發(fā)布時(shí)間：2021-06-05 05:58

　　設(shè)計(jì)一個(gè)完整的小行星探測(cè)軌道方案需要分別對(duì)整條軌跡中的彈道段和軌道段進(jìn)行優(yōu)化并拼接。目前拼接設(shè)計(jì)方法中對(duì)彈道段終點(diǎn)約束考慮不足、設(shè)計(jì)效率低�；趯�(shí)際彈道運(yùn)算數(shù)據(jù)計(jì)算了指定運(yùn)載火箭發(fā)射彈道對(duì)停泊軌道傾角的約束形式,并研究了火箭偏航能力和射向變化對(duì)彈道-軌道拼接后無量綱運(yùn)載能力的影響。結(jié)果表明,算例中的健神星探測(cè)窗口不適合低軌道傾角發(fā)射彈道�？紤]一般情況,高軌道傾角發(fā)射彈道可以更好適應(yīng)飛出地球引力影響球的深空探測(cè)類任務(wù)需求。根據(jù)研究結(jié)果,提出了對(duì)未來深空探測(cè)運(yùn)載火箭的設(shè)計(jì)需求。 

【文章來源】：導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù). 2020,(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

地球出發(fā)至健神星出發(fā)速度增量等高線

進(jìn)一步分析能量較低的2020年轉(zhuǎn)移窗口，根據(jù)第1節(jié)中定義，可以計(jì)算每一個(gè)出發(fā)速度對(duì)應(yīng)的角度約束，畫出在此窗口下的θdpt等值線，如圖3所示。由圖3可看出，針對(duì)該窗口的發(fā)射機(jī)會(huì)，如果只考慮發(fā)射速度小于7.1 km/s的深色區(qū)域，則出發(fā)速度角的取值范圍約為15～27°，由式（1）知，對(duì)應(yīng)于停泊軌道傾角的可選范圍約為63～117°。如果運(yùn)載火箭的發(fā)射能力無法滿足這一約束，則意味需要損失運(yùn)載能力去滿足這一窗口[8]，或者選擇其他窗口。

式中kj為各項(xiàng)的線性插值系數(shù)。這一估值雖然不是通過真實(shí)的彈道程序運(yùn)算得到，但可以反映運(yùn)載能力隨發(fā)射能量和軌道傾角變化的規(guī)律。為了能在同一窗口中表征不同發(fā)射能量的彈道是否損失運(yùn)載能力，再利用同一發(fā)射能量下無偏航運(yùn)載能力進(jìn)行歸一化，并通過線性插值得到所有點(diǎn)數(shù)據(jù)。根據(jù)同一發(fā)射能量進(jìn)行歸一化的無量綱運(yùn)載能力插值如圖4所示。表2為發(fā)射情況與無量綱運(yùn)載能力對(duì)應(yīng)關(guān)系。針對(duì)不同的發(fā)射能量和出發(fā)速度角所在區(qū)間，可以確定運(yùn)載火箭的發(fā)射彈道是否存在以及是否需要施加偏航，進(jìn)而計(jì)算無量綱運(yùn)載能力。如果窗口中的出發(fā)發(fā)射能量高于C3max，則將無量綱運(yùn)載能力置為-0.5，如果發(fā)射能量滿足但出發(fā)速度角不在可行范圍內(nèi)，則將無量綱運(yùn)載能力置為0，以示區(qū)分。其余部分可按插值公式計(jì)算。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]20世紀(jì)90年代大運(yùn)載總體方案論證的一些回顧[J]. 余夢(mèng)倫.  宇航總體技術(shù). 2018(02)
[2]深空探測(cè)發(fā)展與未來關(guān)鍵技術(shù)[J]. 吳偉仁,于登云.  深空探測(cè)學(xué)報(bào). 2014(01)
[3]小行星探測(cè)目標(biāo)選擇與轉(zhuǎn)移軌道方案設(shè)計(jì)[J]. 崔平遠(yuǎn),喬棟,崔祜濤,欒恩杰.  中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2010(06)



本文編號(hào)：3211579