一种收放装置和太空转缆系统及其运用方法与流程

本发明是太空技术领域，特别涉及一种收放装置和太空转缆系统，及其运用方法。

背景技术：

普通的运载火箭要把载荷加速到第一宇宙速度7.7km/s以上，才能够把载荷送入太空轨道，吨成本平均在数百万美元之间，非常高昂。

国外专家提出一个电动推进绳系捕获载荷并抛出的装置(mxer装置)，见书本《航天器编队飞行导论》p201页。该装置由一个配重和一根多股绳组成。运载火箭带着载荷上到太空，载荷对接上多股绳末端，同时火箭分离、丢弃、坠落地球。该装置让载荷在缆绳的末端转动半个圆周后，向前抛出。该装置功能单一，缺乏实用性。

在发明201811124442.1里公开了一种超导电缆，以及利用这种超导电缆产生推力的办法。

对接半径：载荷对接时的转动半径。对接用的缆绳有额定的对接线速度、对接半径、对接质量，这些数值在发明2016112729011里已经说明。对接半径、对接线速度、对接质量的乘积，就是额定的对接角动量。

上行、下行、上下行：载荷从地面进入太空的任务称为上行，载荷从太空返回地面的任务称为下行。既有载荷上行、又有第2个载荷下行的任务，称为上下行，比如宇宙飞船的轮班。

两级星型齿轮变速是一种行星齿轮传动，利用星轮实现变速，参加《两级星型齿轮传动动态均载特性分析》。

双摩擦绞车，又称双滚筒摩擦绞车、双动力卷筒，是由两个滚筒、一个储绳轮组成，缆绳在两个滚筒之间卷绕数周，可以得到很大的摩擦力，从而牵引负荷。双摩擦绞车可以代替一个普通卷扬机工作。论文《用于深水海管铺设的双滚筒绞车设计研究》喻开安等著，论述了这种卷扬机。

电机既可以发电，又可以做电动机。

双转子电机是由两个转子、一个定子组成，两个转子分别驱动不同的负荷，能够代替两个电机。

变流器是使电流的电压、电流强度、频率、相数或其他特性发生变化的电力设备。变流器包括变频器、换流器、整流器。比如青岛中加特变频电机公司的ac3300v变频器，可以实现多路输出输入、开关、功率分配功能。

在太空中利用太阳能帆板来获得电力是非常低效的，太阳能帆板太重、面积太大，获得500kw电力需要1万平方米的太阳能帆板，重量可达10吨。

技术实现要素：

本发明提出了一种收放装置、一种变径式太空转缆系统（后文称“系统”），以及系统在上行、下行、上下行、加速、控制自转速度的运用方法，大大减少了变径的时间，使得载人的变径方法舒服很多，使得商业航天变得实用。

一种收放装置，涉及卷扬机，卷扬机是由卷筒、电机组成，收放装置是由传动装置、电池和至少两个卷扬机组成；电池与卷扬机之间、各个卷扬机之间通过传动装置进行传递动力和能量；各个卷扬机可以相互驱动，或者是卷扬机的电机产生电能储存在电池内，或者是电池释放电能驱动卷扬机；

传动装置是变流器，电池以及各个卷扬机的电机分别有电线连接变流器；卷扬机与卷扬机之间、卷扬机与电池之间，通过变流器实现电传动，传递动力和能量。

进一步地，收放装置的相邻两个卷扬机的卷筒的轴是共线的，两个卷筒在两头，两个电机在中间，两个电机合并为一个双转子电机。

进一步地，收放装置的卷扬机的卷筒与电机之间采用两级星型齿轮来实现变速。

进一步地，收放装置的卷筒一端有齿圈和至少4个电机，电机有传动齿轮、等分圆周地分布在齿圈上，齿圈与电机的传动齿轮啮合。

进一步地，收放装置的卷筒的辐板向外凸起，卷筒和辐板为密封结构，组成一个密闭腔，并充入气体。

进一步地，收放装置的卷扬机采用双摩擦绞车。

一种太空转缆系统，太空转缆系统是由中心站、两个配重、两根多股绳组成，中心站在中间，两个配重在两边围绕中心站转动；同时太空转缆系统围绕地球公转；

中心站安装有权利要求1-6之一所述的收放装置，收放装置的每个卷扬机的卷筒缠绕一根缆绳，缆绳用于连接配重、载荷；收放装置通过卷筒放出或者收回缆绳，控制配重、载荷的内移和外移；

