为满足全球持续增长的卫星宽带接入需求,全球多家企业纷纷开始打造低轨卫星星座,大量的卫星等待发射入轨。采用一箭多星的发射方式,可以大大缩短星座组网的时间,提升发射效率,而在一箭多星发射中,多颗卫星锁紧连接与分离系统的设计是首先需要解决的关键技术。本文针对一箭多星发射场景的连接分离问题,拟开发一种高承载,可实现多星集中压紧与可控分离功能的多星压紧分离装置,并对装置的动态特性进行研究。根据多星发射的性能要求以及卫星的形态特点,综合归纳国内外的研究案例,提出两种满足要求的多星压紧分离装置方案。开展基于附加质量、可靠性和速度可控性为指标的多方案对比,优选出集中压紧-模块化电磁连接与弹射分离方案,并对该方案中集中压紧释放机构、消隙组件、可控连接分离机构进行详细结构设计。分析集中压紧释放机构的传力路径,对传力路径上关键承力构件进行设计与校核;应用Hertz接触理论与分形几何理论,对消隙状态下部件的刚度进行建模分析,对消隙组件进行设计;依据卫星分离速度的要求,计算得到可控连接分离机构的性能要求,并对具体参数进行设计。在二维平面内,应用自然坐标法对刚体卫星建立动力学模型,应用浮动坐标系方法及模态分析法对柔性导向杆建立动力学模型。依据内导向分离场景对星杆接触建立矢量模型,对嵌入深度进行推导表达,并对星杆的相对运动状态建立判别方程,从而建立含接触碰撞的卫星导向分离动力学模型。建立卫星导向分离系统的虚拟样机,对卫星分离运动的动态响应进行仿真分析,验证卫星分离速度与角速度满足要求,对同类长导向分离装置设计具有指导意义。分析压紧状态关键承力构件的受力情况,验证强度满足要求;分析系统压紧状态的整体模态,验证设计满足频率要求。加工多星压紧分离装置系统样机,进行系统整体振动试验,检测装置的固有频率并获取正弦振动与随机振动下结构的加速度响应;进行多星分离功能验证试验,检验集中压紧释放机构与可控连接分离机构的有效性;进行卫星导向分离运动研究试验,对卫星导向分离运动线速度与角速度进行测定,验证理论与仿真分析的有效性,检验装置能够满足分离参数要求。