带状电动力绳系卫星动力学及在轨生存率研究

发布时间：2020-05-26 09:43

【摘要】：电动力绳系卫星系统以其不消耗燃料、效率高等优点,在空间探测、卫星机动、太空垃圾清理等诸多领域有着广阔的应用前景。特别是带状电动力绳系卫星系统,节约了有限的空间资源(如电子接收装置)且具有更高的空间生存率等优势正受到越来越多的关注。因此,有必要深入研究带状电动力绳系卫星系统的动力学响应、摄动因素、空间生存率以及地面仿真实验等方面的问题。对这些问题的研究,有助于提高绳系卫星技术的可靠性及稳定性,为航天技术研究成果的实际应用打下坚实的基础。本文对带状电动力绳系卫星系统进行的主要研究内容如下:1.利用多体系统动力学对带状绳系卫星系统建模,充分考虑不同状态下各类刚体单元的约束特性,推导出系统动力学方程;对处于释放阶段的带状系绳进行动力学分析,并研究释放过程中带状系绳与释放机构间不同的滑动摩擦模型对系统动力学响应的影响。2.通过动力学仿真分析带状绳系卫星系统状态保持阶段系绳在不同弯曲刚度下的动力学响应,并分析大气阻力/升力、电动力等因素对系统动力学响应的影响。3.研究对比考虑撞击孔洞应力集中与不考虑应力集中的带状绳系卫星系统系绳的空间生存率,在不同轨道倾角、不同轨道高度下进行仿真对比。提出一种新型系绳结构以提高带状系绳的空间生存率并与普通带状系绳的空间生存率对比分析。4.采用气浮法模拟太空的微重力环境,并将空间动力学方程等效到地面实验平台,对带状绳系卫星系统状态保持阶段的动力学响应进行地面仿真实验。
【图文】：

同速度下致命损伤率（9虑应力集中时不同速度下虑应力集中的情况，考虑发生致命损伤的概率要大系绳致命损伤率与碎片流的最小碎片直径致命损伤率的提高，设计状系绳分割成fn 条绳带，种情况下，，当绳带在空间损的绳带承受绳中拉力，

南京航空航天大学硕士学位论文第六章 地面仿真实验验成本、稀缺的入轨资源等条件限制，致使绳系卫星系的地面仿真实验既可以对绳系卫星系统理论的正确性进足，因此得到了科研工作者的广泛关注。近几十年来，较为广泛的是气浮法。气浮实验平台能够有效地模拟太理，等效绳系卫星系统的在轨动力学行为。台绳系卫星系统动力学模拟的地面实验平台如图 6.1 所示器、基于视觉的动态测量系统（包含双目视觉测量系统器的系绳组成。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V41;V52

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本文编号：2681652