配重绳末端有滑轮分别扣着对应的多股绳；

主卷扬机沿着a配重方向放出、收回主绳；主绳末端在中心站、a配重之间时，主绳末端有滑轮扣着a多股绳或a配重绳；a配重有滑轮，主绳末端在a配重之外时，滑轮扣着主绳；。

进一步地，一种太空转缆系统，太空转缆系统公转面、自转面重合，与地磁赤道的夹角小于15度，轨道近地点的高度小于600km；从北半球来看是逆时针公转、自转；中心站有超导电缆，超导电缆两个末端分别有滑轮扣着a多股绳、b多股绳，并利用该发明所述的产生推力的方法，控制系统的公转速度。

进一步地，一种太空转缆系统，a、b配重的质量分别是额定载荷质量的3-30倍。

进一步地，一种太空转缆系统，a、b配重的质量分别是额定载荷质量的4-12倍。

进一步地，一种太空转缆系统，a、b多股绳的长度，分别是对接半径的0.4-0.6倍。

进一步地，一种太空转缆系统，太空转缆系统的总质量是载荷质量的60倍以上。

进一步地，一种太空转缆系统，所述滑轮的支架的一侧有缺口，在缺口处放入或取出缆绳，缺口处装有插销，当插销插上时，就扣住缆绳。

一种上行方法，利用一种太空转缆系统，实现载荷从地球进入太空的步骤是

a.收放装置的配重卷扬机放出一根配重绳连接一个配重，或者是放出两根配重绳分别连接各自的配重；

b.收放装置的主卷扬机放出主绳，使得主绳末端线速度增大到预定速度，同时通过传动来驱动配重卷扬机牵引配重内移；

c.地球上的运载火箭带着载荷到太空预定地点，主绳末端在下点对接运载火箭，主绳末端接上载荷；

d.配重卷扬机牵引配重外移，同时通过传动来驱动主卷扬机牵引载荷内移至中心站；

e.配重系在对应多股绳的末端，配重卷扬机收回配重绳。

一种下行方法，利用一种太空转缆系统，实现载荷返回地球的步骤是

a.收放装置的配重卷扬机放出一根配重绳连接一个配重，或者是放出两根配重绳分别连接各自的配重；

主绳末端牵引着载荷；

b.主卷扬机放出主绳，使得载荷外移，同时通过传动来驱动配重卷扬机牵引配重内移；

c.载荷在下点脱离主绳末端，返回地球；

d.收放装置放出配重绳使得配重外移，同时驱动主卷扬机收回主绳；

e.配重系在对应多股绳末端，配重卷扬机收回配重绳。

一种上下行方法，利用一种太空转缆系统，实现载荷的依次下行、上行的步骤是

a.收放装置的配重卷扬机放出一根配重绳连接一个配重，或者是放出两根配重绳分别连接各自的配重；

主绳末端牵引着载荷；

b.主卷扬机放出主绳，使得载荷外移，同时通过传动来驱动配重卷扬机牵引配重内移；

c.载荷在下点脱离主绳末端，返回地球；主绳暂时不收回；

d.太空转缆系统继续往前公转；

e.地球上的运载火箭带着第二个载荷到太空预定地点，与太空转缆系统相遇，主绳末端在下点对接运载火箭，主绳末端接上第二个载荷；

f.收放装置放出配重绳使得配重外移，同时驱动主卷扬机牵引第二个载荷内移至中心站；

g.配重系在对应多股绳末端，配重卷扬机收回配重绳。

进一步地，一种上行方法或一种下行方法或一种上下行方法，收放装置有两个配重卷扬机和两根配重绳；执行任务时，两个配重卷扬机分别放出配重绳分别连接两个配重，两个配重同时外移，或同时内移。

