张华 胡震宇 刘汉武,2 唐杰

(1.上海宇航系统工程研究所, 上海 201109) (2.上海市空间航天器机构重点实验室, 上海 201108)

引言

目前大型复杂航天器为了尽可能完成多种探测任务,一般由多个舱段或多个独立航天器连接组成,同时携带大量燃料可进行多次在轨分离,使之能独立完成各自的飞行任务.在轨分离任务是指航天器在飞行过程中完成对有效载荷的释放或分离.在轨分离是完成各项任务的基础,只有成功完成在轨分离才能进行后续轨道转移、编队飞行等任务,因此在轨载荷分离在航天器应用中得到了广泛的研究[1-2].美国、俄罗斯、法国等国家已经研制了相应的航天器平台或卫星平台,并进行了发射、分离方面的研究[3-5].

航天器在轨分离一般采用多刚体动力学研究航天器与分离舱分离姿态.为了保证航天器分离的安全性和受航天器姿态控制的局限性影响,分离系统多个参数对分离姿态的影响越来越受到广泛关注.舒燕[2]等通过对航天器分离动力学仿真研究论证了弹簧轴向分离方案对于在轨释放、分离的优势,同时通过增加滑轮的方式改进了导向机构对分离姿态的影响；赵刚练[6]等分析了分离定向器与导轨之间的不同间隙分离与理想分离的区别,通过不同间隙的对比,得出了小间隙能够降低接触对航天器和有效载荷的影响,提升分离精度的结论；沈晓风等[7]分析了小卫星偏心分离过程,将导轨约束简化为平面内支撑约束；……