一种航天器空间可多次反复对接方法技术

一种航天器空间可多次反复对接方法，涉及一种微小航天器空间对接方法。本发明专利技术的航天器空间反复对接方法步骤如下：（1）在柔性展开装置的表面固定形状记忆“钩”带；然后将其以折叠的形式在发射时密闭储存在航天器发射舱里；（2）将聚合物“环”带固定在目标航天器的对接装置表面；（3）当航天器进入预定轨道后，打开密闭装置，伸出折叠的柔性展开装置，当柔性展开装置展开，两个航天器接触时，通过形状记忆“钩”带和聚合物“环”带复合起来，实现航天器的对接。本发明专利技术可以多次实现航天器的对接和分离；能够提高航天器对接的灵活性、可靠性和成功率，以及降低对接方式的难度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，涉及一种微小航天器空间对接方法。本专利技术的航天器空间反复对接方法步骤如下：（1）在柔性展开装置的表面固定形状记忆“钩”带；然后将其以折叠的形式在发射时密闭储存在航天器发射舱里；（2）将聚合物“环”带固定在目标航天器的对接装置表面；（3）当航天器进入预定轨道后，打开密闭装置，伸出折叠的柔性展开装置，当柔性展开装置展开，两个航天器接触时，通过形状记忆“钩”带和聚合物“环”带复合起来，实现航天器的对接。本专利技术可以多次实现航天器的对接和分离；能够提高航天器对接的灵活性、可靠性和成功率，以及降低对接方式的难度。【专利说明】
本专利技术涉及一种微小航天器空间对接方法。
技术介绍
空间交会对接是两个或两个以上航天器在空间进行的一项极其复杂的空间操作。空间交会对接是当前世界航天领域中一项十分复杂和困难的技术，各个航天国家都在不断投入大量的人力、物力和财力进行积极的探索和研究。目前主要的对接方式为机械式对接，通过轨道参数协调，让两个或两个以上的航天器在同一时间到达太空同一位置，再通过专门的对接机构将其连为一个整体。但是两个航天器必须在高速飞行的状态下，在同一时间到达太空同一位置，如失误则有相撞的风险。因此空间交会对接是当前世界航天领域中一项十分复杂和困难的技术，对控制、导航和测控覆盖支持等都提出了相当高的要求，而如何提高对接的灵活性、可靠性和成功率，以及降低对接方式的难度具有非常大的政治意义。
技术实现思路
为了提高航天器对接的灵活性、可靠性和成功率，以及降低对接方式的难度，本专利技术提供了一种新型的微小航天器空间可多次反复对接方法。本专利技术的航天器空间反复对接方法步骤如下: (1)在柔性展开装置的表面固定形状记忆“钩”带；然后将其以折叠的形式在发射时密闭储存在航天器发射舱里； (2)将聚合物“环”带固定在目标航天器的对接装置表面； (3)当航天器进入预定轨道后，打开密闭装置，伸出折叠的柔性展开装置，当柔性展开装置展开，两个航天器接触时，通过形状记忆“钩”带和聚合物“环”带复合起来，实现航天器的对接。本专利技术中，所述形状记忆“钩”带按照如下步骤制备而成: (O制备形状记忆环氧树脂体系； (2 )将形状记忆环氧树脂体系加热至形状记忆温度以上，进行钩状弯曲变形，之后在载荷作用下冷却至形状记忆温度以下，将材料形状固定，使用铝箔将形状记忆环氧层边缘缠紧，作为无形状记忆环氧层固化的模具； (3)将刚混合均匀的用于制备无形状记忆环氧树脂体系的环氧树脂和固化剂均匀地倒在形状记忆环氧层的上方，在固化条件下制备无形状记忆环氧层，即得到双向形状记忆层压材料；(4)将经过固化后的双向形状记忆层压材料制备成所需的尺寸，得到形状记忆“钩”带。本专利技术采用形状记忆结构扣件实现微小航天器间的对接，其基本原理与现存的尼龙粘扣的原理相似。形状记忆聚合物粘扣是由形状记忆“钩”带和聚合物“环”带两部分组成。形状记忆“钩”的形状为弯钩形，将聚合物“环”带固定在一个航天器的对接装置表面，将形状记忆“钩”带和加热层固定在另外一个航天器的表面，当展开装置展开，两个航天器接触时，通过形状记忆“钩”带和聚合物“环”带复合起来时，硬挺的勾子很容易勾住柔软的环圈而实现航天器的对接。当航天器需要分离时，加热加热层，形状记忆“钩”带恢复原有形状(为伸直状态)，变直，环带和钩带实现分离。形状记忆“钩”带可以由形状记忆环氧树月旨、形状记忆聚氨酯、形状记忆聚苯乙烯等制备。聚合物“环”带可以由尼龙制备。