航天器氣動(dòng)力輔助變軌方法研究.pdf

1、航天器進(jìn)行軌道機(jī)動(dòng)或轉(zhuǎn)移往返于空間站與平臺(tái)、衛(wèi)星之間，它們的變軌可用沖量或連續(xù)推力方式，但是耗能比較大，而氣動(dòng)力輔助軌道轉(zhuǎn)移可成為節(jié)省燃料的變軌方案。本文所研究的氣動(dòng)力輔助變軌方式由于有效的利用了航天器環(huán)繞星球上的大氣這種自然資源，減少燃料消耗，從而使航天器獲得了較大的有效載荷比。因此，研究氣動(dòng)力輔助變軌具有重要的意義。
　　本文分析了氣動(dòng)力輔助變軌飛行器的特點(diǎn)，研究了影響氣動(dòng)力變軌過程中的因素，確定了升阻比和滾轉(zhuǎn)角作為主要的控制

2、參數(shù)，燃料最省作為目標(biāo)。首先，建立了大氣層內(nèi)運(yùn)動(dòng)學(xué)微分方程，并對(duì)方程進(jìn)行了簡化和無量綱化處理。
　　其次，在同面 HEO-LEO的氣動(dòng)輔助變軌過程中，根據(jù)大氣邊界條件和最優(yōu)目標(biāo)確定性能指標(biāo)，通過引入哈密頓函數(shù)，利用龐特里壓金極大值方法，對(duì)性能指標(biāo)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出關(guān)于升阻比的控制律，代入軌道運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中進(jìn)行最優(yōu)控制。分別對(duì)升力系數(shù)受約束和不受約束兩種不同情況進(jìn)行仿真，并改變轉(zhuǎn)移軌道近地點(diǎn)高度進(jìn)行仿真。
　　再次，在異面 HEO