空间飞网抛射展开动力学建模与仿真

作     者：于洋 宝音贺西 李俊峰 YU Yang;BAOYIN He-xi;LI Jun-feng

作者机构：清华大学航天航空学院北京100084 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2010年第31卷第5期

页      面：1289-1296页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主　　题：空间飞网 展开动力学 柔性多体系统 有限元模型 

摘      要：空间飞网是由轻质绳索编织的在轨展开网状物体,主要用于在轨捕获。作为在轨服务的关键技术之一,飞网捕获技术受到国际空间技术领域越来越广泛的关注。当前国际上空间飞网的展开方式主要有三种:旋转展开、刚性构件支撑展开和直接抛射展开。其中,直接抛射展开方式的发射装置结构最为简单,但飞网的动力学行为最为复杂。本文针对飞网直接抛射展开的动力学过程,建立了正方形绳网、牵引质量块和发射器机构的力学模型,提出了飞网抛射效果的衡量标准,分析了影响飞网抛射效果的主要因素。为了分析飞网展开过程,建立了正方形空间飞网运动的解析模型;应用绝对节点坐标方法建立了正方形空间飞网的有限元模型,并在软件THUsolver上进行了数值仿真。本文选取多种不同工况,应用上述两类模型进行计算和仿真,并分析结果数据,得到主要因素对空间飞网抛射效果的影响。两类模型所得定性结论相一致。