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利用逃逸能量的太阳帆最快交会轨迹优化
  • ISSN号:1000-4750
  • 期刊名称:《工程力学》
  • 时间:0
  • 分类:V412[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]清华大学航天航空学院,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11272004);民用航天资助项目
中文摘要:

讨论了运载火箭的逃逸能量产生的初始速度增量对太阳帆最短时间交会问题的影响,将逃逸能量的影响处理为端点时刻状态方程受不等式约束的最优控制问题,利用间接法得到了对应的两点边值问题的求解模型.结果表明,利用该模型可以计算逃逸能量最佳的利用量,而最优的转移轨迹并非总是对应于最大的逃逸能量,因此合理利用逃逸能量能够有效缩短飞行时间.相对于一般的不考虑逃逸能量的太阳帆轨迹优化模型,本文中提出的模型能够有效利用末级火箭的助推能力,同时有效缩短了太阳帆的任务飞行时间,对于工程应用具有更实际的参考价值.

英文摘要:

The effect of the initial velocity increment by escape energy on the time-optimal rendezvous problem by solar sailing is discussed. The effect of escape energy is considered as the inequality constraints on the functions of the state variables specified at the initial time, and an indirect method is used to obtain the two-point-boundary-value-problem (TPBVP) associated to the optimal control model. The results indicate that the optimal control model can be used for calculating the best escape energy usage, and the optimal trajectory is not always obtained by using the largest escape energy. Thus, a rational utilization of escape energy can shorten the transfer flight time. The model in this paper can effectively utilize the late stage rocket booster ability; and effectively shorten the solar sailing mission time as well. Therefore, it is practical and valuable for engineering application.

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期刊信息
  • 《工程力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:袁驷
  • 地址:北京清华大学新水利馆114号
  • 邮编:100084
  • 邮箱:gclxbjb@tsinghuae.du.cn
  • 电话:010-62788648
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4750
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2595/O3
  • 邮发代号:82-862
  • 获奖情况:
  • 1999年获在物理、力学类刊物中影响因子位居第二(0...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:32789