本专利技术采用柔性慢速展开装置缓冲飞行速度和对接力，采用形状记忆结构扣件，空间在轨将两个航天器粘接连为一个整体，又可方便地从航天器表面剥离，实现航天器的分离，并且可以多次实现航天器的对接和分离；能够提高航天器对接的灵活性、可靠性和成功率，以及降低对接方式的难度。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的空间对接的过程； 图2为航天器安装形状记忆“钩”带； 图3为航天器分别安装聚合物“环”带； 图4为采用双向形状记忆环氧树脂制备的“钩”带部分放大结构示意图(IXTs)； 图5为采用双向形状记忆环氧树脂制备的“钩”带部分放大结构示意图(T>Ts)； 图6为结构扣件扣紧示意图； 图7为结构扣件脱附示意图； 图8为使用增强纤维布固定层压材料结构示意图； 图9为纤维布固定法制备层压双向形状记忆材料示意图； 图10为纤维布增强固定法制备结构扣件“钩”带部分示意图(IXTs)； 图11为纤维布增强固定法制备结构扣件“钩”带部分示意图(T>Ts)。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。【具体实施方式】一:如图1所示，本实施方式中采用形状记忆结构扣件实现微小航天器间的对接方法，所述形状记忆环氧结构扣件由聚合物“环”带和形状记忆“钩”带两部分组成，聚合物“环”带均匀分布在目标航天器的对接装置表面(图3);形状记忆“钩”带均匀分布在加热层表面，加热层固定在柔性展开装置的表面，然后将柔性展开装置以折叠的形式在发射时密闭储存在航天器发射舱里(图2);当航天器进入预定轨道后，打开密闭装置，伸出折叠的柔性展开装置，当柔性展开装置展开，两个航天器接触时，通过形状记忆“钩”带和聚合物“环”带复合起来，实现航天器的对接。本实施方式中，所述形状记忆“钩”带按照如下步骤制备而成: Cl)按照ZL200710072431.9的方法制备形状记忆环氧树脂体系。制备形状记忆环氧树脂体系时，通过环氧树脂与固化剂比例可以控制材料的Tg，从而控制形状记忆温度。同时，对交联度也有一定的改变，影响经过形状记忆改变前后材料的模量变化。对于固化剂与环氧树脂配方控制有如下选择: a、一般情况下，Tg与形状记忆的转变温度相近，所以尽量将Tg控制在紧固件使用的温度范围内(使用的温度条件、加热器的温度限制)。b、经过DMA测试，交联密度不易过高，如果交联密度过高，当材料处于高弹态的时候，分子链的移动受到交联网状结构的制约，模量仍较高，难以折叠变形，同时转变前后模量相差较小，材料的形状固定率会下降(一般要求经过玻璃化转变后，材料的模量变化在IO2数量级以上)。C、经过DMA测试，交联密度不易过低，如果交联密度过低，在形状转变的过程中，会影响到材料的回复率。转变后材料难以向初始形状转变，影响其形状记忆性能。d、形状记忆层材料的模量应该与无形状记忆层的模量相适应。在形状记忆层转变时，材料的模量会有突跃式的变化，而无形状记忆层的模量变化是线性的(随着温度的升高，模量逐渐降低)，形状记忆层升高温度时形状记忆层模量下降较慢，此时模量较高，形状记忆层会带动无形状记忆层进行形状的变化。降温时形状记忆层模量升高较慢，无形状记忆层模量较高，无形状记忆层会带动形状记忆层进行形状的变化。(2)将形状记忆环氧树脂体系加热至形状记忆温度以上，进行钩状弯曲变形，之后在载荷作用下冷却至形状记忆温度以下，将材料形状固定，使用铝箔将形状记忆环氧层边缘缠紧，作为无形状记忆环氧层固化的模具。(3)将刚混合均匀的用于制备无形状记忆环氧树脂体系的环氧树脂和固化剂均匀地倒在形状记忆环氧层的上方，在固化条件下制备无形状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航天器空间可多次反复对接方法，其特征在于所述对接方法步骤如下：（1）在柔性展开装置的表面固定形状记忆“钩”带；然后将其以折叠的形式在发射时密闭储存在航天器发射舱里；（2）将聚合物“环”带固定在目标航天器的对接装置表面；（3）当航天器进入预定轨道后，打开密闭装置，伸出折叠的柔性展开装置，当柔性展开装置展开，两个航天器接触时，通过形状记忆“钩”带和聚合物“环”带复合起来，实现航天器的对接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇艳，吕通，刘宇，李日旭，孙星卉，谭惠丰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：