空间飞行器用金属橡胶减振器

    1引言

    空间飞行器发射时所遭受的恶劣振动环境，极易损伤产品结构和影响单机工作性能。为了保证飞行器的安全性，各种单机设备在条件允许的情况下一般均进行减振。减振方案分为单机分别减振和飞行器若干结构整体减振。单机分别减振会大大增加飞行器的重量进而增加发射成本工3〕。根据国内外的研究和应用成果，采用减振器对主要集成安装结构进行整体减振和隔振是解决该问题的最佳选择二4-6]0

    早期的减振器材料主要为橡胶及其合成物，但是，这些减振器材料具有诸多缺点。相比于传统橡胶，金属橡胶可承受高低温作用、耐腐蚀、太空环境中不易挥发，能适应空间飞行器的恶劣环境;其性能稳定、不易老化，可以避免空间飞行器贮存期间频繁更换减振器以及因拆装引起的状态改变，节省了人力与维护经费，提高了系统的可靠J险与维修性川。200世纪50年代末，自美国U2侦察机采用由金属橡胶制成的构件进行结构减振以斯利用金属橡胶技术解决了很多国防和航空航天领域的疑难问题，在金属橡胶技术方面的研究水平居世界前列。其战略导弹在10年存储期内无需检验可以随时发射，金属橡胶构件被誉为推动俄罗斯国防和航空航天技术进步的功勋元件。

    我国在金属橡胶技术方面的研究起步较晚，且大多集中于理论研究。目前，国内针对金属橡胶减振器的主要研究包括以下几个方面:建立理论研究体系;在实验基础上建立干摩擦阻尼特性的理论模型;通过实验研究工艺参数对减振性能的影响;制备工艺研究;质量检测与使用寿命测试;抗冲击能力测试等。其中，李宇燕、黄协清等以多孔材料理论为基础，干摩擦非线性理论为依据，结合小曲梁模型建立了金属橡胶材料的非线J险本构关系，通过力找立移关系实验得到了非线性本构关系模型中的各项系数值、材料密度、材料形状因子三者之间的变化关系式川;王凤鸣、唐伟等通过实验与理论相结合的方法，提出基于迟滞回线拟合分解的高次弹性复合阻尼模型，并根据实验数据对其中的参数进行了辨识二}o};王光远、郑钢铁等依据动力学实验的结果，采用频域参数识别方建立了金属橡胶的动力学模型，较好地描述了金属橡胶的频域特性:-; 

    国内仅有少数几个研究机构在开展理论研究的同时进行了金属橡胶的设计制造工作。其中，北京强度环境研究所成功研制了某型号惯性复合基座金属橡胶减振器，在国内首次成功应用于导弹惯导系统;哈尔滨工业大学将金属橡胶减振器首次用于月球着陆器原理样机中，开展了高低温性能实验研究，〕。