CN101342947A - 可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构 - Google Patents

Abstract

可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，它涉及一种抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构。针对一次性或多次发射进行空间组装成大尺寸防护屏费用高、难度大及采用机械式展开防护屏折叠效率低、可靠性低、展开后体积小问题。相邻两层可刚化充气展开平面框架之间通过充气展开支撑立管总成连接，可刚化充气展开平面框架内设置有与其连接的防护屏，可刚化充气展开平面框架内装有水平导线和进气管，充气展开支撑立管总成内装有竖直平行导线和充气管，水平导线与竖直平行导线连接，第一、二充气管与可刚化充气展开长、短支撑管连通，竖直充气管与可刚化充气展开支撑立管连通。本发明防护效果好、可靠性高、重量轻、折叠效率高、费用低。

Description

可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构

技术领域

本发明涉及一种抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构。

背景技术

在卫星等航天器运行的轨道空间内存在着大量高速运动(速度≥8km/s)的微流星体和空间碎片，这些微流星体及空间碎片的撞击会使飞行器损伤、破坏甚至失效，同时也对航天员的生命安全构成严重威胁。对于1cm以上的空间碎片，可以通过在轨碎片监视器等给予预警，采取回避等主动防护措施；对于1cm以下的空间碎片，则只能采用被动防护措施。目前航天器的防护方案主要有固定式和机械式两种防护屏机构。航天器往往需要较大尺寸的防护区域，需要有大尺寸的防护屏。受发射体积及费用的限制，一次性发射或多次发射进行空间组装成大尺寸的防护屏费用较高，甚至难以实现；而采用机械式展开的防护屏则存在折叠效率低、展开可靠性低、展开后体积较小、难以构建三层以上或更多层数的多层防护等缺点。因此，设计出易于发射、发射费用较低、大尺寸、防护屏层数多、抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，将对卫星、飞船等航天器的工作可靠性和生存寿命起着至关重要的作用。(引自：张伟，庞宝君，张泽华.航天器微流星体及空间碎片防护结构性能分析J.哈尔滨工业大学学报，2002，34(5)：603.)。

发明内容

本发明的目的是为解决采用一次性发射或多次发射进行空间组装成大尺寸的防护屏存在费用高、难度大甚至难以实现及采用机械式展开的防护屏存在折叠效率低、展开可靠性低、展开后体积较小、难以构建三层以上或更多层数的多层防护的问题，进而提供一种可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的防护机构包括至少两层可刚化充气展开平面框架、至少两个防护屏、至少四根充气展开支撑立管总成、多条系带、至少两根水平导线、四对竖直平行导线、两个第一充气管、两个第二充气管、四个竖直充气管、四个水平充气控制阀和四个控制阀；所述至少两层可刚化充气展开平面框架上下正对且平行设置，相邻两层可刚化充气展开平面框架的四个角端之间通过四根充气展开支撑立管总成连接构成密闭充气展开支撑框架，所述每层可刚化充气展开平面框架内设置有一个防护屏，所述每个防护屏通过多条系带与相对应的可刚化充气展开平面框架连接，所述每层可刚化充气展开平面框架内装有一根水平导线，位于密闭充气展开支撑框架的每个角端的充气展开支撑立管总成内装有一对竖直平行导线，所述竖直平行导线与充气展开支撑立管总成中的可刚化充气展开支撑立管的电加热层连接，四对竖直平行导线的两端露在密闭充气展开支撑框架的外面，所述每根水平导线的两端与四对竖直平行导线中的其中一对连接，设置在每层可刚化充气展开平面框架内的水平导线分别与同层的可刚化充气展开平面框架中的两个可刚化充气展开长支撑管的电热层和两个可刚化充气展开短支撑管的加热层连接，位于最上层的可刚化充气展开平面框架的两个对角端上分别设置有一个第一充气管和一个第二充气管，所述每个第一充气管的一端与最上层的可刚化充气展开平面框架中的可刚化充气展开长支撑管连通，所述每个第二充气管的一端与最上层的可刚化充气展开平面框架中的可刚化充气展开短支撑管连通，位于最上层的可刚化充气展开平面框架的每个角端上设置有一个竖直充气管，所述每个竖直充气管的下端与相对应的充气展开支撑立管总成中的可刚化充气展开支撑立管连通，每个第一充气管和第二充气管上分别装有一个水平充气控制阀，每个竖直充气管上装有一个控制阀。

