片主动移除、空间碎片环境治理等方面的研究。Email:chenchuan0611@163.com

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不规则目标旋转状态对激光烧蚀驱动冲量的影响

doi: 10.3788/IRLA201948.S106002

1. 北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室,北京 100094;

2. 北京卫星环境工程研究所,北京 100094;

3. 中国空间技术研究院,北京 100094

作者简介:
陈川(1988-),男,博士,主要从事激光驱动空间碎片、空间碎片主动移除、空间碎片环境治理等方面的研究。Email:chenchuan0611@163.com

English Abstract

Influence of rotation state of irregular shape target on laser ablation driven impulse

1. Science and Technology on Reliability and Environmental Engineering Laboratory,Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering,Beijing 100094,China;

2. Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering,Beijing 100094,China;

3. China Academy of Space Technology,Beijing 100094,China

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不规则目标旋转状态对激光烧蚀驱动冲量的影响

doi: 10.3788/IRLA201948.S106002

作者简介: 陈川(1988-),男,博士,主要从事激光驱动空间碎片、空间碎片主动移除、空间碎片环境治理等方面的研究。Email:chenchuan0611@163.com

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不规则目标旋转状态对激光烧蚀驱动冲量的影响

doi: 10.3788/IRLA201948.S106002

1. 北京卫星环境工程研究所 可靠性与环境工程技术重点实验室,北京 100094; 2. 北京卫星环境工程研究所,北京 100094; 3. 中国空间技术研究院,北京 100094

作者简介: 陈川(1988-),男,博士,主要从事激光驱动空间碎片、空间碎片主动移除、空间碎片环境治理等方面的研究。Email:chenchuan0611@163.com

English Abstract

Influence of rotation state of irregular shape target on laser ablation driven impulse

1. Science and Technology on Reliability and Environmental Engineering Laboratory,Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering,Beijing 100094,China; 2. Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering,Beijing 100094,China; 3. China Academy of Space Technology,Beijing 100094,China

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作者简介:
陈川(1988-),男,博士,主要从事激光驱动空间碎片、空间碎片主动移除、空间碎片环境治理等方面的研究。Email:chenchuan0611@163.com

1. 北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室,北京 100094;

2. 北京卫星环境工程研究所,北京 100094;

3. 中国空间技术研究院,北京 100094

作者简介:
陈川(1988-),男,博士,主要从事激光驱动空间碎片、空间碎片主动移除、空间碎片环境治理等方面的研究。Email:chenchuan0611@163.com