Разработка комплексного расчётно-экспериментального метода исследования физико-механических характеристик волокнистых материалов и композитов на их основе при высоких скоростях деформаций для расчета защиты космических аппаратов от ударов частиц осколочно-метеороидной среды

В результате данного проекта будет разработан:- комплексный расчётно-экспериментальный метод получения характеристик ударной стойкости (прочности, деформативности, энергии разрушения и др.) волокнистых материалов и композитов на их основе при высокоскоростном импульсном воздействии,- методика расчёта защитных экранов космических аппаратов, в состав которых входят элементы на основе волокнистых материалов.Междисциплинарность исследования заключается в сочетании физики экстремального состояния вещества, классической теории прочности, высокоэффективных численных методов моделирования процессов высокоскоростного удара. Будет выполнено комплексное исследование, включающий в себя как проведение натурных экспериментов в интересующем скоростном диапазоне, так и разработку специализированной математической модели с учётом особенностей данной задачи.Создание данной методики расчёта необходимо в связи с расширением круга задач, связанных с развитием технологии защиты КА (уточнение данных о составе космического мусора, появление в нём стальной компоненты, расширение номенклатуры КА, требующих защиты, повышение требований к массово-габаритным характеристикам защиты, появление перспективных трансформируемых модулей космических станций н основе гибких разворачивающихся оболочек).Научная новизна состоит в комплексном подходе к синтезу, моделированию и прогнозированию характеристик стойкости волокнистых материалов и композитов на их основе, используемые в защитных экранах космических аппаратов, к ударному (импульсному) воздействию частицы (облака частиц) в диапазоне скоростей 5-7 км/с. Целевой скоростной диапазон для волокнистых материалов и композитов на их основе ранее не рассматривались. Доступны результаты по интересующим скоростям деформирования, но они относятся исключительно к металлическим конструкциям. Существуют результаты по тканевым композитам, но для единичного массивного ударника и скоростного диапазона, соответствующего скорости пули, выпущенной из стрелкового оружия. Ни те, ни другие методики расчётов не позволяют прямого обобщения на случай воздействия космического мусора на защитные композитные экраны космических аппаратов, в связи с чем и требуется выполнение отдельного исследования.Результаты выполнения проекта необходимы для разработки перспективных защитных конструкций нового типа, отвечающим требованиям по обеспечению безопасности экипажа орбитальной станции в современных условиях возрастающего засорения космической среды. Результаты работы будут использованы при разработке изделий производства АО «РКК «Энергия», АО «ДКБА» и других предприятий ракетно-космической промышленности.