一種用于空間捕獲的繩網(wǎng)及其收納封裝方法
【專利摘要】一種用于空間捕獲的繩網(wǎng)及其收納封裝方法，空間捕獲繩網(wǎng)包括網(wǎng)片、中心繩結(jié)、邊線繩以及加強繩、拉出繩、網(wǎng)束包、收納艙、邊線包。收納封裝過程如下：首先，牽拉繩網(wǎng)中心繩結(jié)將繩網(wǎng)拉成網(wǎng)束狀；然后，由中心繩結(jié)開始將網(wǎng)束以“W”字型折法收于網(wǎng)束包內(nèi)，并將網(wǎng)束包以“S字型”折法折成方塊狀后收納于繩網(wǎng)收納艙內(nèi)；最后將邊線繩以“W”字型折法分別收于四個邊線繩包內(nèi)并安裝于繩網(wǎng)收納艙的外表面，完成繩網(wǎng)的收納封裝過程。本發(fā)明所設(shè)計的空間捕獲繩網(wǎng)及“S字型柵格式”收納封裝方法可以有效避免空間繩網(wǎng)在高速拉出展開過程中的打結(jié)、穿過和纏繞問題。
【專利說明】一種用于空間捕獲的繩網(wǎng)及其收納封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及一種用于空間繩網(wǎng)抓捕系統(tǒng)的繩網(wǎng)以及繩網(wǎng)收納封裝方法，適用于對空間非合作目標實施在軌抓捕所用繩網(wǎng)及收納封裝方法設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著空間技術(shù)的發(fā)展，對空間碎片、廢棄衛(wèi)星等非合作目標實施在軌抓捕變得越來越重要，是急需發(fā)展新的技術(shù)。其中，繩網(wǎng)捕獲技術(shù)是國際上研究比較熱門的一種空間技術(shù)，主要是利用繩網(wǎng)展開機構(gòu)向捕獲目標方向發(fā)射一張由細繩編制成的大網(wǎng)，在包裹住目標航天器后，將目標航天器收回或者控制。利用繩網(wǎng)具有較大攔截面積，利于覆蓋抓捕目標的特點，繩網(wǎng)捕獲技術(shù)成為具有一定容錯能力的抓捕系統(tǒng)，提高了空間目標抓捕的安全性和可靠性。由于空間任務(wù)的高成本與高風險性，對于繩網(wǎng)捕獲技術(shù)，我們需要在地面進行大量試驗。
[0003]為了解決地球靜止軌道資源日趨緊張的問題，歐空局開展了一個用繩網(wǎng)抓捕地球靜止軌道廢棄衛(wèi)星的ROGER (Robotic Geostationary Orbit Restorer)項目。其中繩網(wǎng)系統(tǒng)主要用于清除地球同步軌道上的廢棄衛(wèi)星或者運載器末級。該空間任務(wù)主要包括:繩網(wǎng)發(fā)射，繩網(wǎng)展開，捕獲控制目標。ROGER系統(tǒng)的服務(wù)航天器能夠在距離目標15米處釋放繩網(wǎng)，經(jīng)過拋射、展開，完成對非合作目標的捕獲，并通過連接在繩網(wǎng)上的系繩將目標運輸?shù)礁哂贕EO的軌道上。
[0004]但是由于現(xiàn)有技術(shù)中繩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的特殊性(面積大、質(zhì)量小、網(wǎng)目大等)，繩網(wǎng)在工作過程中容易發(fā)生纏繞、穿過和打結(jié)等現(xiàn)象，造成繩網(wǎng)無法打開，因此急需一種更高的可靠性繩網(wǎng)及繩網(wǎng)收納封裝工藝解決這種問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于空間捕獲的繩網(wǎng)以及繩網(wǎng)收納封裝方法，通過“S字型柵格式”隔離技術(shù)，對繩網(wǎng)網(wǎng)束、邊線進行了有效隔離，并保證繩網(wǎng)拉出展開過程的有序性，解決了工作過程中容易發(fā)生纏繞、穿過和打結(jié)等問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種用于空間捕獲的繩網(wǎng)，包括網(wǎng)片、中心繩結(jié)、邊線繩、力口強繩、拉出繩；網(wǎng)片由網(wǎng)繩編織成正方形，網(wǎng)片中的網(wǎng)目呈菱形排列；網(wǎng)片的四條邊線繩與網(wǎng)片的四條邊通過繩結(jié)連接，每兩條邊線繩之間的交匯點采用繩結(jié)連接；兩條加強繩分別與網(wǎng)片的兩條對角線通過繩結(jié)連接；兩條加強繩交匯處采用中心繩結(jié)與網(wǎng)片中心點連接；每條邊線繩與加強繩的交匯點均引出一條拉出繩。
