CN103590188B - 一种用于空间捕获的绳网及其收纳封装方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于空间捕获的绳网及其收纳封装方法，空间捕获绳网包括网片、中心绳结、边线绳以及加强绳、拉出绳、网束包、收纳舱、边线包。收纳封装过程如下：首先，牵拉绳网中心绳结将绳网拉成网束状；然后，由中心绳结开始将网束以“W”字型折法收于网束包内，并将网束包以“S字型”折法折成方块状后收纳于绳网收纳舱内；最后将边线绳以“W”字型折法分别收于四个边线绳包内并安装于绳网收纳舱的外表面，完成绳网的收纳封装过程。本发明所设计的空间捕获绳网及“S字型栅格式”收纳封装方法可以有效避免空间绳网在高速拉出展开过程中的打结、穿过和缠绕问题。

Description

一种用于空间捕获的绳网及其收纳封装方法
技术领域
本发明主要涉及一种用于空间绳网抓捕系统的绳网以及绳网收纳封装方法，适用于对空间非合作目标实施在轨抓捕所用绳网及收纳封装方法设计。
背景技术
随着空间技术的发展，对空间碎片、废弃卫星等非合作目标实施在轨抓捕变得越来越重要，是急需发展新的技术。其中，绳网捕获技术是国际上研究比较热门的一种空间技术，主要是利用绳网展开机构向捕获目标方向发射一张由细绳编制成的大网，在包裹住目标航天器后，将目标航天器收回或者控制。利用绳网具有较大拦截面积，利于覆盖抓捕目标的特点，绳网捕获技术成为具有一定容错能力的抓捕系统，提高了空间目标抓捕的安全性和可靠性。由于空间任务的高成本与高风险性，对于绳网捕获技术，我们需要在地面进行大量试验。
为了解决地球静止轨道资源日趋紧张的问题，欧空局开展了一个用绳网抓捕地球静止轨道废弃卫星的ROGER(RoboticGeostationaryOrbitRestorer)项目。其中绳网系统主要用于清除地球同步轨道上的废弃卫星或者运载器末级。该空间任务主要包括：绳网发射，绳网展开，捕获控制目标。ROGER系统的服务航天器能够在距离目标15米处释放绳网，经过抛射、展开，完成对非合作目标的捕获，并通过连接在绳网上的系绳将目标运输到高于GEO的轨道上。
但是由于现有技术中绳网结构的特殊性（面积大、质量小、网目大等），绳网在工作过程中容易发生缠绕、穿过和打结等现象，造成绳网无法打开，因此急需一种更高的可靠性绳网及绳网收纳封装工艺解决这种问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种用于空间捕获的绳网以及绳网收纳封装方法，通过“S字型栅格式”隔离技术，对绳网网束、边线进行了有效隔离，并保证绳网拉出展开过程的有序性，解决了工作过程中容易发生缠绕、穿过和打结等问题。
本发明的技术方案是：一种用于空间捕获的绳网，包括网片、中心绳结、边线绳、加强绳、拉出绳;网片由网绳编织成正方形，网片中的网目呈菱形排列；网片的四条边线绳与网片的四条边通过绳结连接，每两条边线绳之间的交汇点采用绳结连接；两条加强绳分别与网片的两条对角线通过绳结连接；两条加强绳交汇处采用中心绳结与网片中心点连接；每条边线绳与加强绳的交汇点均引出一条拉出绳。
一种用于空间捕获的绳网的收纳封装方法，步骤如下：
1）将绳网平铺于地面并展开，牵拉绳网中心绳结将绳网拉成网束，使四条边线绳收拢并处于距离绳网中心绳结等半径的弧段上；
2）由绳网中心绳结开始将网束以“W”字型折法收纳于网束包的每个栅格内，使收纳后中心绳结和边线绳位于网束包的同一侧；将网束包竖立起来并以“S字型”折法折成方块状后，将网束包中对应于中心绳结和边线绳的另一侧固定在网舱内；所述的网束包为栅格式结构，由两层布缝制而成，具有多个两端通孔的栅格，栅格宽度从左到右依次逐渐变宽；
3）将边线绳以“W”字型折法分别收纳于四个边线绳包内，并将边线绳包粘贴于网舱的外表面，完成绳网的收纳封装过程；所述的边线绳包为栅格式结构，由两层布缝制而成，边线绳包内侧缝有粘扣，具有八个两端通孔的等宽度栅格。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明根据空间非合作目标的捕获需求，经过反复大量的理论分析和地面试验，提出了一种用于空间捕获的绳网及其收纳封装方法。本发明所设计的空间抓捕绳网具有面积大、质量小、强度高等优点，展开面积达1600平方米；本发明针对空间抓捕绳网所设计的收纳封装方法，采用独特的“S字型栅格式”隔离技术，有效避免了网束间接触，同时保证了网束能够依序拉出，降低绳网缠绕、穿过和打结的可能性，提高了绳网的拉出展开性能。
