[发明专利]针对空间自旋目标抓捕及消旋的地面物理仿真试验方法

摘要

为了解决现有空间目标的力学状态模拟存在试验流程与在轨状态不一致的问题，本发明提供一种针对空间自旋目标抓捕及消旋的地面物理仿真试验方法，属于空间操控系统及空间目标的地面零重力模拟领域。本发明包括：利用六自由度模拟器模拟空间目标自旋状态，利用气浮和喷气模拟服务飞行器的三自由度运动及零重力状态；六自由度机械臂携带自旋跟踪手爪装置对自旋的空间目标的自旋角速度及自旋轴进行跟踪及抓捕；抓捕过程中的角动量传递至服务飞行器，采用反向喷气消旋；实现在轨抓捕和消旋的实际流程进行完整一致地模拟。

主权项

1.一种针对空间自旋目标抓捕及消旋的地面物理仿真试验方法，其特征在于，所述方法基于地面物理仿真试验系统实现，所述系统包括服务飞行器模拟装置、六自由度机械臂(9)、自旋跟踪手爪装置(10)、六自由度目标模拟器和地面控制器(7)；服务飞行器模拟装置，用于利用喷气和气浮模拟服务飞行器在平面内前后、左右以及偏航三个自由度的零重力状态，还用于利用喷气消除在抓捕过程中产生的角动量；六自由度机械臂(9)的一端与服务飞行器模拟装置底部连接，六自由度机械臂(9)的另一端与自旋跟踪手爪装置(10)的顶端连接；六自由度目标模拟器，用于模拟空间目标六自由度零重力下的自旋状态；所述试验方法包括如下步骤：步骤一：地面控制器(7)控制六自由度目标模拟器模拟空间目标六自由度零重力下的自旋状态；步骤二：地面控制器(7)控制服务飞行器模拟装置气浮，使其处于零重力状态下；步骤三：自旋跟踪手爪装置(10)对模拟的自旋空间目标的自旋角速度及自旋轴进行跟踪，获得空间目标的自旋角速度和自旋轴；步骤四：六自由度机械臂(9)带动自旋跟踪手爪装置运动至空间目标的自旋轴上方，自旋跟踪手爪装置(10)起旋至与空间目标相同的自旋角速度，自旋跟踪手爪装置(10)收拢抓捕手爪(14)，完成对自旋空间目标的抓捕；步骤五：自旋跟踪手爪装置的刹车机构12脉冲式抱闸，利用步骤六消旋，直至服务飞行器模拟装置采集不到角速度信息，完成消旋；步骤六：服务飞行器模拟装置采集角速度信息，根据该角速度信息获得角动量，服务飞行器模拟装置采用反向喷气的方式，实现该角动量的消除。