本发明具有以下有益效果：一、采用多层防护屏，防护效果更好。二、采用可刚化充气展开平面框架作为本发明的框架支撑结构的主体，在所述框架内装有防护屏。防护屏以系带的连接方式与可刚化充气展开平面框架相连接，因而在使用时可保证所述框架以一定尺寸折叠，折叠效率高，发射体积小。三、所述框架中的支撑管由于采用可刚化充气展开的结构，支撑管可沿轴线方向以充气压力作为驱动力展开，展开后支撑管通电加热固化，从而形成稳定的、满足结构刚度要求的支撑结构。四、平面框架由于采用可刚化充气展开的支撑结构，其结构简单、不易出故障、展开可靠性好、整体重量轻、折叠效率高。五、本发明由于在充气管上装有控制阀，可控制充气管充入到支撑管内部的气体流量和流速，使密闭充气展开支撑框架的充气展开过程较为稳定。六、由于支撑管是由多层薄膜复合材料构成，支撑管抗弯刚度、强度等性能指标可通过改变支撑管的直径、长度、管壁厚度及材料性能等方法进行设计。七、当可刚化充气展开平面框架为多层时，层与层之间通过充气展开，展开效率更高，更易控制。八、多层防护屏之间采用充气展开支撑管展开并支撑，层与层之间间距能够展开成足够大，有利于空间碎片在与防护屏撞击后碎片云的展开，从而大大提高防护机构的防护效果。九、本发明具有结构简单、成本低、展开可靠性高、整体重量轻、折叠效率高、发射体积小的优点，可在卫星、飞船、空间站等航天器上使用，用作构建卫星、载人飞船等飞行器的防护机构。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视图，图2是图1的A部放大图，图3是图1的B部放大图，图4是图1的俯视图，图5是端盖19与密封胶圈21装配在一起的主视图，图6是图5的C-C剖视图，图7是接盘22与密封橡胶圈24装配在一起的主视图，图8是图7的D-D剖视图，图9是可刚化充气展开长支撑管14的主视图，图10是可刚化充气展开短支撑管16的主视图，图11是可刚化充气展开支撑立管12的主视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图4及图9～图11说明本实施方式，本实施方式的防护机构包括至少两层可刚化充气展开平面框架1、至少两个防护屏2、至少四根充气展开支撑立管总成3、多条系带4、至少两根水平导线5、四对竖直平行导线6、两个第一充气管7、两个第二充气管8、四个竖直充气管9、四个水平充气控制阀10和四个控制阀11；所述至少两层可刚化充气展开平面框架1上下正对且平行设置，相邻两层可刚化充气展开平面框架1的四个角端之间通过四根充气展开支撑立管总成3连接构成密闭充气展开支撑框架，所述每层可刚化充气展开平面框架1内设置有一个防护屏2，所述每个防护屏2通过多条系带4与相对应的可刚化充气展开平面框架1连接，所述每层可刚化充气展开平面框架1内装有一根水平导线5，位于密闭充气展开支撑框架的每个角端的充气展开支撑立管总成3内装有一对竖直平行导线6，所述竖直平行导线6与充气展开支撑立管总成3中的可刚化充气展开支撑立管12的电加热层13连接，四对竖直平行导线6的两端露在密闭充气展开支撑框架的外面，所述每根水平导线5的两端与四对竖直平行导线6中的其中一对连接，设置在每层可刚化充气展开平面框架1内的水平导线5分别与同层的可刚化充气展开平面框架1中的两个可刚化充气展开长支撑管14的电热层15和两个可刚化充气展开短支撑管16的加热层17连接，位于最上层的可刚化充气展开平面框架1的两个对角端上分别设置有一个第一充气管7和一个第二充气管8，所述每个第一充气管7的一端与最上层的可刚化充气展开平面框架1中的可刚化充气展开长支撑管14连通，所述每个第二充气管8的一端与最上层的可刚化充气展开平面框架1中的可刚化充气展开短支撑管16连通，位于最上层的可刚化充气展开平面框架1的每个角端上设置有一个竖直充气管9，所述每个竖直充气管9的下端与相对应的充气展开支撑立管总成3中的可刚化充气展开支撑立管12连通，每个第一充气管7和第二充气管8上分别装有一个水平充气控制阀10，每个竖直充气管9上装有一个控制阀11。本实施方式中，通过第一充气管7和第二充气管8向可刚化充气展开长支撑管14和可刚化充气展开短支撑管16内充入气体，用水平充气控制阀10控制进气量。通过竖直充气管9向可刚化充气展开支撑立管12内充入气体，用控制阀11控制进气量。通过对水平导线5和竖直平行导线6通电加热，使可刚化充气展开长支撑管14、可刚化充气展开短支撑管16和可刚化充气展开支撑立管12固化。本实施方式中的水平充气控制阀10和四个控制阀11均采用电磁气流控制阀，电磁气流控制阀为外购件。