进一步地，一种上行方法或一种下行方法或一种上下行方法，收放装置只放出a配重绳连接a配重。

进一步地，一种上行方法或一种上下行方法，运载火箭与主绳末端对接时，主绳末端接上载荷和运载火箭，并牵引载荷和运载火箭内移至中心站。

进一步地，一种下行方法或一种上下行方法，载荷外移，直到载荷角动量大于额定角动量后，才在下点脱离主绳末端，返回地球。

一种加速方法，载荷在太空转缆系统的中心站内，利用权利要求7-13之一所述的太空转缆系统给载荷加速的步骤是

a.收放装置的配重卷扬机放出一根配重绳连接一根多股绳的内端，或者是放出两根配重绳分别连接两根多股绳的内端；所述多股绳的内端与中心站断开，配重绳牵引着多股绳及其配重；

主绳牵引着载荷；

b.各个卷扬机分别放出主绳和配重绳，让载荷、多股绳及其配重外移；卷扬机产生的电能储存在收放装置的电池内；

c.当主绳已放出部分的长度超过对接半径1.1倍后，载荷才在上点脱离主绳末端；

d.收放装置的电池释放电能，驱动各个卷扬机牵引多股绳及其配重内移，并收回主绳；

e.多股绳内端系到中心站上。

一种控制自转速度的方法，利用权利要求7-13之一所述的太空转缆系统，主绳末端牵引的载荷是火箭发动机，控制自转速度的步骤是

a.收放装置的配重卷扬机放出一根配重绳连接一根多股绳的内端，或者是放出两根根配重绳分别连接两根多股绳的内端；所述多股绳的内端与中心站断开，配重绳牵引着多股绳及其配重；

主绳牵引着火箭发动机；

b.各个卷扬机分别放出主绳和配重绳，让火箭发动机、多股绳及其配重外移；卷扬机产生的电能储存在收放装置的电池内；

c.当主绳已放出部分的长度超过对接半径1.3倍后，如果需要减少自转速度，火箭发动机在下点附近时向公转方向的反方向点火喷射，如果需要增加自转速度，火箭发动机在上点附近时向公转方向的反方向点火喷射；

d.收放装置的电池释放电能，驱动各个卷扬机分别牵引火箭发动机、多股绳及其配重内移；

e.多股绳内端接到中心站上。

进一步地，一种控制自转速度的方法，当主绳放出部分长度大于1.6倍对接半径，且超过对接线速度后，才点火喷射。

进一步地，一种加速方法或一种控制自转速度的方法，收放装置有两个配重卷扬机和两根配重绳；两个配重卷扬机分别放出配重绳，分别连接两根多股绳的内端，两根多股绳的内端分别与中心站断开，从而两个配重分别被两根配重绳牵引着，同时外移，或同时内移。

进一步地，一种加速方法或一种太空转缆系统的控制自转速度的方法，收放装置只放出b配重绳连接b多股绳的内端，只利用b配重来变径。

另外，

收放装置的电机优选变频电机。

卷扬机卷绕的缆绳分为配重绳、主绳。用于对接、牵引载荷的缆绳称为主绳，主绳一般是长度最大、质量最大的缆绳。用于连接、牵引配重的缆绳称为配重绳，优选地是有两根配重绳。

收放装置沿着其中一个配重的方向放出、收回主绳，这个配重称为a配重。连接a配重的多股绳称为a多股绳，牵引a配重的配重绳称为a配重绳。另外的配重、多股绳、配重绳称为b配重、b多股绳、b配重绳。牵引配重绳的卷扬机称为配重卷扬机，牵引主绳的卷扬机称为主卷扬机。收放装置有1个主卷扬机，至少有1个配重卷扬机。

