空间飞网系统动力学建模与仿真

作     者：陈鹏旭 吴晨晨 倪智宇 

作者机构：中国科学院沈阳自动化研究所 沈阳工业大学机械工程学院 南京理工大学物理学院 沈阳航空航天大学航空宇航学院 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2024年第9期

页      面：2951-2962页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51905527) 中国科学院沈阳自动化研究所自主部署项目 中央高校基本科研业务费专项资金 辽宁省教育厅基本科研项目(JYTMS20230254) 国家自然科学基金基础科学中心项目(62388101)~~ 

主　　题：绳索动力学 飞网 空间碎片 集中质量法 多体动力学 

摘      要：空间飞网系统捕获带有自旋的空间碎片后，碎片会对捕获网与卫星间的连接绳施加扭矩，而目前绳索相关动力学模型无法完整描述其扭转行为。基于集中质量法，对绳索进行二次离散，建立了可以描述绳索扭转行为的动力学模型。通过与传统绳索动力学模型的对比及扭转实验，验证了该模型能够描述绳索在拉伸、弯曲及扭转载荷下的行为，发现绳索的扭转会产生额外的牵引力。针对飞网展开过程进行了仿真分析与实验，验证该动力学模型适用于飞网系统，并对飞网与空间碎片的组合体进行了仿真分析，发现因为绳索扭转产生的牵引力，会对主体卫星的稳定性产生一定的影响，忽略绳索的扭转行为会降低动力学仿真模型的准确性。