国家自然科学基金(11272255)
- 作品数：10 被引量：15H指数：2
- 相关作者：方群王雪峰孙冲袁建平史格非更多>>
- 相关机构：西北工业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术更多>>
- 一般形式的共振轨道研究被引量：1
- 2014年
- 为了利用较小的推力使航天器的轨道产生较大的变化,可以利用共振原理来研究航天器的运动,称这样一类非开普勒轨道为共振轨道.将圆频率作为变量,通过合理地选择轨道描述参数、时间尺度和推力描述方式建立了一般形式的共振轨道模型,并基于仿真分析研究了共振轨道圆频率对共振轨道的影响.通过对地球-火星共振转移轨道的算例进行仿真分析,初步研究了共振轨道在星际探测轨道设计中应用的效果.研究结果表明:圆频率改变将对推力峰值产生影响;共振轨道在星际探测中的应用是可行的,并且在能量消耗方面优于Lambert轨道.
- 史格非方群殷毅
- 关键词：非开普勒轨道深空探测
- 航天器共振轨道特性研究被引量：1
- 2014年
- 目前对航天器共振轨道特性的研究还非常不完善。为此,对频率为0.5的航天器典型共振轨道理论进行了补充,分析了共振轨道的参数转换模式,提出了共振轨道物理平面方程的直接参数描述方法。对单段共振轨道机动在典型任务中的应用进行了仿真分析,分析对比了共振轨道机动与传统轨道机动的优缺点。同时,通过仿真计算,对共振轨道周期特性进行了研究。研究发现,共振轨道等效速度增量是随时间尺度参数的改变进行准周期变化,而并非严格的周期变化,这一点与文献[3]中的研究结果有所不同。
- 史格非方群
- 平动点轨道演化性质分析和应用研究
- 2013年
- 三体问题中,轨道的受力和运动规律非常复杂.对于特定的任务,如何选择轨道的初始解是一大难题.针对平面三体问题,利用近拱点庞加莱映射,对平动点顺行轨道和逆行轨道的长期和短期演化性质进行分析.根据轨道的初始状态将其分为逃逸轨道和捕获轨道.对于逃逸轨道,给出了同宿轨道和异宿轨道的设计方法,并利用两级微分修正法消除了拼接点处的位置不连续问题.对于捕获轨道,得到了几类典型的周期和准周期轨道.对逆行轨道的演化性质进行分析时发现,逆行轨道通常为准周期轨道,比顺行轨道更加稳定.利用近拱点庞加莱映射可以快速确定不同类型轨道对应的初始状态,为特定任务需求下的轨道设计提供了一种快速而有效的选择方案.
- 程潏袁建平罗建军
- 空天飞行器弹道/轨道一体化设计被引量：7
- 2018年
- 弹道/轨道一体化设计是解决空天飞行器发射入轨和轨道转移问题的一种全新思路。针对目前存在的空天飞行器弹道/轨道一体化设计问题,通过改进非开普勒轨道方程的方法建立飞行器在连续推力、气动力、引力以及摄动力等多种力作用下的弹道/轨道一体化设计动力学模型;提出基于轨道设计反方法的弹道/轨道一体化设计方法。其创新点主要体现在:通过整合连续推力、气动力、引力以及摄动力等多种作用力达到了统一弹道/轨道模型的目的;提出了基于傅里叶级数形状方法的轨道设计方法,该方法相比于之前的逆多项式法,可以处理带推力约束的轨道设计问题;由于在弹道段采用类似于轨道设计反方法的设计思想设计弹道,使得弹道和轨道两段轨迹的设计方法也达到了统一,致使从模型和设计方法的角度都体现了弹道/轨道设计的统一性,解决了传统分段设计方法是在不同段采用不同的模型和方法,很难体现出一体化设计思想的问题。仿真分析表明本文提出的弹道/轨道一体化设计方法是可行和有效的。
- 方群刘怡思王雪峰
- 关键词：空天飞行器非开普勒轨道傅里叶级数
- 近拱点映射在平动点轨道设计中的应用研究
- 2014年
- 基于在限制性三体问题轨道初步设计中能够提供潜在有效可行的低能轨道,针对平面圆型限制性三体问题,通过采用近拱点庞加莱映射,研究较小主天体P2附近的平动点轨道特性;利用近拱点演化结构对轨道类型进行了区分,获得具有特定设计特征的轨道。结合自由时间的多点打靶微分修正法进行了近似零消耗的同宿和异宿轨道连接;首次对顺行条件和逆行条件下的初始转移状态进行了研究,并分析了转移轨道和准周期轨道形成的理论机理。本文为特定任务轨道设计提供一种高效可行的方法。