收放装置的使用方法包括3种。第1种是，卷筒放出缆绳和重物，重物在离心力的作用下外移，驱动卷筒的电机产生电能，电能经过变流器传动，驱动另外的卷筒收回缆绳，牵引另外的重物内移。第2种是，卷筒放出缆绳和重物，重物在离心力的作用下外移，驱动卷筒的电机产生电能，电能经过变流器整流，储存在电池内。第3种是，电池释放电能，电能经过变流器，驱动卷筒收回缆绳，使得重物内移。所述重物包括a配重、b配重、载荷、火箭发动机，或者是缆绳本身。主绳牵引的重物包括载荷、火箭发动机，或者是主绳本身，或者是其他有质量的物体。

如图2所示，所谓a配重绳末端的滑轮扣着a多股绳，是指a多股绳从滑轮与滑轮支架之间穿过，从而a配重绳末端、a多股绳可以相对运动，又能够保持连接。

在转动、变径方法中通过滑轮来传递角动量，使得中心站51、两个配重、两根多股绳、主绳、载荷都基本上在一条直线上，偏差角度不超过15度。

附图说明

图1，收放装置的结构示意图。

图2，采用两级星型齿轮传动的示意图。

图3，采用4个电机驱动卷筒的示意图。

图4，卷筒填充气体的示意图。

图5，每个电机有一个变流器的示意图。

图6，太空转缆系统结构的示意图。

图7，滑轮的示意图。

图8，主绳末端变径的示意图。

图9，上行方法的示意图。

图10，下行方法的示意图。

图11，加速方法的示意图。

附图标记

31，两级星型齿轮。32，定子。33，转子。34，齿圈。35，卷扬机。40，缆绳。41，变流器。42，电池。43，电机。44，卷筒。45，辐板。46，气体。47，轴。48，公共电线。51，中心站。52，a配重。53，b配重。54，a多股绳。54，b多股绳。58，a配重绳。59，b配重绳。60，主绳。61，载荷。63，滑轮。64，超导电缆。65，火箭发动机。66，收放装置。67，公转轨道。68，自转轨道。69，下点。70，上点。73，插销。74，凹槽轮。

有益效果

比起太阳能直接供电的办法，收放装置使得太空转缆系统的变径方法快了5-30倍，大大减少了大离心力阶段的时间。系统利用了收放装置，实现了上行、下行、载荷加速、控制自转速度等多种功能，而且速度很快，节省80%以上的时间。特别是对于载人任务，由于人体难以适应8g以上的离心加速度，太空转缆系统的大离心力的时间可以减少80%以上，因此特别适合载人航天。利用这种系统，火箭发射成本可以减少70%，未来有望减少95%以上，从而商业太空旅游成为可能，经济上可行。

具体实施方式

下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

上点：重物在绕中心站3转动的轨迹里，中心站3正上方的点，也就是轨迹的离地球最远的点，称为上点，也就是重物离地球最远时的点。

下点：重物在绕中心站3转动的轨迹里，中心站3正下方的点，也就是轨迹的离地球最近的点，称为下点，也就是重物离地球最近时的点。

内移：是指物体在缆绳的牵引下，向中心站53靠近、转动半径减小。

外移：是指某个重物在缆绳的牵引下，远离中心站53、转动半径增加。

内移和外移统称变径。变径方法都是一边公转，一边自转，一边变径。如果系统角速度不变，则外移时缆绳末端的线速度会增大，内移时缆绳末端的线速度回减小。

末端：缆绳、多股绳、超导电缆的远离中心站的一头。

内端：缆绳、多股绳、超导电缆的近中心站的一头。

实施例1

一种收放装置66，工作于太空的一种转缆加速器内。收放装置66电池42、3个卷扬机组成。收放装置66的电池42优选锂电池42，比如钜大牌l48f20c低温磷酸铁锂锂电池42组。每个卷扬机卷绕一根缆绳40，缆绳40牵引着负荷。电池42、每个卷扬机分别连接一个变流器41，变流器连接到公共线路上。

