空间绳网旋转展开动力学分析

针对火工装置直接抛射展开空间绳网方案存在的对卫星平台冲击大、绳网展开后网体构型维持时间短的问题,提出一种基于周置可控旋筒的旋转展开空间绳网系统方案.构建了基于拉格朗日动力学方程的网臂旋转展开解析模型和基于中心差分算法的网臂/网体的旋转展开有限元(FE)仿真模型,并将上述三种模型进行了对比校验.采用解析模型和有限元仿真模型分别对网臂旋转展开过程进行分析,得到的旋筒角速度和网臂旋出长度表现出高度的一致性,说明了仿真模型构建方法的有效性.基于网体有限元仿真模型,对绳网网型、展开控制策略进行了优化,使得在优化的网型和分步加载控制策略下,绳网展开后可在较长时间内维持较大的有效抓捕面积.