柳元青， 叶耀坤， 丁 锋， 王 波， 陈 昊， 陈虹百， 王文中∗

(1.北京无线电测量研究所， 北京 100854； 2.北京空间飞行器总体设计部， 北京 100094；3.北京理工大学， 北京 100081)

1 引言

解锁机构是实现航天器各个部件间可靠连接与分离的装置，其性能直接决定了舱段分离及太阳翼和有效载荷释放的可靠性。 目前中国航天器材解锁装置以火工装置为主，但火工产品冲击载荷较大、安全性差、不能重复使用、可靠性难以验证[1]。 针对中国载人航天和未来载人深空探测任务的连接分离需求，开展具备高可靠、大承载、低冲击、可测性强、无污染、低成本、可重复使用的非火工连接分离技术及其优化设计研究是十分重要且迫切的[2]。

在解锁机构优化设计方面，低冲击、轻质量的研究逐渐兴起。 闫晓军等[3－4]研制了利用SMA丝作驱动源的压紧释放装置，在分瓣螺母间引入滚棒，通过冗余SMA 丝驱动箍环运动，将滑动摩擦变为滚动摩擦，进而提高了预紧力，实现了利用SMA 较小驱动力释放40 kN 载荷的结构设计；Huang 等[5]、闫晓军等[6]在KUA－2 分离装置基础上，在第二级采用钢球锁紧，进一步消减分离销传递作用力，进一步扩大了SMA 丝的载荷范围；胡晓楠等[7]开展了基于SMA 驱动回转式螺母低冲击点式分离装置研究，搭建了冲击测试平台，通过冲击载荷识别、传递机理分析，总结得到了机构优化设计方法。

本文以一种新型非火工解锁装置为研究对象，建立解锁装置力学分析模型及其多目标优化模型，对装置的尺寸、重量、承载能力和解锁功能可靠性等进行详细分析和优化改进。……