如图1所示。采用的是变流器，则只需要一个变流器41，就可以负责所有传动，电池42、各个电机43之间连接到这个变流器41，变流器在电池42、各个电机43之间可以任意传动。

卷扬机与卷扬机之间、卷扬机与电池42之间，通过电机43和变流器，实现电传动，实现传递动力和能量。如第1个卷扬机卷绕的缆绳40被第1个物体拉出，带动电机43产生电能，电能经过变流器41进行变换，驱动第2个卷扬机，第2个卷扬机卷绕缆绳40，收回第2个物体。反过来第2个卷扬机被第2个物体拉出，也可以驱动第1个卷扬机，收回第1个物体。

实施例2

如图2所示，两个卷筒44的轴是共线的，两个卷筒44在两头，两个电机43在中间，两个电机43合并为一个双转子电机。双转子电机的每个转子33分别连接一个卷筒44，定子32则连接机座。

如图2所示，电机43与卷筒44之间采用两级星型齿轮31来变速，其星轮是由两个齿轮组成，实现变速。

实施例3

如图3所示，一个卷筒44采用4个电机43，卷筒44采用齿圈34，齿圈与电机的齿轮啮合。齿圈34的圆周同样等分为4个点，每个电机43在其中一个点上。

如图4所示，卷筒44的辐板45凸起，成为球缺形状，卷筒44、辐板45是连续的密封结构，内部充满了压力为10mpa的高压氖气46。

实施例4

采用一个双摩擦绞车代替一个卷筒44。

实施例5

如图5所示，收放装置66的每个卷扬机有一个变流器41，变流器连接到公共电线48上，通过公共电线传输电力到另外的变流器，并驱动另外的电机43、卷筒44，或者储存在电池42内。

实施例6

如图6所示。太空转缆系统(下文称为“系统”)是由中心站51、a配重、b配重、a多股绳、b多股绳组成。中心站51在中间，两个配重在两边围绕中心站51转动，a、b配重与中心站51之间分别用a、b多股绳连接。

中心站51安装有收放装置66，收放装置66有电池42、变流器41和3个卷扬机。每个卷扬机是由电机43、卷筒44组成，卷筒44缠绕一根缆绳40。其中牵引配重的卷扬机称为配重卷扬机，有2个。牵引主绳60的卷扬机称为主卷扬机，有1个。

3个卷扬机共有3根缆绳40，配重卷扬机卷绕的缆绳40的称为配重绳，配重绳有两根，分别称为a配重绳、b配重绳59。主卷扬机卷绕的缆绳40用于牵引载荷，称为主绳60，主绳末端连接载荷61，以控制载荷61的内移、外移。

每个电机43的功率是1万千瓦，重量是0.8吨，电池42是8吨重的锂电池，卷筒44每个是10吨。

在a配重绳58、b配重绳5959卷收和放出方法中，a配重绳58、b配重绳5959末端分别有滑轮63，滑轮63分别扣着a、b多股绳，从而末端可以相对a、b多股绳滑动。

收放装置66沿着a多股绳54放出、收回主绳60。主绳末端在中心站51、a配重之间时，主绳末端有滑轮63扣着a多股绳54或a配重绳。a配重52有滑轮63，主绳末端在a配重52之外时，滑轮63扣着主绳。

在外移方法中主绳60末端到了a配重处时，拆下末端的滑轮，从而解扣。a配重处也有滑轮，在外移方法中当主绳末端越过a配重时，a配重的滑轮扣着主绳，主绳再继续放出，末端继续外移。