附图说明
图1为用于空间捕获的绳网；
图2为网束包的尺寸规格；
图3为边线绳包的尺寸规格；
图4为收拢绳网过程；
图5为收纳网束过程；
图6为收纳边绳线过程。
具体实施方式
空间捕获用绳网设计制作是整个空间绳网捕获任务的前提。根据空间任务的要求，空间绳网要求质量小、强度大、结构稳定且不容易发生缠绕。
如图1所示，本发明用于空间捕获的绳网为凯夫拉纤维平面正方形有结绳网，主要由网片1、中心绳结2、边线绳3、加强绳4、拉出绳5等部分组成。网片1由网绳采用平头结方式编织而成，材料选取为0.3mm凯夫拉2股捻绳，网目呈菱形排列，此种网格拓扑结构可以保证在将网片收成束状后，网片四条边线到达绳网中心点的距离相等；四条边线绳3与网片1的四条边通过锁边绳结固定连接，边线绳3之间的交汇点采用绳结固定连接；两条加强绳4分别与网片1两条对角线通过绳结固定连接，两条加强绳4交汇处采用中心绳结2与网片1中心点固定连接结；拉出绳5一端与边线绳3和加强绳4的交汇点固定连接，一端为自由端。边线绳3、加强绳4、拉出绳5材料为3mm凯夫拉12编编绳，用来抵抗绳网发射过程的冲击。
绳网是一种稀疏结构，展开后具有较大的尺寸，占据较大的空间。为了压缩绳网的体积，需要采取一定的方法对绳网进行收纳封装。本发明所设计的绳网收纳封装方法取名为“S字型栅格式”收纳封装方法。
如图4至图6所示，绳网收纳封装过程可分为收拢绳网、收纳网束、收纳边线绳三个部分。
收拢绳网：如图4所示，将绳网平铺于地面并展开，找到绳网中心绳结2，牵拉绳网中心绳结2将绳网拉成网束，保证四条边线绳3收拢并处于距离绳网中心绳结2等半径的弧段上。收拢好的网束由网中心绳结2至边线绳3逐渐过度变粗。
收纳网束：如图5所示，由绳网中心绳结2开始将网束以“W”字型折法收于网束包6的栅格内。将网束包6以“S字型”折法折成方块状后（开口朝上）收纳于网舱7内。网束包6为栅格式，如图2所示，由两层布缝制而成，具有多个两端通孔的栅格，栅格宽度为渐变式，如图2所示栅格高度为40cm，栅格宽度具体尺寸如表1所示，以适应逐渐变粗的绳网束。栅格式网束包收纳的优势在于将绳网束分栅格独立收纳，从而保证了绳网束逐段有序拉出，并防止了不同栅格内的网束之间的交错缠绕。
表1
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
宽度 3 3.4 3.7 4 4.3 4.5 4.8 5 5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6 6.8
序号 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
宽度 6.9 7 7.2 7.4 7.5 7.6 7.8 7.9 8 8.2 8.4 8.5 8.7 8.8 8.9 9
收纳边线绳：如图6所示，将边线绳3以“W”字型折法，分别收于四个边线绳包8内。栅格式边线绳包8，如图3所示，由两层布缝制而成，边线绳包8内侧缝有粘扣，具有八个两端通孔的等宽度栅格，栅格高度为40cm，每个栅格宽度为3cm。将边线绳3等分成八组并插入对应的栅格中，将边线绳包8通过粘扣粘贴于网舱7的外表面，完成绳网的收纳封装过程。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种用于空间捕获的绳网的收纳封装方法，其特征在于步骤如下：
1)将绳网平铺于地面并展开，牵拉绳网中心绳结(2)将绳网拉成网束，使四条边线绳(3)收拢并处于距离绳网中心绳结(2)等半径的弧段上；
2)由绳网中心绳结(2)开始将网束以“W”字型折法收纳于网束包(6)的每个栅格内，使收纳后中心绳结(2)和边线绳(3)位于网束包(6)的同一侧；将网束包(6)竖立起来并以“S字型”折法折成方块状后，将网束包(6)中对应于中心绳结(2)和边线绳(3)的另一侧固定在网舱(7)内；所述的网束包(6)为栅格式结构，由两层布缝制而成，具有多个两端通孔的栅格，栅格宽度从左到右依次逐渐变宽；
3)将边线绳(3)以“W”字型折法分别收纳于四个边线绳包(8)内，并将边线绳包(8)粘贴于网舱(7)的外表面，完成绳网的收纳封装过程；所述的边线绳包(8)为栅格式结构，由两层布缝制而成，边线绳包8内侧缝有粘扣，具有八个两端通孔的等宽度栅格。
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