具体实施方式二：结合图1～图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式的每层可刚化充气展开平面框架1由两个可刚化充气展开长支撑管14、两个可刚化充气展开短支撑管16、四个连接件18、八个端盖19、八个卡箍20和八个密封胶圈21组成；所述两个可刚化充气展开长支撑管14和两个可刚化充气展开短支撑管16分别相对设置并构成矩形框架，所述矩形框架的每个顶角处分别设置有一个连接件18，所述每个可刚化充气展开长支撑管14的两端内和每个可刚化充气展开短支撑管16的两端内分别装有一个端盖19，所述端盖19通过装在其外壁上的密封胶圈21与可刚化充气展开长支撑管14的内壁密闭连接，所述装在可刚化充气展开短支撑管16两端内的端盖19通过装在端盖19外壁上的密封胶圈21与可刚化充气展开短支撑管16的内壁密闭连接，所述每个端盖19与相对应的连接件18连接，每个可刚化充气展开长支撑管14两端的外壁上和每个可刚化充气展开短支撑管16两端的外壁上分别装有一个卡箍20，所述每个可刚化充气展开长支撑管14的两端和每个可刚化充气展开短支撑管16的两端分别通过卡箍20与端盖19固接。如此设置，安装方便、连接可靠。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1～图4、图7和图8说明本实施方式，本实施方式的每个充气展开支撑立管总成3由可刚化充气展开支撑立管12、两个接盘22、两个喉箍23和两个密封橡胶圈24组成；所述每个可刚化充气展开支撑立管12的两端内各装有一个接盘22，所述接盖22通过装在其外壁上的密封橡胶圈24与可刚化充气展开支撑立管12的内壁密闭连接，每个可刚化充气展开支撑立管12两端的外壁上分别装有一个喉箍23，每个可刚化充气展开支撑立管12的两端分别通过喉箍23与接盘22固接，所述每个可刚化充气展开支撑立管12的两端通过接盘22与相对应的连接件18连接。如此设置，安装方便、连接可靠。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1、图2、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式的连接件18为开放式连接件，所述开放式连接件位于最上层的可刚化充气展开平面框架1的四个端角处，开放式连接件由相互垂直设置且固接在一起的第一侧板26、第二侧板27和底板28组成，所述最上层的可刚化充气展开平面框架1的两个可刚化充气展开长支撑管14的两端通过装在其内的端盖19与相对应的开放式连接件的第一侧板26连接，所述最上层的可刚化充气展开平面框架1的两个可刚化充气展开短支撑管16的两端通过装在其内的端盖19与相对应的开放式连接件的第二侧板27连接，所述每个第一充气管7的一端穿过相对应的开放式连接件的第一侧板26和端盖19与最上层的可刚化充气展开平面框架1的可刚化充气展开长支撑管14连通，所述每个第二充气管8的一端穿过相对应的开放式连接件的第二侧板27和端盖19与最上层的可刚化充气展开平面框架1的可刚化充气展开短支撑管16连通，所述每个竖直充气管9的下端穿过相对应的开放式连接件的底板28和端盖19与相对应的可刚化充气展开支撑立管12连通，所述每根水平导线5的两端穿过相应的开放式连接件的第一侧板26和第二侧板27以及端盖19与四对竖直平行导线6中的其中一对连接。如此设置，结构简单，便于安装。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式五：结合图1、图3、图4、图7和图8说明本实施方式，本实施方式的连接件18为四方空心体29，所述四方空心体29位于中间层或最下层可刚化充气展开平面框架1的四个端角处，所述中间层或最下层可刚化充气展开平面框架1中的两个可刚化充气展开长支撑管14的两端分别通过端盖19与相对应的四方空心体29的一个侧面连接，所述中间层或最下层可刚化充气展开平面框架1中的两个可刚化充气展开短支撑管16的两端分别通过端盖19与相对应的四方空心体29的另一个侧面连接。如此设置，结构简单，便于安装。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式的每个防护屏2由多块刚性防护屏30按照1～1000行和1～1000列排列构成，相邻两块刚性防护屏30的横向间距和纵向间距均为1～50cm，相邻两块刚性防护屏30通过系带4连接，每个防护屏2通过多条系带4与相应层的可刚化充气展开平面框架1中的两个可刚化充气展开长支撑管14和两个可刚化充气展开短支撑管16连接。刚性防护屏30的数量和间距根据需要选定。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式的可刚化充气展开平面框架1的层数为二～二十层，相邻两层可刚化充气展开平面框架1内的防护屏2之间的间距为5～100cm。可刚化充气展开平面框架1的层数根据需要选定。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式的每块刚性防护屏30由金属板或增强环氧树脂基复合材料层合板制成，所述增强环氧树脂基复合材料层合板是单层或多层碳纤维增强环氧树脂基复合材料层合板、单层或多层芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料层合板或者是单层或多层玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料层合板，所述金属板的厚度为1～50mm。如此设置，抗空间碎片和微流星体撞击效果好。