- 殷毅袁建平方群
- 考虑J_2项摄动的空间共振轨道特性分析
- 2016年
- 共振轨道是建立在新型坐标系下的非开普勒轨道,应用于空间机动轨道的设计,具有节省能量的优势。针对地球形状摄动J_2项对共振轨道特性的影响分析问题,建立了一种新的考虑J_2项摄动影响的共振轨道数学模型。通过与传统受J_2项摄动影响的共振轨道数学模型的仿真对比分析可以看出,新的数学模型虽然形式较为复杂,但却能够揭示不同阶段J_2项摄动使系统产生偏差的原因,比传统模型更为精确,因此更适用于工程实际中分析J_2项摄动对共振轨道特性的影响。
- 吝琳方群
- 关键词：J2项摄动
- 基于虚拟中心引力场方法的航天器转移轨道设计被引量：3
- 2015年
- 空间机动技术是实现空间操作任务的基础,具有重要的研究价值.研究了连续推力作用下航天器转移轨道设计问题,提出了一种基于虚拟中心引力场的轨道设计方法.该方法有两大特点:(1)能够将机动轨道设计问题转化为虚拟中心引力场参数的优化问题,简化了设计过程;(2)对轨道形状或推力方向、大小不做任何假定,能够应用于一般情况下的机动轨道设计.将该方法应用于航天器二维和三维的转移轨道设计,并和形状方法进行了对比分析.仿真结果分析表明,采用该方法简化了轨道设计过程,为航天器快速轨道设计提供了新思路.
- 袁建平孙冲方群
- 关键词：连续推力
- 一种新的升力式再入投送系统轨道部署方法被引量：2
- 2014年
- 针对天基再入投送系统与传统星座轨道部署问题的不同,建立了用于轨道部署覆盖性能仿真的星下点轨迹、覆盖条带计算模型和覆盖判别条件模型;针对传统部署方法的不均匀性,提出了一种新的升力式再入飞行器全球部署方法。该方法采用双倾角条带覆盖方式克服了传统部署方法的固有缺陷,既实现了全球覆盖又提高了重点区域的覆盖重数。仿真结果表明该部署方法的覆盖性能相对传统方法有明显提高,在满足全球100%覆盖的同时又对重点区域的覆盖重数提高了约20%,覆盖性能优异。
- 姚玮罗建军方群
- 关键词：星座设计
- 混合推力作用下基于傅里叶级数展开的轨道设计方法
- 2017年
- 针对航天器机动轨道设计问题,引入太阳帆/电推进混合推力模式(太阳帆产生径向推力,用于改变引力场的引力大小;而与此同时电推进产生切向推力),研究了混合推力作用下的基于傅里叶级数展开的轨道设计方法。首先,根据太阳帆/电推进混合推力模型,建立航天器在极坐标系下的运动模型;然后,依据傅里叶级数展开式,将轨道设计问题转化为关于傅里叶系数的非线性规划问题。另外,文中改进原有的形状轨道设计方法,研究了航天器轨道转移的时间最优问题。最后,在考虑航天器任务约束的情况下,基于该方法设计了混合推力作用下的"地球-火星"转移轨道。仿真分析了太阳光压对形状轨道设计方法产生的影响,验证了应用混合推力设计形状轨道的可行性,并且在一定范围内可以得到燃料消耗更优的航天器连续推力转移轨道,为轨道优化提供了参考依据。
- 方群王雪峰王雪峰
- 关键词：连续推力傅里叶级数
- 一种航天器空间机动轨道的改进形状设计方法被引量：2
- 2015年
- 针对带推力约束的航天器三维空间机动轨道初始设计问题,提出了一种基于傅立叶级数展开的改进形状设计方法。首先,在柱坐标系下建立了航天器运动模型,并将基于傅立叶级数展开的形状方法推广到三维空间的机动轨道初始设计;然后,基于所得到的空间初始机动轨道,采用直接配点法进行了完整三维空间机动轨道的优化设计。仿真结果表明,提出的方法可以为带有任务约束的航天器三维空间机动轨道的优化设计提供更优的初始参数及其解析解,为空间机动轨道设计提供了新的方法。
- 王雪峰方群孙冲
- 关键词：傅立叶级数