在内移方法中当主绳经过a配重时，a配重的滑轮拆下，解开主绳，主绳末端的滑轮再装上，扣着a多股绳52或a配重绳58，继续内移。

如图1所示。系统公转面、自转面重合，与地磁赤道的夹角小于15度。从北半球来看是逆时针公转、自转。中心站51有发明201811124442所述的超导电缆64。a、b多股绳伸直时，超导电缆两个末端分别用滑轮63扣着a、b多股绳，从而能够沿着a、b多股绳移动。系统利用该发明所述的产生推力的方法，来增加或者减少系统的公转速度。

实施例7

载荷的质量是1吨，对接时运载火箭的剩余质量是0.1吨，载荷和运载火箭的总质量是1.1吨。系统总质量是100吨，a、b配重分别是7吨。

a、b多股绳都是长20km。a配重绳、b配重绳59分别要牵引a、b配重，也是长20km。主绳60是长60km，用于对接宇宙飞船或其他载荷。

实施例8

如图7所示。滑轮由凹槽轮和支架组成，支架的一侧有插销73，把变径b配重绳59放入滑轮与支架内，插销合上，就扣住变径b配重绳59了。

如图8所示。a配重绳58连接a配重52后，此时a配重绳牵引着a配重，绷直。主绳60末端在中心站51与a配重52之间变径，主绳末端用滑轮63扣着a配重绳58，在a配重绳58上滑动。主绳末端在a配重52之外变径时，a配重52用滑轮63扣着主绳。