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式的每块刚性防护屏30由多层碳纤维增强环氧树脂基复合材料层合板、多层芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料层合板和多层玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料层合板按照任意排列顺序上下叠放在一起粘结构成，或者由多层金属板、多层碳纤维增强环氧树脂基复合材料层合板、多层芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料层合板和多层玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料层合板按照任意排列顺序上下叠放在一起粘结构成。如此设置，抗空间碎片和微流星体撞击效果好。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方式十：结合图1、图5和图6说明本实施方式，本实施方式的端盖19的一侧端面上设有突台37，端盖19的另一侧端面上沿轴向设有中心凹孔38，可减轻端盖19的整体重量，端盖19的外圆周端面上设有环槽39，所述密封胶圈21装在端盖19的环槽39内，端盖19的突台37一侧的端面上设有3～5个螺纹孔，所述端盖19和连接件18通过装在端盖19的螺纹孔及连接件18螺钉孔内的螺钉连接。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式十一：结合图1、图7和图8说明本实施方式，本实施方式的接盘22的一侧端面上设有圆突台40，接盘22的另一侧端面上沿轴向设有中心轴孔41，可减轻接盘22的整体重量，接盘22的外圆周端面上设有环形槽42，所述密封橡胶圈24装在接盘22的环形槽42内，接盘22的圆突台40一侧的端面上设有3～5个螺纹通孔，所述接盘22和连接件18通过装在接盘22的螺纹通孔及连接件18螺钉孔内的螺钉连接。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式十二：本实施方式的刚性防护屏30的形状是长方形、正方形、三角形、圆形或椭圆形，所述形状为长方形、正方形或三角形的刚性防护屏的边长为1～1000cm。刚性防护屏30的形状根据需要选定。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方式十三：结合图9～图11说明本实施方式，本实施方式的可刚化充气展开支撑立管12的管壁由内至外依次分别由气体阻隔层43、电加热层13、热固化层44、绝热层45和空间环境防护层46组成；所述可刚化充气展开长支撑管14的管壁由内至外依次分别由气体隔离层47、电热层15、固化层48、绝热保护层49和空间防护层50组成；所述可刚化充气展开短支撑管16的管壁由内至外依次分别由阻隔层51、加热层17、热固层52、绝热防护层53和环境防护层54组成；所述电加热层13、电热层15和加热层17均由电加热薄膜或排布在一起的耐高温电阻丝制成；所述热固化层44、固化层48和热固层52均由环氧树脂预浸碳纤维织物材料、环氧树脂预浸芳纶纤维织物材料、碳纤维预浸织物和芳纶纤维预浸织物复合材料或者由环氧树脂预浸碳纤维织物与环氧树脂预浸芳纶纤维织物复合材料构成，以满足不同性能要求，采用环氧树脂预浸碳纤维织物材料，加热固化后可保证可刚化充气展开支撑立管12、可刚化充气展开长支撑管14和可刚化充气展开短支撑管16所需要的强度和刚度；采用环氧树脂预浸芳纶纤维织物材料，其特点是强度高、柔韧性好；所述热固化层44、固化层48和热固层52的层数根据需要选定，所述气体阻隔层43、气体隔离层47和阻隔层51均由聚酰亚胺薄膜制成，气体阻隔层43、气体隔离层47和阻隔层51的厚度均为0.01～0.2mm，所述空间环境防护层46、空间防护层50和环境防护层54均由聚酰亚胺薄膜材料制成，也可以涂敷防护涂层，可防止可刚化充气展开支撑立管12、可刚化充气展开长支撑管14和可刚化充气展开短支撑管16遭到空间辐射而损害。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式十四：结合图1、图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式五的不同点是：本实施方式的防护机构还包括至少两个四通充气管31、至少四个水平充气管控制阀32和至少两个进气控制阀33；所述四通充气管31由相互连通的上充气管34、下充气管35和两个垂直设置的水平充气管36组成，所述中间层或最下层的可刚化充气展开平面框架1两对角处的四方空心体29内各装有一个四通充气管31，装在中间层的可刚化充气展开平面框架1的四方空心体29内的四通充气管31的上充气管34和下充气管35分别与相邻的可刚化充气展开支撑立管12连通，装在中间层的可刚化充气展开平面框架1的四方空心体29内的四通充气管31的两个垂直设置的水平充气管36分别与相邻的可刚化充气展开长支撑管14和可刚化充气展开短支撑管16连通，装在最下层的可刚化充气展开平面框架1的四方空心体29内的四通充气管31的上充气管34分别与相邻的可刚化充气展开支撑立管12连通，装在中间层的可刚化充气展开平面框架1的四方空心体29内的四通充气管31的两个垂直设置的水平充气管36分别与相邻的可刚化充气展开长支撑管14和可刚化充气展开短支撑管16连通，每个四通充气管31的上充气管34上装有一个进气控制阀33，每个四通充气管31的两个垂直设置的水平充气管36上分别装有一个水平充气管控制阀32。水平充气管控制阀32和进气控制阀33均采用电磁气流控制阀，所述电磁气流控制阀为外购件。

