南瓜型超压气球在高空探测领域有着良好的应用前景。为了对现有南瓜型超压气球进行结构优化,首先对滑动索膜结构的南瓜型超压气球设计方案进行了讨论,并对其进行了结构设计和参数分析,得到不同径向收缩量下的超压气球初始设计方案;然后利用椭圆曲线和B样条曲线对初始鼓包外形进行曲线修正和仿真计算。仿真结果显示,对称B样条曲线优化方案的优化效果更好。

为解决星箭分离热刀式解锁机构存在解锁分离不同步、分离安全性得不到保证的问题,设计了一种新型热刀式解锁分离机构。根据三维模型以及欧拉角法给出分离机构的分离参数和分离动力学模型,计算分离机构的预紧力,利用仿真软件从分离机构材料性能、分离预紧力及分离空隙3个方面进行分离安全性仿真。仿真结果表明,该机构力学性能满足要求;星箭分离0.4 s后,卫星轴向位移为380 mm,大于星箭分离的最小安全距离;分离机构空隙越大,损失的弹性势能就越多,分离的初速度就越小,会对分离安全性产生负面影响;该机构具有响应时间短、节省空间的优点。