[0007]—種用于空間捕獲的繩網(wǎng)的收納封裝方法，步驟如下:
[0008]I)將繩網(wǎng)平鋪于地面并展開，牽拉繩網(wǎng)中心繩結(jié)將繩網(wǎng)拉成網(wǎng)束，使四條邊線繩收攏并處于距離繩網(wǎng)中心繩結(jié)等半徑的弧段上；
[0009]2)由繩網(wǎng)中心繩結(jié)開始將網(wǎng)束以“W”字型折法收納于網(wǎng)束包的每個柵格內(nèi)，使收納后中心繩結(jié)和邊線繩位于網(wǎng)束包的同一側(cè)；將網(wǎng)束包豎立起來并以“S字型”折法折成方塊狀后,將網(wǎng)束包中對應(yīng)于中心繩結(jié)和邊線繩的另一側(cè)固定在網(wǎng)艙內(nèi)；所述的網(wǎng)束包為柵格式結(jié)構(gòu)，由兩層布縫制而成，具有多個兩端通孔的柵格，柵格寬度從左到右依次逐漸變寬；
[0010]3)將邊線繩以“W”字型折法分別收納于四個邊線繩包內(nèi)，并將邊線繩包粘貼于網(wǎng)艙的外表面，完成繩網(wǎng)的收納封裝過程；所述的邊線繩包為柵格式結(jié)構(gòu)，由兩層布縫制而成，邊線繩包內(nèi)側(cè)縫有粘扣，具有八個兩端通孔的等寬度柵格。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:本發(fā)明根據(jù)空間非合作目標的捕獲需求，經(jīng)過反復(fù)大量的理論分析和地面試驗，提出了一種用于空間捕獲的繩網(wǎng)及其收納封裝方法。本發(fā)明所設(shè)計的空間抓捕繩網(wǎng)具有面積大、質(zhì)量小、強度高等優(yōu)點，展開面積達1600平方米；本發(fā)明針對空間抓捕繩網(wǎng)所設(shè)計的收納封裝方法，采用獨特的“S字型柵格式”隔離技術(shù)，有效避免了網(wǎng)束間接觸，同時保證了網(wǎng)束能夠依序拉出，降低繩網(wǎng)纏繞、穿過和打結(jié)的可能性，提高了繩網(wǎng)的拉出展開性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為用于空間捕獲的繩網(wǎng)；
[0013]圖2為網(wǎng)束包的尺寸規(guī)格；
[0014]圖3為邊線繩包的尺寸規(guī)格；
[0015]圖4為收攏繩網(wǎng)過程；
[0016]圖5為收納網(wǎng)束過程；
[0017]圖6為收納邊繩線過程。
【具體實施方式】
[0018]空間捕獲用繩網(wǎng)設(shè)計制作是整個空間繩網(wǎng)捕獲任務(wù)的前提。根據(jù)空間任務(wù)的要求，空間繩網(wǎng)要求質(zhì)量小、強度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且不容易發(fā)生纏繞。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明用于空間捕獲的繩網(wǎng)為凱夫拉纖維平面正方形有結(jié)繩網(wǎng)，主要由網(wǎng)片1、中心繩結(jié)2、邊線繩3、加強繩4、拉出繩5等部分組成。網(wǎng)片I由網(wǎng)繩采用平頭結(jié)方式編織而成，材料選取為0.3mm凱夫拉2股捻繩，網(wǎng)目呈菱形排列，此種網(wǎng)格拓撲結(jié)構(gòu)可以保證在將網(wǎng)片收成束狀后，網(wǎng)片四條邊線到達繩網(wǎng)中心點的距離相等；四條邊線繩3與網(wǎng)片I的四條邊通過鎖邊繩結(jié)固定連接，邊線繩3之間的交匯點采用繩結(jié)固定連接；兩條加強繩4分別與網(wǎng)片I兩條對角線通過繩結(jié)固定連接，兩條加強繩4交匯處采用中心繩結(jié)2與網(wǎng)片I中心點固定連接結(jié)；拉出繩5 —端與邊線繩3和加強繩4的交匯點固定連接，一端為自由端。邊線繩3、加強繩4、拉出繩5材料為3mm凱夫拉12編編繩，用來抵抗繩網(wǎng)發(fā)射過程的沖擊。