本发明的机构沿纵向、横向都可折叠。先z形折叠可刚化充气展开支撑立管12，使整个机构成为平面的一道防护机构，再沿水平面的两个方向先后折叠可刚化充气展开长支撑管14和可刚化充气展开短支撑管16，使整个机构体积减小。

展开时，先打开水平充气控制阀10，并通过第一充气管7和第二充气管8向最上层的可刚化充气展开平面框架1中的可刚化充气展开长支撑管14和可刚化充气展开短支撑管16内冲入气体，使整个机构沿水平方向展开，然后打开控制阀11，使气体通过竖直充气管9进入最上一个可刚化充气展开支撑立管12内，使最上层的可刚化充气展开平面框架1全部打开，依次类推，逐层打开每个可刚化充气展开平面框架1，待整个密闭充气展开支撑框架完全展开后，通过对水平导线5和竖直平行导线6通电，使可刚化充气展开支撑立管12、可刚化充气展开长支撑管14和可刚化充气展开短支撑管16固化。

Claims (10)

1、一种可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，所述防护机构包括至少两层可刚化充气展开平面框架(1)、至少两个防护屏(2)、至少四根充气展开支撑立管总成(3)、多条系带(4)、至少两根水平导线(5)、四对竖直平行导线(6)、两个第一充气管(7)、两个第二充气管(8)、四个竖直充气管(9)、四个水平充气控制阀(10)和四个控制阀(11)；其特征在于：所述至少两层可刚化充气展开平面框架(1)上下正对且平行设置，相邻两层可刚化充气展开平面框架(1)的四个角端之间通过四根充气展开支撑立管总成(3)连接构成密闭充气展开支撑框架，所述每层可刚化充气展开平面框架(1)内设置有一个防护屏(2)，所述每个防护屏(2)通过多条系带(4)与相对应的可刚化充气展开平面框架(1)连接，所述每层可刚化充气展开平面框架(1)内装有一根水平导线(5)，位于密闭充气展开支撑框架的每个角端的充气展开支撑立管总成(3)内装有一对竖直平行导线(6)，所述竖直平行导线(6)与充气展开支撑立管总成(3)中的可刚化充气展开支撑立管(12)的电加热层(13)连接，四对竖直平行导线(6)的两端露在密闭充气展开支撑框架的外面，所述每根水平导线(5)的两端与四对竖直平行导线(6)中的其中一对连接，设置在每层可刚化充气展开平面框架(1)内的水平导线(5)分别与同层的可刚化充气展开平面框架(1)中的两个可刚化充气展开长支撑管(14)的电热层(15)和两个可刚化充气展开短支撑管(16)的加热层(17)连接，位于最上层的可刚化充气展开平面框架(1)的两个对角端上分别设置有一个第一充气管(7)和一个第二充气管(8)，所述每个第一充气管(7)的一端与最上层的可刚化充气展开平面框架(1)中的可刚化充气展开长支撑管(14)连通，所述每个第二充气管(8)的一端与最上层的可刚化充气展开平面框架(1)中的可刚化充气展开短支撑管(16)连通，位于最上层的可刚化充气展开平面框架(1)的每个角端上设置有一个竖直充气管(9)，所述每个竖直充气管(9)的下端与相对应的充气展开支撑立管总成(3)中的可刚化充气展开支撑立管(12)连通，每个第一充气管(7)和第二充气管(8)上分别装有一个水平充气控制阀(10)，每个竖直充气管(9)上装有一个控制阀(11)。