实施例9

上行方法如图9所示，利用系统，实现载荷61上行，收放装置66用两个配重来变径，方法是：

a.收放装置66的两个配重卷扬机35分别放出a、b配重绳分别连接a、b配重。

b.收放装置66的主卷扬机放出主绳60，放出部分长度等于对接半径，且末端线速度达到预定速度，同时通过传动来驱动两个配重卷扬机分别牵引a、b配重内移。

c.地球上的运载火箭带着载荷61到太空预定地点，在下点69与主绳末端对接，主绳末端接上载荷。

d.两个配重卷扬机分别牵引a、b配重外移，同时通过传动来驱动主卷扬机牵引载荷61内移至中心站51。

e.a、b配重分别系在两根多股绳的末端，两个配重卷扬机分别收回各自的配重绳。

由于主绳60的质量大，在b步骤里，放出时会产生很大的电能，可以驱动另外的配重卷扬机牵引a、b配重内移。典型载荷是卫星。

实施例10

上行方法，与上一个实施例不同之处是，收放装置66只用一个配重来变径。

a.收放装置66的配重卷扬机35放出a配重绳连接a配重。

b.收放装置66的主卷扬机放出主绳，使得主绳末端线速度增大到预定速度，同时通过传动来驱动配重卷扬机牵引a配重内移。

c.地球上的运载火箭带着载荷61到太空预定地点，在下点69与主绳末端对接，主绳末端接上载荷。

d.配重卷扬机牵引a配重外移，同时通过传动来驱动主卷扬机牵引载荷61内移至中心站51。

e.a配重系在a多股绳的末端，配重卷扬机收回a配重绳。

实施例11

在上行方法里，其他与上一个实施例相同，不同的是，主绳60末端对接运载火箭后，载荷、运载火箭都系在主绳末端，一起内移至中心站。

实施例12下行方法，收放装置66用两个配重来变径，收放装置66有3个卷扬机和两根配重绳，步骤是：

a.收放装置66的两个配重卷扬机35分别放出a、b配重绳分别连接a、b配重。

主绳60末端牵引着载荷61。

b.收放装置66放出主绳，使得载荷外移，同时通过传动来驱动两个配重卷扬机分别牵引a、b配重内移。

c.载荷61在下点脱离主绳末端，返回地球。

d.收放装置66放出a、b配重绳使得a、b配重外移，同时驱动主卷扬机收回主绳。

e.a、b配重分别系在a、b多股绳末端，两个配重卷扬机分别收回a、b配重绳。

实施例13

下行方法如图10所示，利用系统实现载荷返回地球，比如是宇宙飞船返回地球，收放装置66只用一个配重来变径，步骤是

a.收放装置66的配重卷扬机35放出a配重绳连接a配重。

主绳末端牵引着载荷61。

b.收放装置66放出主绳60，使得载荷外移，同时通过传动来驱动配重卷扬机牵引配重内移。

c.载荷61在下点脱离主绳末端，返回地球。

d.收放装置66放出a配重绳使得a配重外移，同时驱动主卷扬机收回主绳。

e.a配重系在对应多股绳末端，a配重卷扬机收回a配重绳。

实施例14

其他与上一个实施例，不同之处是在于：设主绳的对接半径是60km，对接线速度是2.5km/s，载荷质量是1吨，则载荷的角动量是60*2.5*1=150，这个是额定的角动量。

在下行方法中，主绳60放出的长度达到65km(也就是飞船绕中心站转动的半径)，线速度达到2.7km/s，角动量是65*2.7*1=175.5，大于额定的角动量，然后在下点脱离c绳末端，返回地球。

实施例15

一种上下行方法，收放装置66用两个配重来变径，利用系统，实现甲飞船下行、乙飞船上行，步骤是

a.收放装置66的两个配重卷扬机35分别放出a、b配重绳分别连接a、b配重。

主绳末端牵引着甲飞船。

b.收放装置66放出主绳60，使得甲飞船外移，同时通过传动来驱动两个配重卷扬机牵引a、b配重内移。

c.甲飞船61在下点脱离主绳末端，返回地球。主绳暂时不收回。

d.太空转缆系统继续往前公转。

e.地球上的运载火箭带着乙飞船61到太空预定地点，与太空转缆系统相遇，在下点与主绳末端对接，主绳末端接上飞船和运载火箭，而不是把运载火箭丢弃。

f.两个配重卷扬机放出a、b配重绳使得a、b配重外移，同时驱动主卷扬机牵引乙飞船61和运载火箭内移至中心站。

g.配重系在对应多股绳末端，两个配重卷扬机收回a、b配重绳。

实施例16

一种上下行方法，只利用一个配重来变径，利用系统，实现一个甲载荷下行、乙载荷上行，步骤是

a.收放装置66的一个配重卷扬机35放出a配重绳连接a配重。

主绳末端牵引着甲载荷。

b.收放装置66放出主绳60，使得甲载荷外移，同时通过传动来驱动配重卷扬机牵引a配重内移。

c.甲载荷61在下点脱离主绳末端，返回地球。主绳暂时不收回。

d.太空转缆系统继续往前公转。

e.地球上的运载火箭带着乙载荷61到太空预定地点，与太空转缆系统相遇，在下点与主绳末端对接，主绳末端接上乙载荷。

f.配重卷扬机放出a配重绳使得a配重外移，同时驱动主卷扬机牵引乙载荷61内移至中心站。

g.配重系在a多股绳末端，配重卷扬机收回a配重绳。

实施例17

在上下行方法里，其他与上一个实施例相同，不同之处是在于：主绳60末端对接运载火箭后，载荷、运载火箭都系在主绳末端，一起内移至中心站。

实施例18

其他与上一个实施例，不同之处是在于：设主绳的对接半径是60km，对接线速度是2.5km/s，载荷质量是1吨，则载荷的角动量是60*2.5*1=150，这个是额定的角动量。

在上下行方法中，主绳60放出的长度达到65km(也就是飞船绕中心站转动的半径)，线速度达到2.7km/s，角动量是65*2.7*1=175.5，大于额定的角动量，然后在下点脱离c绳末端，返回地球。

