带脉冲的三维引力辅助变轨研究
[Abstract]:The effect of orbit-shifting can be effectively improved by applying a pulse in the gravity-assisted process. At present, the case of small pulse can only be approximately calculated, when the pulse is greater than 1% of the velocity near the arch point, the analysis can not be carried out. In order to solve this problem, an analytical method is proposed, which can be used to calculate three-dimensional gravity-assisted orbit transformation with arbitrary size and direction pulse. Based on the two-body problem, a three-dimensional gravity-assisted model with arbitrary pulses is established. Eight independent parameters are used to describe the model, in which five parameters represent the three-dimensional gravity assistance and one represents the pulse size. Two parameters indicate the direction of the pulse. A set of coordinate system can be set up to describe the orbit conveniently, and the orbit is divided into two segments with pulse as the boundary, and the formulas are deduced respectively. By means of hyperbolic orbit dynamics and coordinate transformation, the position vector and velocity vector of aircraft can be expressed as analytical formulas of the above eight parameters, and then the velocity caused by orbit change can be calculated. The amount of change in energy and orbital inclination. Compared with the numerical simulation results based on circular restricted three-body problem, the validity of the formula is verified. By using the derived analytical formula, the influence of the magnitude and direction of the pulse applied on the energy and orbit inclination of the vehicle is analyzed, and the corresponding rules are given. The results show that when the maximum energy change is taken as the optimization target, the optimal direction of the pulse is often not the velocity direction of the point, and the orbital inclination is significantly affected by the direction of the pulse.
【作者单位】: 北京航空航天大学航空科学与工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(11372018)
【分类号】:V412.41
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,本文编号:2444588
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