设计和现场仿生制造用于降落罩面料的高密度应变传感器阵列
Hui Li1, Jiangang He2, Chunzu Liang3
1Institute of Advanced Structure Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China.
iScience
|February 7, 2025
概括
研究人员开发了一种新的喷墨印刷方法,用于降落上高密度应变传感器. 这种技术模仿天然层,以防止油墨泄漏,确保稳定的传感器制造,以确保更安全的航天器着陆.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 航空航天工程 航空航天工程
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 在航天器降落罩中精确的应变监测对于安全着陆至关重要.
- 现有的可穿戴式应变传感器缺乏高分辨率测量所需的密度.
- 喷墨打印为直接在织物上制造密集的传感器阵列提供了潜力.
研究的目的:
- 开发一种高密度,现场应变传感器制造方法,用于太空船降落罩上.
- 为了克服与喷墨印刷在多孔面料表面相关的挑战,例如毛细管效应.
- 为了能够在降落部署期间高分辨率测量不均的菌株.
主要方法:
- 修改了天花板面料的处理,以模仿天然层,控制可湿性.
- 压力传感器阵列的喷墨打印直接放在修改过的织物上.
- 分层打印策略,以实现传感器密度为4单位·厘米-2.2.
主要成果:
- 在降落罩面料上成功地在现场制造了高密度应变传感器阵列.
- 修改有效控制了毛细血管效应,并优化了织物湿透性,以实现稳定的打印.
- 实现了传感器密度为4单位·cm-2,从而实现了高分辨率的应变映射.
结论:
- 开发的方法提供了一种可行的方法,用于制造大型降落罩上的应变传感器.
- 模仿自然的疏水层是有效的,使得在织品上稳定的喷墨打印.
- 这项技术可以通过精确的应变监测来提高航天器着陆系统的安全性和可靠性.
