航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2015年
6期
2005-2015
,共11页
阳勇%齐乃明%黄盘兴%徐喆垚
暘勇%齊迺明%黃盤興%徐喆垚
양용%제내명%황반흥%서철요
绳系卫星%动量交换%地月转移%载荷%动力学%能量分析
繩繫衛星%動量交換%地月轉移%載荷%動力學%能量分析
승계위성%동량교환%지월전이%재하%동역학%능량분석
tether%momentum exchange%cislunar transfer%payload%dynamics%energy analysis
为了研究新型连续地月转移系统的动力学及能量需求,采用Lagrange方法,在系绳为刚性杆假设的前提下,同时忽略第三体引力、地球扁率和系绳轴向变形等扰动因素的影响,建立了驱动型动量交换绳系卫星(MMET)系统的三维刚性动力学模型.对所建立的动力学模型进行了数值仿真及对比分析,仿真结果验证了所建模型的正确性.研究表明,外力矩对系统轨道运动参数影响甚小,对姿态运动参数影响明显.采用MMET方式进行载荷转移,推导出了实现载荷地月轨道转移所需的人口速度条件以及时间周期条件,并求解出了载荷在2次任务之间的时间间隔.给定初始条件下,当MMET系统以0.231 6 rad/s的旋转角速度绕其质心旋转1 448.5圈,其绕地心刚好运行5圈时,载荷可顺利进入地月转移轨道.最后,对连续地月转移系统实现载荷的地月转移进行了能量对比分析,结果表明,相同条件下,MMET载荷转移方式相比于传统脉冲变轨方式在载荷转移过程中消耗更少的能量.
為瞭研究新型連續地月轉移繫統的動力學及能量需求,採用Lagrange方法,在繫繩為剛性桿假設的前提下,同時忽略第三體引力、地毬扁率和繫繩軸嚮變形等擾動因素的影響,建立瞭驅動型動量交換繩繫衛星(MMET)繫統的三維剛性動力學模型.對所建立的動力學模型進行瞭數值倣真及對比分析,倣真結果驗證瞭所建模型的正確性.研究錶明,外力矩對繫統軌道運動參數影響甚小,對姿態運動參數影響明顯.採用MMET方式進行載荷轉移,推導齣瞭實現載荷地月軌道轉移所需的人口速度條件以及時間週期條件,併求解齣瞭載荷在2次任務之間的時間間隔.給定初始條件下,噹MMET繫統以0.231 6 rad/s的鏇轉角速度繞其質心鏇轉1 448.5圈,其繞地心剛好運行5圈時,載荷可順利進入地月轉移軌道.最後,對連續地月轉移繫統實現載荷的地月轉移進行瞭能量對比分析,結果錶明,相同條件下,MMET載荷轉移方式相比于傳統脈遲變軌方式在載荷轉移過程中消耗更少的能量.
위료연구신형련속지월전이계통적동역학급능량수구,채용Lagrange방법,재계승위강성간가설적전제하,동시홀략제삼체인력、지구편솔화계승축향변형등우동인소적영향,건립료구동형동량교환승계위성(MMET)계통적삼유강성동역학모형.대소건립적동역학모형진행료수치방진급대비분석,방진결과험증료소건모형적정학성.연구표명,외력구대계통궤도운동삼수영향심소,대자태운동삼수영향명현.채용MMET방식진행재하전이,추도출료실현재하지월궤도전이소수적인구속도조건이급시간주기조건,병구해출료재하재2차임무지간적시간간격.급정초시조건하,당MMET계통이0.231 6 rad/s적선전각속도요기질심선전1 448.5권,기요지심강호운행5권시,재하가순리진입지월전이궤도.최후,대련속지월전이계통실현재하적지월전이진행료능량대비분석,결과표명,상동조건하,MMET재하전이방식상비우전통맥충변궤방식재재하전이과정중소모경소적능량.
