空间飞网系统牵拉模式影响研究（

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1、航空动力学报空间飞网系统牵拉模式影响研究*收稿日期：201X-XX-XX基金项目：国家自然科学基金资助项目（11272345）作者简介：高庆玉（1985－），男，吉林长春人，博士研究生，E-mail：gao.qing.yu@163.com；张青斌（通信作者），男，副教授，博士，硕士生导师，E-mail：qingbinzhang@sina.com高庆玉，张青斌，唐乾刚，丰志伟（国防科学技术大学航天科学与工程学院，湖南长沙410073）摘要：针对空间飞网系统任务设计需求，研究飞网牵拉模式对系统展开性能的影响。建立空间飞网系统拉出展开过程动力学模型，并通过地面试验对比验证

2、了模型的有效性。面向任务需求建立空间飞网系统评价指标，针对四、六点牵拉模式，采用有限绳段方法对飞网系统进行建模仿真。模型中保持绳网质量和初始发射能量一致，得到前文所述评价指标仿真结果并进行分析。结果表明在六点牵拉模式下，飞网系统飞行性能指标和力学性能指标有明显提高，但能量利用率和系统可靠性小幅下降。关键词：太空垃圾；空间飞网；牵拉模式；动力学建模；评价指标中图分类号：V414文献标志码：　　　文章编号：ResearchonthedragmodeofspacenetsystemGAOQingyu,ZHANGQingbin,TANGQiangang，FENGZhiwei

3、(CollegeofAerospaceScienceandEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China）Abstract:Accordingtothemissiondesigndemands,thestudyfocusontheinfluenceofthedeploymentpropertythatthedragmodebringstothespacenetsystem.Thedynamicmodelwassetupandverifiedbygroundtestresul

4、t.Evaluationcriterionofspacenetsystemwassetupcomplywiththemissiondemandsandtheimpactthatthedragmodebroughtinwasstudiedthroughafiniteelementmethod.Thesimulationmodels,inwhichmassofthenetandinitialprojectionenergywerekeptthesame,werebuiltbasedonfinitesegmentapproachforfourandsixpointsdra

5、gmodes.Simulationresultindicatedthatthesixpointsdragmodeisbetterinthesystemflightanddynamicevaluationcriterions.However,theenergyutilizationrateandsystemreliabilityshowmini-decrease.Keywords:Spacedebris;Spacenet;Dragmode;Dynamicmodeling;Evaluationcriterion伴随航天事业的发展，太空环境安全问题已经成为人们关注的焦点，

6、太空垃圾对太空安全环境造成的威胁日益凸显。太空垃圾，主要是指由于人造航天器爆破、碰撞以及导弹试验等产生的无用碎片，这些太空垃圾往往是非合作的，具有非常复杂的未知力学特性。有效的太空垃圾清除系统必须能够应对不同尺寸、材料及构型的太空垃圾。近年来，国内外科研工作者针对太空垃圾清除开展了大量积极的研究探索工作。多项太空垃圾清除概念应运而生，由于太空垃圾的非合作特性，空间飞网捕获系统成为一种非常具有应用潜力的太空垃圾清除装置[1]。空间飞网是在安全距离之外使用绳网对目标垃圾实施抓捕的太空垃圾清除概念。空间飞网系统工作过程中，飞网捕获平台向被捕获目标方向发射展开一张由细绳编织

7、成的网，通过飞网包裹住目标航天器，利用飞网收口机构收拢网口并形成死锁，防止目标脱离飞网捕获系统。飞网捕获系统的核心部分就是由柔性绳索编织而成的飞网，飞网的主要功能是包裹和容纳目标航天器，在设计过程中既要考虑绳索参数和飞网的结构形状又要满足空间任务的要求，同时也希望飞网的质量小、强度大、结构稳定且不容易发生缠绕。目前欧空局[2-6]、美国[7]、英国[8-10]、日本[11,12]以及国内的一些研究机构正在积极开展相关方面的研究，虽然关于空间飞网的公开资料十分有限，但是可知某些相关支撑技术已经取得了突破性进展。值得一提的是，在过去的十年欧空局（EuropeanSp