[发明专利]一种空间柔性网捕装置发射展开系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种空间柔性网捕装置发射展开系统，属于航空航天空间碎片捕获技术领域。

技术背景：

柔性网捕机构是近几年来空间碎片捕获技术领域较为新的技术，相比于刚性捕获机构而言，柔性网捕机构具有更大的容错能力和更低的控制要求。但柔性网捕机构的展开过程是无约束的非线性隐式动力学过程，容易出现收缩缠绕等现象，其中发射装置_对网面的展开、网型的保持有很大的影响。对于柔性网捕装置的展开问题，欧空局曾提出ROGER计划，ROGER计划中，柔性网采取一次发射方式，利用具有一定初速度的质量块的惯性飞行，拉开网面，这种方式主要问题是柔性网展开飞行过程很难控制，同时，也很难适用不同距离的捕获任务，由于重力和空气阻力不能忽略，开展地面试验与空间试验的可比性较差。因而，如何实现可控的、适用广且易于试验测试的网捕发射展开，是研究的重点和难点，本文为研究解决这三个问题，发明了一种空间柔性网捕装置发射展开系统。

发明内容：

1.目的：本发明的目的是为了提供一种空间柔性网捕装置发射展开系统，是一种结构比较简单、柔性网展开效果良好的发射装置。

2.技术方案：为了实现上述发明的目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种空间柔性网捕装置发射展开系统，它是由发射支架、滚筒、发射约束环、柔性网捕装置、火箭固定架、A型小火箭、B型小火箭组成；它们之间的位置连接关系是：滚筒装在发射支架的圆轴上，发射约束环组装在发射支架侧边的凸台上，A型小火箭和B型小火箭连接在火箭固定架中，而火箭固定架则安装在发射支架凸台的导槽内。

所述发射支架是框架式结构,见图2，包括底座、圆轴、凸台三个部分；底座是U型体，圆轴为实心圆柱体，固定在U型底座上，圆轴的功能是安装滚筒；凸台是长方体，其上表面有燕尾型导槽，安装在U型底座的侧边，凸台的功能是安装固定发射约束环和火箭固定架，同时凸台上的导槽也约束了A型小火箭初始速度的方向；

所述滚筒是中空的圆柱体，圆柱体两端有外凸缘，在滚筒的外圆柱表面上有螺旋槽；滚筒安装在发射支架的圆轴上，可以旋转。其作用是在未发射时将柔性网和网中心系绳绕在圆柱面的螺旋槽内，在展开过程中，滚筒的转动释放柔性网，同时滚筒的阻尼效果保证了柔性网和网中心系绳在展开过程中保证其张紧状态；

所述发射约束环是一长端有圆孔的长方形板，见图3，发射约束环的另一长端则固定在发射支架的凸台上，发射约束环的功能是保证柔性网在第一次发射过程中柔性网沿着网角系绳发射方向保持束状，并由发射约束环的圆孔中飞出；

所述柔性网捕装置包括柔性网、网中心系绳、网角系绳三部分，见图4。柔性网是由柔性材料制成的平面正方形网，发射初始时，将柔性网从网面中心点拉出成束状，缠绕在滚筒的螺旋槽中；网中心系绳是始端连接在柔性网的中心点，末端与滚筒连接的绳索，发射初始时，网中心系绳缠绕在滚筒的螺旋槽内，其作用是在完成任务后牵引捕获到的目标运动，同时在发射过程中起到一定的阻尼作用；网角系绳是耐热材料制成的绳索，共有4根，其始端分别连接在柔性网四个角点上，其末端穿过发射约束环后，分别连接在四个B型小火箭上，其作用是在牵引柔性网的飞出和柔性网的第二次展开；

所述火箭固定架包括A型固定环、B型固定环和导轨三部分，见图5。A型固定环是中间圆环状，圆环状外圈有四根外伸杆，四根外伸杆成X形对称分布，四根外伸杆末端有圆弧形结构；B型固定环结构与A型固定环类似，B型固定环与A型固定环的中心圆环尺寸相同，但B型固定环的X形杆长度小于比A型固定环的X形杆的长度，A型固定环和B型固定环连接A型小火箭和B型小火箭，并使其由A型固定环和B型固定环的中心圆环中穿过，B型小火箭固定在A型固定环和B型固定环的外伸杆末端的圆弧形结构上；导轨为燕尾形，将A型固定环和B型固定环连接形成一体；该火箭固定架上的导轨配合安装在发射支架的凸台10上的导槽内，使A型小火箭穿过A型固定环和B型固定环，按设定方向平直发射出去；

所述A型小火箭是微小型固体火药电点火火箭，包括固体小火箭和测距仪两部分，两部分都选用现有的产品，固体小火箭提供第一次发射过程的动力，测距仪是在一次发射后的飞行过程中，测量与目标间的距离，测距仪安装在A型小火箭的内部；A型小火箭数量一个；安装在火箭固定架的A型固定环和B型固定环的中心；