实施例19

一种加速方法，利用系统，收放装置66只用一个配重来变径，实现载荷的加速，步骤是

a.收放装置66的配重卷扬机35放出b配重绳59连接b多股绳的内端，b多股绳的内端与中心站断开，b配重绳59牵引着b多股绳及b配重。

主绳牵引着载荷。

b.收放装置66放出b配重绳59和主绳，让载荷61、b多股绳及b配重外移。卷扬机产生的电能储存在收放装置66的电池42内。

c.当主绳已放出部分的长度超过80km，并达到1.5km/s的线速度后，载荷61才在上点脱离主绳末端。

d.收放装置66的电池42释放电能，驱动配重卷扬机牵引b多股绳及b配重内移，并收回主绳。

e.b多股绳内端系到中心站上。

设系统的对接半径是60km，也就是上行对接时主绳放出的长度是60km。系统的公转速度是7.5km/s，载荷要达到9km/s的速度。通过一种加速方法，载荷可以得到7.5+1.5=9km/s的公转速度，实现加速。典型的载荷是高轨卫星。

实施例20

一种加速方法，如图11所示，利用系统，收放装置66用两个配重来变径，实现载荷的加速，步骤是

a.收放装置66的两个配重卷扬机35分别放出a、b配重绳分别连接a、b多股绳的内端。a、b多股绳的内端与中心站断开，a、b配重绳分别牵引着a、b多股绳及a、b配重。

主绳牵引着载荷。

b.收放装置66的卷扬机35放出a、b配重绳和主绳，让载荷61、a、b多股绳及a、b配重外移。卷扬机产生的电能储存在收放装置66的电池42内。

c.当主绳已放出部分的长度超过80km，并达到1.5km/s的线速度后，载荷61才在上点脱离主绳末端。

d.收放装置66的电池42释放电能，驱动配重卷扬机牵引a、b多股绳及a、b配重内移，并驱动主卷扬机35收回主绳。

e.a、b多股绳内端系到中心站上。

实施例21

一种控制自转速度的方法，收放装置66用两个配重来变径，具体步骤是：

a.收放装置66的两个配重卷扬机35放出a、b配重绳，分别连接a、b多股绳的内端。a、b多股绳的内端与中心站断开，两根配重绳分别牵引着两根多股绳及两个配重。主绳牵引着火箭发动机65。

b.各个卷扬机分别放出主绳和两根配重绳，让火箭发动机65、两根多股绳及两个配重外移。各个卷扬机产生的电能储存在收放装置66的电池42内。

c.当主绳已放出部分的长度超过对接半径1.5倍后，如果需要减少自转速度，火箭发动机65在下点附近时向公转方向的反方向点火喷射，如果需要增加自转速度，火箭发动机65在上点附近时向公转方向的反方向点火喷射。

d.收放装置66的电池42释放电能，驱动各个卷扬机分别牵引火箭发动机65、两根多股绳及两个配重内移。

e.多股绳内端接到中心站上。

实施例22

一种控制自转速度的方法，收放装置66只用一个配重来变径，利用系统，控制自转速度的步骤是

a.收放装置66的配重卷扬机35放出b配重绳59连接b多股绳的内端。b多股绳的内端与中心站断开，b配重绳59牵引着b多股绳及b配重。主绳牵引着火箭发动机65。

b.收放装置66放出b配重绳59和主绳，让火箭发动机65、b多股绳及b配重外移。卷扬机产生的电能储存在收放装置66的电池42内。

c.当主绳已放出部分的长度达到对接半径1.5倍后，如果需要减少自转速度，火箭发动机65在下点附近时向公转方向的反方向点火喷射，如果需要增加自转速度，火箭发动机65在上点附近时向公转方向的反方向点火喷射。

d.收放装置66的电池42释放电能，驱动各个卷扬机分别牵引火箭发动机65、b多股绳及b配重内移。

e.多股绳内端接到中心站上。

实施例23

其他与前一个实施例相同，不同之处是在于：设系统的对接半径是60km，对接线速度是2km/s，当主绳60放出部分长度大于130km，且线速度达到2.1km/s后，火箭发动机65才点火喷射。如果需要减少自转速度，火箭发动机65在下点附近时向公转方向的反方向点火喷射，如果需要增加自转速度，火箭发动机65在上点附近时向公转方向的反方向点火喷射。