司骥跃，庞兆君，杜忠华，冯广斌

(南京理工大学机械工程学院，南京210094)

0 引 言

面对日益严峻的空间环境问题，空间绳网抓捕技术被认为是一种有前景的空间碎片主动清除技术[1-2]。最常见的空间绳网抓捕系统通过母平台发射若干个牵引体带动折叠的空间绳网展开，绳网与母平台之间有拖曳绳连接。之后空间绳网朝向抓捕目标飞行并与目标接触，在收口装置的作用下对目标形成可靠包裹。最终由母平台通过拖曳绳将目标拖离至坟墓轨道，实现空间碎片主动清理[3]。

本文重点研究空间绳网展开阶段的性能优化问题。由于空间实验高难度和高成本的制约，现阶段人们主要通过数值仿真的方法对处于空间环境中的绳网展开过程进行研究。空间绳网的动力学建模方法主要有弹簧质点法[4-6]和绝对节点坐标法[7-8]。尽管有研究表明描述绳网内部节点的运动时，绝对节点坐标法相比弹簧质点法存在一些优势。但是由于绝对节点坐标法的单元具有更多的自由度，其计算效率远低于弹簧质点法，并且在绳网展开阶段弹簧质点法也能够较好的模拟绳网的运动过程[8-9]。对绳网展开阶段进行研究并掌握空间绳网的展开规律，可以帮助设计人员确定绳网最佳抓捕时机，对于发射参数的设计也有重大的指导意义。

近年来，国内外学者对空间绳网的展开动力学问题进行了研究，主要集中在绳网展开阶段的动力学建模和绳网展开参数的敏感性分析。……