进入21世纪以后,世界航天事业继续飞速发展,但其带来的副产品—“空间碎片”问题也愈发严重,对在轨航天器及航天员造成巨大的威胁。在现有航天器防护结构逐渐不能够满足防护要求的前提下,应用具有更佳防护性能的新材料成为当务之急。本文对玄武岩纤维布和铝丝网的防护特性进行了介绍,并对玄武岩纤维布/铝丝网组合防护结构进行超高速撞击特性研究。对当今航天器常用的几种防护结构进行调研后,设计了四种总面密度相同的玄武岩纤维布/铝丝网组合防护结构,即玄武岩纤维布/铝丝网作第一层防护屏或填充层的Whipple防护结构,网格双防护结构,多层冲击结构。利用二级轻气炮对这四种防护结构及相同面密度的典型铝板Whipple防护结构进行了超高速撞击地面模拟实验,分析了撞击速度对各防护结构防护性能的影响。在撞击速度相近时,对每种结构的防护性能做了对比,发现4种组合防护结构的性能明显好于典型铝板Whipple防护结构。并且在低速段,撞击速度在2 km/s到3.5 km/s之间,玄武岩纤维布/铝丝网组合层作填充层的防护结构的防护效果稍微好于其它三种;在高速段,撞击速度在3.5 km/s到5.5 km/s之间,玄武岩纤维布/铝丝网组合层作填充层的防护结构的防护效果明显好于其它三种,玄武岩纤维布/铝丝网作第一层防护屏的防护结构次之,多层冲击结构与网格双防护结构最差。应用三维绘图软件CATIA对铝合金丝网及玄武岩纤维布完成了几何建模,应用LS-DYNA软件进行了超高速撞击数值仿真,通过实验验证了玄武岩纤维布几何模型及材料模型的有效性。通过数值仿真方法,研究了纯玄武岩纤维布对弹丸动能的消耗能力,分析了组合结构中玄武岩纤维布的安放位置对防护性能的影响。