[0020]繩網(wǎng)是一種稀疏結(jié)構(gòu)，展開后具有較大的尺寸，占據(jù)較大的空間。為了壓縮繩網(wǎng)的體積，需要采取一定的方法對繩網(wǎng)進行收納封裝。本發(fā)明所設(shè)計的繩網(wǎng)收納封裝方法取名為“S字型柵格式”收納封裝方法。
[0021]如圖4至圖6所示，繩網(wǎng)收納封裝過程可分為收攏繩網(wǎng)、收納網(wǎng)束、收納邊線繩三個部分。
[0022]收攏繩網(wǎng):如圖4所示，將繩網(wǎng)平鋪于地面并展開，找到繩網(wǎng)中心繩結(jié)2，牽拉繩網(wǎng)中心繩結(jié)2將繩網(wǎng)拉成網(wǎng)束，保證四條邊線繩3收攏并處于距離繩網(wǎng)中心繩結(jié)2等半徑的弧段上。收攏好的網(wǎng)束由網(wǎng)中心繩結(jié)2至邊線繩3逐漸過度變粗。
[0023]收納網(wǎng)束:如圖5所示，由繩網(wǎng)中心繩結(jié)2開始將網(wǎng)束以“W”字型折法收于網(wǎng)束包6的柵格內(nèi)。將網(wǎng)束包6以“S字型”折法折成方塊狀后(開口朝上)收納于網(wǎng)艙7內(nèi)。網(wǎng)束包6為柵格式，如圖2所示，由兩層布縫制而成，具有多個兩端通孔的柵格，柵格寬度為漸變式，如圖2所示柵格高度為40cm，柵格寬度具體尺寸如表1所示，以適應(yīng)逐漸變粗的繩網(wǎng)束。柵格式網(wǎng)束包收納的優(yōu)勢在于將繩網(wǎng)束分柵格獨立收納，從而保證了繩網(wǎng)束逐段有序拉出，并防止了不同柵格內(nèi)的網(wǎng)束之間的交錯纏繞。
[0024]表1
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種用于空間捕獲的繩網(wǎng)，其特征在于包括:網(wǎng)片(I)、中心繩結(jié)(2)、邊線繩(3)、加強繩(4)、拉出繩(5);網(wǎng)片(I)由網(wǎng)繩編織成正方形，網(wǎng)片(I)中的網(wǎng)目呈菱形排列；網(wǎng)片(I)的四條邊線繩(3 )與網(wǎng)片(I)的四條邊通過繩結(jié)連接，每兩條邊線繩(3 )之間的交匯點采用繩結(jié)連接；兩條加強繩(4)分別與網(wǎng)片(I)的兩條對角線通過繩結(jié)連接；兩條加強繩(4)交匯處采用中心繩結(jié)(2)與網(wǎng)片(I)中心點連接；每條邊線繩(3)與加強繩(4)的交匯點均引出一條拉出繩(5)。
2.針對權(quán)利要求1所述的一種用于空間捕獲的繩網(wǎng)的收納封裝方法，其特征在于步驟如下: 1)將繩網(wǎng)平鋪于地面并展開，牽拉繩網(wǎng)中心繩結(jié)(2)將繩網(wǎng)拉成網(wǎng)束，使四條邊線繩(3)收攏并處于距離繩網(wǎng)中心繩結(jié)(2)等半徑的弧段上； 2)由繩網(wǎng)中心繩結(jié)(2)開始將網(wǎng)束以“W”字型折法收納于網(wǎng)束包(6)的每個柵格內(nèi)，使收納后中心繩結(jié)(2)和邊線繩(3)位于網(wǎng)束包(6)的同一側(cè)；將網(wǎng)束包(6)豎立起來并以“S字型”折法折成方塊狀后，將網(wǎng)束包(6)中對應(yīng)于中心繩結(jié)(2)和邊線繩(3)的另一側(cè)固定在網(wǎng)艙(7)內(nèi)；所述的網(wǎng)束包(6)為柵格式結(jié)構(gòu)，由兩層布縫制而成，具有多個兩端通孔的柵格，柵格寬度從左到右依次逐漸變寬； 3)將邊線繩(3)以“W”字型折法分別收納于四個邊線繩包(8)內(nèi)，并將邊線繩包(8)粘貼于網(wǎng)艙(7)的外表面，完成繩網(wǎng)的收納封裝過程；所述的邊線繩包(8)為柵格式結(jié)構(gòu)，由兩層布縫制而成，邊線繩包8內(nèi)側(cè)縫有粘扣，具有八個兩端通孔的等寬度柵格。
【文檔編號】D04G1/00GK103590188SQ201310503095
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】張青斌, 譚春林, 祁玉峰, 高慶玉, 劉永健, 豐志偉, 高興龍 申請人:中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學, 北京空間飛行器總體設(shè)計部