空間平臺(tái)機(jī)動(dòng)策略的多樣化和實(shí)用化是研制空間應(yīng)用飛行器要重點(diǎn)思考的問(wèn)題。通過(guò)空間平臺(tái)機(jī)動(dòng)策略及可行性研究,提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)空間平臺(tái)多功能應(yīng)用的機(jī)動(dòng)方案,解決了適用于多類應(yīng)用模式的變軌方式設(shè)計(jì)問(wèn)題以及能量需求可行性分析問(wèn)題,為打造復(fù)合型全球空間快速機(jī)動(dòng)能力奠定了基礎(chǔ)。 

【文章來(lái)源】：導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù). 2020,(06)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

空間平臺(tái)機(jī)動(dòng)策略總體思路Fig.1TheOverallTechnicalSchematicofOrbitManeuverMultifunctionalStrategyinSpacePlatform

導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù)2020年22空間平臺(tái)機(jī)動(dòng)策略變軌方式分析空間平臺(tái)機(jī)動(dòng)策略所述的降軌快速響應(yīng)、升軌在軌服務(wù)、離軌對(duì)地執(zhí)行任務(wù)等，都以軌道動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，本節(jié)對(duì)適用于策略的變軌方式進(jìn)行分析。2.1適用于降軌快速響應(yīng)的霍曼轉(zhuǎn)移變軌方式從策略總體角度分析，空間平臺(tái)應(yīng)具備多次從工作軌道往返快響軌道的能力，所以應(yīng)采取節(jié)省能量的霍曼轉(zhuǎn)移方式。在霍曼轉(zhuǎn)移變軌過(guò)程中，空間平臺(tái)通過(guò)兩次點(diǎn)火獲得兩次脈沖推力，霍曼轉(zhuǎn)移軌道與變軌前后兩條軌道相切[1]�？臻g平臺(tái)的霍曼轉(zhuǎn)移變軌過(guò)程如圖2所示。圖2霍曼轉(zhuǎn)移變軌Fig.2HormanOrbitalTransferTechniquen1—工作軌道角速度；n2—快響軌道角速度；1v—空間平臺(tái)第1次變軌需要的速度增量；2v—空間平臺(tái)第2次變軌需要的速度增量；C—遠(yuǎn)地點(diǎn)；B—近地點(diǎn)工作軌道角速度、快響軌道角速度分別為n1、n2，工作軌道半徑、快響軌道半徑分別為1r、2r，則有：311n/r（1）322n/r（2）工作軌道速度、快響軌道速度分別為v1、v2，則，11v/r（3）22v/r（4）根據(jù)圖2得軌道半長(zhǎng)軸：1121()2arr（5）則可知空間平臺(tái)在霍曼轉(zhuǎn)移軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)C速度為1112vra（6）根據(jù)式（3）、式（6）可得空間平臺(tái)第1次變軌需要的速度增量為111vvv（7）同理，空間平臺(tái)在近心點(diǎn)B的速度為2212vra（8）根據(jù)式（4）、式（8），空間平臺(tái)第2次變軌需要的速度增量為222vvv（9）由式（7）、式（9

vra（8）根據(jù)式（4）、式（8），空間平臺(tái)第2次變軌需要的速度增量為222vvv（9）由式（7）、式（9）可得霍曼轉(zhuǎn)移變軌空間平臺(tái)的速度脈沖數(shù)量之和為12vvv（10）2.2適用于升軌在軌服務(wù)的空間交會(huì)變軌方式空間平臺(tái)對(duì)高軌目標(biāo)實(shí)施在軌服務(wù)是一個(gè)空間交會(huì)過(guò)程，工作軌道與目標(biāo)軌道之間不僅存在軌道高度差異，還存在軌道傾角差異，因此，空間交會(huì)變軌將包括一個(gè)同平面的霍曼轉(zhuǎn)移和一個(gè)軌道平面的機(jī)動(dòng)過(guò)程�？臻g交會(huì)變軌過(guò)程如圖3所示。轉(zhuǎn)移完成后假設(shè)t0時(shí)刻目標(biāo)處于P0點(diǎn)，空間平臺(tái)處于P1點(diǎn)并且其速度矢量為1-v，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火變軌施加速度增量v，使得空間平臺(tái)在P1點(diǎn)的速度矢量調(diào)整為1+v并進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間飛行，目標(biāo)和空間平臺(tái)同時(shí)到達(dá)P2點(diǎn)，空間平臺(tái)通過(guò)精確末制導(dǎo)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的空間交會(huì)服務(wù)。v可通過(guò)普適變量解高斯問(wèn)題求得[2]。圖3空間交會(huì)變軌示意Fig.3TheTechnicalSchematicofOrbitManeuverduringSpaceRendezvousΔf—轉(zhuǎn)移軌道P2和P1點(diǎn)真近點(diǎn)角差值1r、2r、1+v3個(gè)矢量關(guān)系以普適變量表示，如式（11）、式（12）所示。211cosfprF（11）12sinfprrG（12）解出1+v如式（13）所示：211+rFrv=G-（13）式中p為半通徑；為地球引力常數(shù)。則可求出空間平臺(tái)的速度需求為11Δ+－v=v-v（14）2.3適用于對(duì)地任務(wù)的有效載荷離軌方式為充分發(fā)揮空間平臺(tái)空間應(yīng)用價(jià)值，需為有效載荷配置離軌艙，由離軌艙攜有效載荷軌道機(jī)動(dòng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)發(fā)展[J]. 魯宇.  宇航總體技術(shù). 2017(03)
[2]美國(guó)高軌抵近操作衛(wèi)星MiTEx飛行任務(wù)及啟示[J]. 蒙波,黃劍斌,李志,王愛(ài)明.  航天器工程. 2014(03)
[3]基于遺傳算法的連續(xù)推力最短時(shí)間轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)[J]. 高懷,朱戰(zhàn)霞,劉劍.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)



本文編號(hào)：3380861