2、根据权利要求1所述的可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，其特征在于：所述每层可刚化充气展开平面框架(1)由两个可刚化充气展开长支撑管(14)、两个可刚化充气展开短支撑管(16)、四个连接件(18)、八个端盖(19)、八个卡箍(20)和八个密封胶圈(21)组成；所述两个可刚化充气展开长支撑管(14)和两个可刚化充气展开短支撑管(16)分别相对设置并构成矩形框架，所述矩形框架的每个顶角处分别设置有一个连接件(18)，所述每个可刚化充气展开长支撑管(14)的两端内和每个可刚化充气展开短支撑管(16)的两端内分别装有一个端盖(19)，所述端盖(19)通过装在其外壁上的密封胶圈(21)与可刚化充气展开长支撑管(14)的内壁密闭连接，所述装在可刚化充气展开短支撑管(16)两端内的端盖(19)通过装在端盖(19)外壁上的密封胶圈(21)与可刚化充气展开短支撑管(16)的内壁密闭连接，所述每个端盖(19)与相对应的连接件(18)连接，每个可刚化充气展开长支撑管(14)两端的外壁上和每个可刚化充气展开短支撑管(16)两端的外壁上分别装有一个卡箍(20)，所述每个可刚化充气展开长支撑管(14)的两端和每个可刚化充气展开短支撑管(16)的两端分别通过卡箍(20)与端盖(19)固接。

3、根据权利要求2所述的可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，其特征在于：所述每个充气展开支撑立管总成(3)由可刚化充气展开支撑立管(12)、两个接盘(22)、两个喉箍(23)和两个密封橡胶圈(24)组成；所述每个可刚化充气展开支撑立管(12)的两端内各装有一个接盘(22)，所述接盖(22)通过装在其外壁上的密封橡胶圈(24)与可刚化充气展开支撑立管(12)的内壁密闭连接，每个可刚化充气展开支撑立管(12)两端的外壁上分别装有一个喉箍(23)，每个可刚化充气展开支撑立管(12)的两端分别通过喉箍(23)与接盘(22)固接，所述每个可刚化充气展开支撑立管(12)的两端通过接盘(22)与相对应的连接件(18)连接。

4、根据权利要求2所述的可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，其特征在于：所述连接件(18)为开放式连接件，所述开放式连接件位于最上层的可刚化充气展开平面框架(1)的四个端角处，开放式连接件由相互垂直设置且固接在一起的第一侧板(26)、第二侧板(27)和底板(28)组成，所述最上层的可刚化充气展开平面框架(1)的两个可刚化充气展开长支撑管(14)的两端通过装在其内的端盖(19)与相对应的开放式连接件的第一侧板(26)连接，所述最上层的可刚化充气展开平面框架(1)的两个可刚化充气展开短支撑管(16)的两端通过装在其内的端盖(19)与相对应的开放式连接件的第二侧板(27)连接，所述每个第一充气管(7)的一端穿过相对应的开放式连接件的第一侧板(26)和端盖(19)与最上层的可刚化充气展开平面框架(1)的可刚化充气展开长支撑管(14)连通，所述每个第二充气管(8)的一端穿过相对应的开放式连接件的第二侧板(27)和端盖(19)与最上层的可刚化充气展开平面框架(1)的可刚化充气展开短支撑管(16)连通，所述每个竖直充气管(9)的下端穿过相对应的开放式连接件的底板(28)和端盖(19)与相对应的可刚化充气展开支撑立管(12)连通，所述每根水平导线(5)的两端穿过相应的开放式连接件的第一侧板(26)和第二侧板(27)以及端盖(19)与四对竖直平行导线(6)中的其中一对连接。

