气动辅助异面变轨在多碎片清除中的应用分析
本文选题:多碎片清除 + 气动辅助变轨 ; 参考:《空间科学学报》2017年01期
【摘要】:碎片清除飞行器异面变轨需要消耗大量燃料.从气动辅助异面变轨优化设计及被清除碎片轨道高度差值、倾角差值等参数对变轨性能的影响出发,比较分析了优化气动辅助异面变轨与双脉冲霍曼轨道转移的燃料节约量,研究了不同轨道高度差对于实施气动辅助变轨燃料节约量的影响.当地球静止轨道(GEO)与低地轨道(LEO)间气动辅助变轨优化速度增量约为1.55 km·s~(-1)、质量面积比172 kg·m~(-2)、比冲310 s、轨道倾角变化16°时,燃料节约率约为45%.对比研究了不同轨道高度差LEO轨道间实施气动辅助变轨的燃料节约情况.结果表明:随着轨道高度的增加,气动辅助优化效率逐渐降低;在相同高度轨道间实施异面变轨,随着轨道倾角的增加,气动辅助变轨燃料节约率先增大后减小,倾角改变量约为20°时,燃料节约率最大;当轨道倾角为5°时,采用气动辅助变轨和双脉冲变轨的燃料消耗量相同.
[Abstract]:Debris removal vehicles require a large amount of fuel for off-plane orbit change. Based on the influence of the parameters such as the height difference of the removed debris orbit and the deviation of inclination angle on the performance of the orbit, the fuel savings of the optimization of the aerodynamic aid cross-plane orbit transfer and the dual-pulse Horman orbit transfer are compared and analyzed. The effect of different orbital height difference on the fuel saving of pneumatic assisted orbit transfer is studied. When the optimal velocity increment between GEO and Leo is about 1.55 km s ~ (-1), the mass area ratio is 172 kg m ~ (-2), the specific impulse is 310 s, and the inclination of the orbit changes by 16 掳, the fuel saving rate is about 4545. In this paper, the fuel saving of different Leo orbit with different orbit height difference is studied. The results show that with the increase of orbit height, the efficiency of aerodynamic aid optimization decreases gradually, and the fuel saving increases first and then decreases with the increase of orbit inclination. When the inclination angle is about 20 掳, the fuel saving rate is the greatest, and when the inclination angle is 5 掳, the fuel consumption is the same for the pneumatic assisted orbit change and double pulse orbit transformation.
【作者单位】: 中国科学院国家空间科学中心;
【基金】:国家自然科学基金项目资助(11403070)
【分类号】:V528
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,本文编号:2078976
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