近地空間原子氧對有保護層Kapton材料侵蝕效應(yīng)數(shù)值模擬研究.pdf

1、 近地軌道空間的環(huán)境條件惡劣，其中具有高能量高氧化性的原子氧侵蝕是危害航天器壽命的最主要因素之一。為了研究原子氧與航天器表面溫控涂層常用材料Kapton之間的相互作用規(guī)律及機理，本文通過地面模擬試驗和數(shù)值模擬計算對此過程進行了分析研究。 運用地面模擬器對Kapton材料進行了不同原子氧通量的輻照試驗。通過對原子氧輻照前后Kapton樣片表面形貌觀察和質(zhì)量損失的測量，探討了原子氧與Kapton作用的基本物理過程，認為原子氧對Ka

2、pton的作用是一個多次碰撞復(fù)合作用的過程。 借助于NASA在原子氧研究領(lǐng)域得出的長期飛行試驗數(shù)據(jù)及其對原子氧與Kapton材料相互作用的物理過程提出的假設(shè)，本文將原子氧對Kapton的掏蝕過程看作粒子輸運的過程，采用Monte Carlo法、使用C++語言編寫程序源代碼進行了數(shù)值模擬計算。計算結(jié)果與試驗結(jié)果的吻合證明了計算模型的合理性與準確性。 數(shù)值模擬的結(jié)果表明，原子氧的掏蝕效應(yīng)受到原子氧的通量、保護層中缺陷的寬度、