5、根据权利要求2所述的可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，其特征在于：所述连接件(18)为四方空心体(29)，所述四方空心体(29)位于中间层或最下层可刚化充气展开平面框架(1)的四个端角处，所述中间层或最下层可刚化充气展开平面框架(1)中的两个可刚化充气展开长支撑管(14)的两端分别通过端盖(19)与相对应的四方空心体(29)的一个侧面连接，所述中间层或最下层可刚化充气展开平面框架(1)中的两个可刚化充气展开短支撑管(16)的两端分别通过端盖(19)与相对应的四方空心体(29)的另一个侧面连接。

6、根据权利要求1所述的可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，其特征在于：所述每个防护屏(2)由多块刚性防护屏(30)按照1～1000行和1～1000列排列构成，相邻两块刚性防护屏(30)的横向间距和纵向间距均为1～50cm，相邻两块刚性防护屏(30)通过系带(4)连接，每个防护屏(2)通过多条系带(4)与相应层的可刚化充气展开平面框架(1)中的两个可刚化充气展开长支撑管(14)和两个可刚化充气展开短支撑管(16)连接。

7、根据权利要求1所述的可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，其特征在于：所述可刚化充气展开平面框架(1)的层数为二～二十层，相邻两层可刚化充气展开平面框架(1)内的防护屏(2)之间的间距为5～100cm。

8、根据权利要求6所述的可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，其特征在于：所述每块刚性防护屏(30)由金属板或增强环氧树脂基复合材料层合板制成，所述增强环氧树脂基复合材料层合板是单层或多层碳纤维增强环氧树脂基复合材料层合板、单层或多层芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料层合板或者是单层或多层玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料层合板。

9、根据权利要求6所述的可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，其特征在于：所述每块刚性防护屏(30)由多层碳纤维增强环氧树脂基复合材料层合板、多层芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料层合板和多层玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料层合板按照任意排列顺序上下叠放在一起粘结构成，或者由多层金属板、多层碳纤维增强环氧树脂基复合材料层合板、多层芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料层合板和多层玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料层合板按照任意排列顺序上下叠放在一起粘结构成。

10、根据权利要求5所述的可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，其特征在于：所述防护机构还包括至少两个四通充气管(31)、至少四个水平充气管控制阀(32)和至少两个进气控制阀(33)；所述四通充气管(31)由相互连通的上充气管(34)、下充气管(35)和两个垂直设置的水平充气管(36)组成，所述中间层或最下层的可刚化充气展开平面框架(1)两对角处的四方空心体(29)内各装有一个四通充气管(31)，装在中间层的可刚化充气展开平面框架(1)的四方空心体(29)内的四通充气管(31)的上充气管(34)和下充气管(35)分别与相邻的可刚化充气展开支撑立管(12)连通，装在中间层的可刚化充气展开平面框架(1)的四方空心体(29)内的四通充气管(31)的两个垂直设置的水平充气管(36)分别与相邻的可刚化充气展开长支撑管(14)和可刚化充气展开短支撑管(16)连通，装在最下层的可刚化充气展开平面框架(1)的四方空心体(29)内的四通充气管(31)的上充气管(34)分别与相邻的可刚化充气展开支撑立管(12)连通，装在中间层的可刚化充气展开平面框架(1)的四方空心体(29)内的四通充气管(31)的两个垂直设置的水平充气管(36)分别与相邻的可刚化充气展开长支撑管(14)和可刚化充气展开短支撑管(16)连通，每个四通充气管(31)的上充气管(34)上装有一个进气控制阀(33)，每个四通充气管(31)的两个垂直设置的水平充气管(36)上分别装有一个水平充气管控制阀(32)。

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