[发明专利]用于极端环境的多功能复合结构

说明书

本发明涉及用于极端环境的多功能复合结构。多功能复合结构具有可以取决于极端环境而改变的模块化设计，其中所述结构将暴露于诸如危险辐射、微流星体和轨道碎片冲击、极端温度变化，等。所述多功能复合结构中采用的材料组合提供了一种重量轻且最大限度地防止辐射、碎片冲击和温度变化的支撑结构。

技术领域

本公开涉及一种用于极端环境的复合结构。更具体地，本公开涉及一种具有可以取决于所述极端环境而改变的模块化设计的多功能复合结构，在所述极端环境中，所述结构将被暴露于诸如危险辐射、微流星体和轨道碎片冲击、极端温度变化，等。所述多功能复合结构中采用的材料组合提供了一种重量轻且最大限度地防止辐射、碎片冲击和温度变化的支撑结构。

背景技术

对于在极端环境(例如外层空间或处理核材料)中工作的个人，有必要保护个人免遭极端环境的侵害。这些极端环境中的敏感仪器和/或设备也需要保护。

例如，在空间中，需要受保护的可容纳空间来提供对空间辐射的屏蔽，包括对电离辐射和非电离辐射两者的屏蔽。还需要防止超速微流星体和轨道碎片(MMOD)冲击。也需要对极端温度变化(从低于-200C到+200C)进行隔离。此外，保护性可容纳空间必须具有结构完整性以支撑必要的结构负载。

发明内容

本公开的多功能复合结构特别设计用在极端环境中。所述多功能结构包括两层或更多层复合面板，最外层提供高强度并且最内层提供密封的压力壳体。

支撑结构被定位在外层的复合面板与内层的复合面板之间的空间中。所述支撑结构连接到所述外层的复合面板和所述内层的复合面板两者。所述支撑结构具有蜂窝构造或梯形构造或一些其它等同构造。所述支撑结构的构造将所述外层的复合面板与所述内层的复合面板之间的所述空间分隔为多个分隔空间。

泡沫填充所述外层的复合面板与所述内层的复合面板之间的所述多个分隔空间。所述泡沫为所述结构提供轨道碎片的隔热、辐射屏蔽和能量吸收。

磁性排斥器也设置在所述外层的复合面板与所述内层的复合面板之间的所述空间中。所述磁性排斥器由以螺旋模式形成的超导电线或条带构成。多个线材或条带延伸穿过所述外层的复合面板与所述内层的复合面板之间的所述空间，并且当设置有电流时，所述线材或条带充当带电粒子的磁性排斥器，以提供防护(电离辐射)。当电流流过以螺旋模式形成的超导体线材/条带时，生成磁场。所述磁场通过排斥进入的带电粒子(电离辐射)而提供对空间辐射的防护。

隔离体也设置在所述外层的复合面板与所述内层的复合面板之间的所述空间中。所述隔离体是多层隔离体。所述隔离体提供隔热以防止温度变化。所述隔离体还是提供附加辐射防护的辐射屏蔽隔离体。

除了用在诸如外层空间或处理核材料的极端环境中，所述复合结构还可以用在需要防爆和/或电磁脉冲保护的车辆上，例如军用车辆和飞行器、用于个人保护的装甲车辆，等。

已经讨论的特征、功能和优点可以在各种示例中独立实现或者可在其它示例中组合，可以参考以下描述和附图看出其进一步细节。

附图说明

图1表征穿过复合结构的一部分的一侧的横截面视图。

图2表征图1中表征的复合结构的一部分的立体图。

图3表征复合结构的外面板的横截面。

图4表征复合结构的内面板的横截面。

图5表征复合结构的支撑结构的横截面。

图6表征穿过复合结构的变形例的一部分的一侧的横截面视图。

图7表征图6中表征的复合结构的一部分的立体图。

图8表征在构建方面采用复合结构的航天器的横截面。

图9示意性地表征图8中表征的复合结构的一部分。