CAJ | 학술논문

为使航天器在星际航行中实现轨道机动且有效节省燃料,建立了ACA( aero-gravity assist)机动的动力学方程和性能指标函数,给出终端约束和路径约束条件,用拟谱法将连续两点边值问题转换为等价的非线性规划问题,应用SNOPT软件求出飞行器最大化日心速度和最小化日心速度对应的最优轨迹,最后对轨迹优化算法进行了仿真,得出在热流速率峰值约束下的最优轨迹变化规律.结果表明,节点数为40时,最大速度偏差为0.009 m/s,满足收敛精度要求;与引力辅助轨道机动相比,极大化日心速度增大了8.02%,极小化日心速度减小了32.26%,相应偏转角分别增加了42.740和68.400;与无热流速率约束情况相比,最大热流速率峰值为500 W/(cm2·s)时,飞行器进入大气的深度、日心速度和偏转角分别减少6.35 km,93 m/s和6°.
위사항천기재성제항행중실현궤도궤동차유효절성연료,건립료ACA( aero-gravity assist)궤동적동역학방정화성능지표함수,급출종단약속화로경약속조건,용의보법장련속량점변치문제전환위등개적비선성규화문제,응용SNOPT연건구출비행기최대화일심속도화최소화일심속도대응적최우궤적,최후대궤적우화산법진행료방진,득출재열류속솔봉치약속하적최우궤적변화규률.결과표명,절점수위40시,최대속도편차위0.009 m/s,만족수렴정도요구;여인력보조궤도궤동상비,겁대화일심속도증대료8.02%,겁소화일심속도감소료32.26%,상응편전각분별증가료42.740화68.400;여무열류속솔약속정황상비,최대열류속솔봉치위500 W/(cm2·s)시,비행기진입대기적심도、일심속도화편전각분별감소6.35 km,93 m/s화6°.