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第 36 卷 第 3 期
吉 林 大 学 学 报 ( 工 学 版 )
Vol .36 N o .3
2006 年 5 月
Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition)
M ay 2006
文章编号 :1671 - 5497(2006)03 - 0404 - 06
收稿日期 :20050623 .
基金项目 :“863”国家高技术研究发展计划项目(2004AA722095 - 1) .
作者简介 :陈洪波(1978 - ) ,男 ,博士研究生 .研究方向 :空间攻防对抗最优轨道设计与闭环导引律 .
Email :chenghongbo @ hit .edu .cn
通讯联系人 :杨涤(1937 - ) ,男 ,教授 ,博士生导师 .研究方向 :飞行器飞行动力学及其控制 、制导与仿真 .
Email :dyang @ hit .edu .cn
同 平 面 高 低 地 球 轨 道 气 动 辅 助 空 间 交 会
陈洪波 ,杨 涤 ,张利宾
(哈尔滨工业大学 航天工程系 ,哈尔滨 150001)
摘 要 :为了实现同平面气动辅助空间交会 ,首先分析了其必须满足的 2 个必要条件 :轨道转
移问题和调相问题 。 然后分析了同平面 H EOLEO 霍曼轨道转移技术及其调相问题 。 最后
通过应用最优控制理论 ,求解一个典型同平面高轨道向低轨道转移的最优轨迹 ,确定了 O T V
在大气作用阶段轨道相角的变化大小 。 进一步依据空 间交会理论得到 了同平面 H EOLEO
气动辅助空间交会所必须满足的标准相角的计算公式 ,并分析了气动辅助空间交会的调相问
题 。 最后将霍曼方法和气动辅助方法进行了比较 ,得出了气动辅助空间交会不但可以节省燃
料 ,而且能够在合理的时间内实现空间交会的结论 。
关键词 :飞行器控制与导航技术 ;高地球轨道 ;低地球轨道 ;空间交会 ;轨道转移 ;相角 ;气动力
中图分类号 :V412 4 文献标识码 :A
Coplanar HEOLEO aeroassisted space rendezvous
Chen H on gbo , Yang Di , Zhang Libin
( Department o f Astronautics , Harbin Institute o f Technology , Harbin 150001 , China)
Abstract :T w o necessary techniques , orbital transfer and phasing w ere introduced for coplanar
aeroassisted space rendezvous . T he H ohmann orbit transfer technique for coplanar high earth orbit
lo w earth orbit ( H E OLEO ) transfer and its phasing were analyzed . T he coplanar H E OLE O
aeroassisted orbital t ransfer technique w as studied in detail . T he optimal control theory was applied to
resolve a t ypical optimal trajectory of the aeroassisted orbital transfer from a H E O to a LEO and the
orbital phase angle of the O T V flying in the at mosphere was obtained .Based on the space rendezvous
thcory , a calculation expression of the standard phase angle that must be complied with for the
coplanar HEOLE O aeroassisted space rendezvous was derived and the phasing problem of the
aeroassisted space rendezvous w as analyzed . T he H ohmann technique and the aeroassisted technique
were compared and concluded that the latter can not only save the fuel but also rendezvous in a
reasonable time .
Key words :aircraft control and navigation technology ; high earth orbit ( H E O ) ; low earth orbit
(LEO) ; space rendezvous ; orbital transfer ; phase angle ;aerodynamic force