带脉冲的三维引力辅助变轨研究

在引力辅助过程中施加脉冲可以有效地改善变轨效果.目前只能对施加小脉冲的情况进行近似计算,当脉冲大于近拱点速度的1%时无法进行分析.针对这一问题,提出了一种解析分析方法,可以计算施加任意大小和方向脉冲的三维引力辅助变轨.基于二体问题,建立了带任意脉冲的三维引力辅助模型,采用8个相互独立的参数对模型进行描述,其中5个参数表征三维引力辅助、一个参数表征脉冲的大小、两个参数表征脉冲的方向;建立了一组坐标系,可以方便地对轨道进行描述;以施加脉冲为界,将轨道划分为前后两段,分别进行公式推导;应用双曲线轨道动力学与坐标变换等技术方法,可以将飞行器的位置矢量和速度矢量表示为上述8个参数的解析公式,进而可以求出变轨导致的速度、能量和轨道倾角的变化量.通过与基于圆型限制性三体问题的数值仿真结果进行对比,验证公式的有效性.应用导出的解析公式分析了施加脉冲的大小和方向对飞行器能量和轨道倾角的影响,并给出了相应规律.结果表明:以最大能量改变为优化目标,施加脉冲的最优方向往往并不是该点速度方向;轨道倾角受到脉冲方向的影响显著.      

对一道同步卫星变轨题的评析

以2015年高考新课标Ⅱ卷第16题为例,分析了发射场不在赤道的同步卫星的变轨过程,并对题中的难点作了进一步讨论.     

人造卫星变轨过程中的功能计算

我们知道,人造卫星若从一个圆形轨道转到另一圆形轨道,常常是通过至少两次变轨实现的.在其变轨过程中的功能关系是怎样的呢?在笔者所见各种资料上只有定性分析说明,而无定量计算,教学中总觉得缺乏说服力.为此,本文拟给出其定量计算,与同行交流.     

Algodoo软件在高中物理教学中的应用——以“万有引力与宇宙航行”一章为例

利用Algodoo软件对2019版人教版高中物理必修2第七章"万有引力与宇宙航行"相关内容进行模拟仿真,并在对模拟仿真结果进行分析、讨论的基础上提出如何将Algodoo软件融入本章教学的相关建议.     

基于微分进化算法的深空轨道全局优化设计

针对多目标多任务的深空探测轨道设计问题,提出一种新的将探测目标、探测方式、探测顺序以及发射窗口同时作为优化变量, 并采用微分进化算法进行全局优化的设计方法. 使用该方法在只考虑太阳中心引力作用的二体模型下,基于圆锥曲线拼接法建立第三届全国深空轨道设计竞赛问题的优化模型并进行求解. 最后利用该方法求解ESA的ACT研究团队的深空探测任务算例并对结果进行对比分析. 结果表明, 提出的全局优化设计方法对解决多目标、多任务深空探测轨道优化设计问题是可行和有效的.      

2010年国际深空探测轨道优化竞赛的国防科技大学解法

国际深空探测轨道优化竞赛是国际航天界的一项大型综合性赛事, 直接反应了各国开 展深空探测任务轨道设计与优化的实力. 结合课题组参加2010年举办的第五届比赛情况, 从 初步分析、小行星序列选取、小推力轨道设计和轨道演算与数据输出四方面进行了比赛历程 回顾, 给出了最终的设计结果, 并总结了参加比赛的收获与不足.     

第十一届北京高中数学知识应用竞赛初赛试题及参考答案

<正>一、(满分20分)请设计三个不同的实际问题情景,使情景中出现的一对变量,满足图1显示的函数关系.说明这个问题是开放的.比如,把这个图看成"小王跑步的t-s图",其中t为离开家的时间,s为小王距家的路途长.可以说出下面的故事:早晨小王出家门以匀速度3.5(米/秒)跑步,跑了8分钟,再在原地休息了5分钟,然后按原路以匀速度4(米/秒)跑回家.     

气动力辅助变轨的数值模拟

采用了航天器在行星上层大气中进行高超声速飞行时的轨道动力学方程,针对航天器从地球静止轨道转移到一个共面圆形低地轨道的变轨过程,进行了气动力辅助变轨过程的模拟.在变轨过程中,航天器从地球静止轨道开始,经过8次大气路径,耗时43.7小时,到达圆形低地轨道,与霍曼转移进行对比,其所消耗的推进剂质量仅为霍曼转移的41%.研究结果表明:气动力辅助变轨技术能够在降低推进剂消耗的情况下实现航天器的轨道转移.     

课题研究“神舟八号”与“天宫一号”的空间交会对接

以"神舟八号"与"天宫一号"空间交会对接为课程资源,引导学生开展关于对接过程中的课题研究活动.