在展开机构在轨展开的过程中,柔性与间隙等展开机构因素以及微重力环境严重影响展开特性,需要通过地面微重力试验来验证展开机构在轨展开的有效性。不过,地面试验会额外引入附加因素,包括气球空气阻力、气足附加工装质量以及气足摩擦阻力等,这些因素也会影响展开机构的展开特性,同时由于地面试验具有设计复杂性、时间长等缺点,因此考虑采用微重力仿真与地面试验相互验证。本文以伞状SAR天线和太阳帆板的刚柔耦合模型为研究对象,基于Adams的动力学分析结果,充分研究展开机构因素和附加因素对展开机构动力学特性的影响,进一步判断微重力模拟方案的适用性以及确定详细的设计方案。主要包括:首先阐述气球法、气浮法承载机理以及间隙动力学模型建模方法。基于阿基米德原理和相关流体力学方程分别阐述气球法、气浮法承载机理;通过Impact接触碰撞模型、修正的库伦模型分别求解间隙处的接触碰撞力和切向摩擦力,为后续分析展开机构因素对展开特性的影响奠定基础。其次基于刚柔耦合模型,研究展开机构因素对展开特性的影响。通过动力学仿真分析间隙和柔性对展开特性的影响:刚柔耦合作用导致展开锁定阶段的锁定力矩峰值降低,振动频率增加;间隙的接触碰撞特性导致机构在展开初始阶段产生了一定程度的振动,展开锁定阶段发生剧烈的接触碰撞现象,碰撞力呈现简谐振荡的衰减趋势;柔性和间隙的耦合作用进一步加剧展开机构的振动。再次研究微重力模拟方案附加因素对动力学展开特性的影响,判断微重力模拟方案的适用性。通过分析附加因素对展开时间的影响,进一步定量分析附加因素对展开精度的影响规律:对于气球法,展开速度越大,展开误差越大;对于气浮法,气足附加工装质量越大,展开误差越大,而气足摩擦阻力对展开精度的影响相对较小。根据展开结构的结构特性和运动特性以及微重力模拟方法的优缺点,为展开机构匹配相应的微重力模拟方案,基于气球法临界展开速度以及气浮法临界附加工装质量,进一步判断微重力模拟方案的适用性。最后确定微重力模拟的设计方案。在微重力模拟方案适用的前提下,基于气球法、气浮法承载机理,根据空间展开机构的重力确定气球法及气浮法微重力模拟的设计方案,即气球的尺寸、气足型号及供气压的大小。