近些年我国在载人航天与深空探测等领域有了很大的进展,国内外研究机构开始研究大型及超大型航天器,传统的折展机构难以满足超大尺度航天器的建设,亟需研制新的折展构型以及更为高效的驱动方式。首先结合国内外的研究成果,确定了支撑臂的结构形式以及驱动器的类型,提出带轴向承力索与伸缩斜杆的优化构型,并优化铰链布置方式,提高展开精度。基于该方案详细设计了支撑臂结构。其次使用拉格朗日法建立了拖拽展开过程的动力学理论模型,得到不同驱动策略下的展开动力学特性。通过多体动力学仿真分析以及缩比样机展开试验,验证了理论模型的正确性。基于理论模型分析比较了不同驱动策略下的展开特性,并对驱动策略进行了多目标参数优化,为实际工程应用提供了参考数据。接着分析并划分了支撑臂空间旋转过程中的四个受载阶段,建立了支撑臂的有限元模型,仿真计算出了支撑臂旋转过程中的变形与受载情况,验证了支撑臂结构设计的合理性。同时考虑由于质量分布不均以及发动机推力偏差对旋转过程产生的扰动,对支撑臂的旋转姿态进行了分析,得到不同类型扰动对支撑臂旋转姿态的影响。最后研制了十米的支撑臂样机,进行了弯曲刚度试验以及轴向拉伸强度试验,通过试验数据验证了有限元模型的准确性。通过展开试验对支撑臂拖拽展开的驱动方式进行了功能性验证。搭建了旋转试验系统,进行了空间旋转模拟试验,对旋转过程中的相关特性进行了验证。