气动辅助异面变轨在多碎片清除中的应用分析

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1.55km·s-1、质量面积比172kg·m-2、比冲310s、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.      

月球探测器转移轨道的特性分析

主要分析了月球探测器由近地点出发，在假定末端条件不变的情况下，其转移轨道的特性参数对初始条件和变轨所需的速度脉冲等的影响；考虑的特性参数的变化包括转移轨道倾角的变化，近地点高度的变化和转移时间的不同．     

气动力辅助椭圆轨道转移技术研究

研究了两种共面椭圆轨道最优转移方法--基于单纯推力的双脉冲对称转移和基于气动力辅助变轨技术的协同机动方法。推导了双脉冲对称转移问题中转移椭圆轨道的求解公式,采用遗传算法求解最优变轨点位置,给出了变轨脉冲的计算方法。将气动力辅助对称转移过程分为3段：真空飞行段、大气飞行段、真空飞行段。以能量最小为性能指标,将大气飞行段轨迹优化问题转化为标准最优控制问题模型,并利用Gauss伪谱法进行求解,得到“巡航+滑行+巡航+滑行”的大气最优飞行轨迹。最后对两种转移方法进行详细比较,指出初始椭圆轨道近地点越接近大气层,气动力辅助对称转移方法比双脉冲对称转移方法越节省能量。     

基于间接法在线能力评估和自主规划技术研究

针对运载火箭推力故障条件下的自主救援任务,研究了一种基于间接法的在线能力评估和自主规划方法.构建了以入轨点能量最大为最优性能指标的最优控制问题.通过数值方法探讨了在满足轨道倾角和入轨点路径角约束条件下,入轨点速度、远地点和近地点跟入轨高度之间的关系,设计了一种与入轨高度相关的特征量来对入轨能力进行评估.以近地点最高为救...     

气动力辅助异面变轨控制研究

研究了利用气动力辅助异面变轨时的控制问题。从分析系统方程的特点出发 ,将整个控制过程分为两部分 :第一部分是一个跟踪问题 ;第二部分为一高度调节问题。选用变结构控制方法 ,控制求解时使用了优化趋近法。仿真结果表明了作者所提出的控制方案的有效性     

气动力辅助导面变轨控制研究

研究了利用气动力辅助异面变轨时的控制问题。从分析系统方程的特点出发，将整个控制过程分为两部分：第一部分是一个跟踪问题；第二部分为一高度调节问题。选用变结构控制方法，控制求解时使用了优化趋近法。仿真结果表明了作者所提出的控制方案的有效性。     

同一平面气动力辅助变轨的近似解及分析

采用格林函数法,给出了同一平面气动力辅助变轨飞行的3种过程约束(气动加热率、动压、升力约束)条件之间关系的近似定量描述形成的飞行包络线.由此求解了航天器同时受3种约束条件时,各种性能指标下的同一平面气动力辅助变轨轨迹的近似解及相应的最优控制规律.文中对近似解与控制规律的内部结构作了细致的分析,得到了一些有益的结论.     

天宫-1成功入轨吹响我国首次空间交会对接口角

2011年9月29日21：16：03,我国长征-2FT1运载火箭携带天宫-1目标飞行器从酒泉卫星发射中心升空。21：25：45,天宫-1准确进入近地点200km、远地点346km、倾角42.7°的预定轨道。9月30日01：58,天宫-1在轨运行至第4圈时实施了第1次变轨,将远地点高度由346km提升到355km。     

我国研制的固体近地点变轨发动机(EPKM)

EPKM是为长征二号捆绑火箭配套的固体近地点变轨发动机的简称(也称火箭上面级)。它由航天总公司所属的河西公司研制,是目前我国最大的近地点固体发动机。发射亚洲卫星二号是它的第一次飞行。     

采用GPS或INS／运动方程确定气动力变轨段导航信息

基于航天器气动力辅助变轨的基准飞行轨道,提出采用ＧＰＳ（或ＩＮＳ）／运动方程来确定航天器的六自由度导航信息。采用航天器高超音速空气动力的近似计算公式,导出了ＧＰＳ（或ＩＮＳ）／运动方程导航方案的滤波方程、观测方程等。数字仿真表明,ＧＰＳ（或ＩＮＳ）／运动方程导航方案的精度高于ＧＰＳ或ＩＮＳ,而且较单纯的ＧＰＳ或ＩＮＳ增加了导航信息冗余度。     

卫星轨道维持方法

人造地球卫星的轨道由于大气阻力和地球引力场等因素的摄动,其形状和近地点位置将不断改变。本文提供一种保持轨道形状和近地点位置不变的控制方法。     

利用气动力的大气制动过程中近心点高度控制

针对大气制动轨道转移过程中出现的近心点下降问题,给出了一种利用气动力实现近心点高度控制的方法.设计了以倾侧角为控制变量的大气内飞行控制律,并参考相关星际探测任务进行了仿真验证.通过改变倾侧角调整气动力在高度方向上的分量来实现对制动轨道近心点高度的控制,并根据当前近心点高度与预定近心点高度自动调整反馈增益.在整个大气制动过程中本方法无需燃料消耗即可有效地限制近心点下降并最终减少下降量,同时使飞行过程中的最大动压和最大热流密度逐渐降低,保证了航天器的安全.      

Space debris mitigation strategies and practices in geosynchronous transfer orbits

Missions to geosynchronous orbits remain one of the most important elements of space launch traffic, accounting for 40% of all missions to Earth orbit and beyond during the four-year period 2000–2003. The vast majority of these missions leave one or more objects in geosynchronous transfer orbits (GTOs), contributing on a short-term or long-term basis to the space debris population. National and international space debris mitigation guidelines seek to curtail the accumulation of debris in orbits which penetrate the regions of low Earth orbit and of geosynchronous orbit. The orbital lifetime of objects in GTO can be greatly influenced by the initial values of perigee, inclination, and right ascension of the orbital plane, leading to orbital lifetimes of from less than one month to more than 100 years. An examination of the characteristic GTOs employed by launch vehicles from around the world has been conducted. The consequences of using perigees above 300 km and super-synchronous apogees, typically above 40,000 km, have been identified. In addition, the differences in orbital behavior of launch vehicle stages and mission-related debris in GTOs have been investigated. Greater coordination and cooperation between space launch service providers and spacecraft designers and owners could significantly improve overall compliance with guidelines to mitigate the accumulation of debris in Earth orbit.     

从我国第二颗卫星近地点高度变化的分析测定平均密度标高

本文讨论了一种大气密度标高的计算方法,同时从我国第二颗卫星近地点高度变化的分析测得了四个平均密度标高H值.这些观测值与CIRA-1972理论值之差都在10%之内,实测值与CIRA-1972之比平均约高5%.      

采用Loh近似假设的最优气动力辅助异面变轨研究

提出了一种Ｌｏｈ近似模型,并在此基础上导出了最优气动力辅助异面变轨的控制规律,以及相应的最优轨迹的近似解析解。给出了Ｌｏｈ近似模型中各系数的求解方法。通过对最优控制律及轨迹近似解的分析,得到一些有益的结论。