[發明專利]繩網式空間碎片抓捕與清除系統

有效

• 申請號: 201310503724.3
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103587728A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 譚春林;劉永健;祁玉峰;張青斌;趙國偉;郭吉豐;張建國;劉新建
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: B64G4/00
• 分類號: B64G4/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.繩網式空間碎片抓捕與清除系統，其特征在于包括：發射子系統和飛網子系統，發射子系統又包括發射器（1）、網艙（2）、網艙蓋彈射裝置（3）、緩沖裝置（4）、系繩張力控制裝置（5）和系繩切割器（6），飛網子系統又包括繩網（7）和質量塊（8）；

當衛星發現目標飛行器后，衛星自主控制網艙蓋彈射裝置（3）工作，將網艙蓋（36）從網艙（2）出口彈射出去，繩網（7）在網艙蓋（36）的帶動下從網艙（2）內依次倒序拉出，隨著繩網（7）被拉出，繩網（7）和系繩張力控制裝置（5）中的系繩（9）逐漸被拉直；

在繩網（7）和系繩（6）拉直的瞬間，衛星自主控制發射器（1）開始工作，發射器（1）推動四個質量塊（8）按照預設的發射張角運動，質量塊（8）帶動繩網（7）從后向前邊飛行邊展開，并達到張滿的狀態，待繩網（7）將目標飛行器完全包覆后，質量塊（8）控制繩網（7）收緊網口完成對目標的捕獲；

系繩張力控制裝置（5）中的系繩（9）將捕獲后的目標飛行器強制拉離軌道，拉離軌道后，系繩切割器（6）切斷系繩（9）將目標飛行器與衛星平臺分離；

所述發射器（1）用于推動四個質量塊（8）按照預設的發射張角運動，推動質量塊（8）牽引繩網（7）從后向前展開達到張滿狀態，實現對目標的捕獲；

所述網艙（2）用于放置繩網（7）；

所述網艙蓋彈射裝置（3）用于將網艙蓋（36）彈開后帶動繩網（7）中心部位將繩網從網艙（2）中依次倒序拉出；

所述緩沖裝置（4）安裝在發射器（1）底部，用于減緩發射器發射時產生的沖擊和反推力；

所述系繩張力控制裝置（5）與飛網子系統連接，在飛網子系統完成目標的捕獲收口鎖定后通過收放系繩（9）實現張力控制；

所述繩網（7）用于形成對目標足夠大的覆蓋空間，將目標完全包圍后啟動質量塊（8）完成對目標的包覆；

所述質量塊（8）用于拖動空間繩網（7）展開，并觸發收緊網口完成目標的抓捕。

2.根據權利要求1所述的繩網式空間碎片抓捕與清除系統，其特征在于：所述發射器（1）包括點火器（11）、起爆器（12）、主活塞（13）、導向銷（14）、密封圈（15）、四個分活塞套筒（16）、四個分活塞（17）、剪切銷（18）、主活塞導引套筒（19）、連接桿（110）和底座（111），點火器（11）和起爆器（12）安裝在發射器的底座（111）內，在發射器工作前，主活塞（13）面積較大的部分設置在底座（111）內并位于起爆器（12）之上，主活塞（13）面積較小的部分設置在主活塞導引套筒（19）內，主活塞（12）面積較大的部分與面積較小的部分之間采用錐形肩過渡，導向銷（14）設置在主活塞導引套筒（19）上用于對主活塞（12）的運動進行限位，主活塞（12）的底部設有四個通孔用于當主活塞（12）運動到上限時與四個分活塞（17）連通，四個分活塞套筒（16）均布在底座（111）與主活塞導引套筒（19）之間的過渡段，四個分活塞（17）設置在四個分活塞套筒（16）內，四個分活塞（17）的底部均位于主活塞（12）的錐形肩上，四個分活塞（17）的頂部安裝連接桿（110），連接桿（110）通過剪切銷（18）與分活塞套筒（16）相連接，在主活塞（13）與底座（111）之間、分活塞（17）與分活塞套筒（16）之間均采用密封圈（15）進行密封。

3.根據權利要求1所述的繩網式空間碎片抓捕與清除系統，其特征在于：所述網艙蓋彈射裝置（3）包括安裝座（31）、火工切割器（32）、壓緊桿（33）、彈簧套筒（34）、網艙蓋（36）和分離彈簧（35），安裝座（31）在網艙（2）的底部，火工切割器（32）在安裝座（31）上用于當飛網子系統完成目標的捕獲并脫離相應軌道時切割系繩（9）；彈簧套筒（34）位于網艙（2）內部中心位置并與網艙（2）底部固連，分離彈簧（35）位于彈簧套筒（34）內，壓緊桿（33）一端穿過網艙蓋（36）、彈簧套筒（34）、火工切割器（32）與安裝座（31）連接，壓緊桿（33）另一端安裝螺母緊固件將網艙蓋（36）壓緊在網艙（2）上，網艙蓋彈射裝置工作時，火工切割器（32）起爆切斷壓緊桿（33），分離彈簧（35）釋放將網艙蓋（36）和壓緊桿（33）彈出，網艙蓋（36）獲得初速度將繩網（7）拉出，實現一級發射功能。