第六章航天器轨道摄动PPT课件
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第九章卫星轨道的调整与转移9.1 概述9.1.1 航天器的轨道机动航天器在中心引力场中的运动,即Kepler轨道运动及在非理想条件下航天器的摄动运动,都属于被动运动,即在初始条件给定后完全由环境条件决定的运动。
但是现代航天器的运动并不是完全被动的。
有时航天器要利用火箭发动机推力或者有意利用环境提供的力(例如空气动力、太阳光压力)主动地改变飞行轨道,这就是航天器的主动运动,称为轨道机动(orbit maneuver)。
航天器的轨道机动可以人为地分成以下三个类型(但这些并没有绝对的界限,而且没有实质的差别):(1)轨道保持或轨道调整(orbit keeping or orbit correction)。
这是为了克服轨道要素的偏差而进行的小冲量的调整。
可以利用轨道摄动方程进行分析。
(2)轨道改变或轨道转移(orbit change or orbit transfer):这是指大幅度改变轨道要素,例如从低轨道转移到高轨道,从椭圆轨道转移到圆轨道,改变轨道平面。
这种转移的特点是需要大冲量的火箭发动机。
(3)空间交会(space rendezvous):即主动航天器通过一系列的机动动作达到与被动航天器会合。
这里主要控制航天器的相对运动。
按照持续时间,航天器轨道机动可以分为:(1)脉冲式机动:发动机在非常短暂的时间内产生推力,使航天器获得脉冲速度。
分析时可以认为速度变化是在一瞬间完全成的,当然这是对实际问题的抽象化。
(2)连续式机动:在持续的一段时间内依靠小的作用力改变轨道。
例如利用电离子火箭发动机、利用空气动力、太阳光压力等进行的机动。
9.1.2 轨道机动所需的推进剂消耗为了实现任何一种轨道机动,都必须使航天器获得附加的速度矢量。
排除利用235空气动力和太阳压力等特殊方式外,为此必须开动某种形式的火箭发动机。
对于仅在火箭发动机推力作用下的飞行器,运动方程为dvmP dt= (dmP w dt =−式中 为飞行器质量,m /dm dt −为推进剂消耗率,w 为燃烧产物的有效排出速度。