人造卫星变轨问题

2024-11-20 02:31:12
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回答1:

一般的变轨飞行都用得叫做hohmann transfer的一种变轨方式。首先回答第一个问题。在一个轨道飞行的航天器,其specific energy是不变的,ε=V^2/2-μ/R,其中μ是地球的gravity constant,等于398600,R是到地球的距离,V是速度。而整个过程中ε是不变的,所以当R变大的时候,V就要相应的变小,而在远地点的R最大,所以V最小。

第二个问题。在hohmann transfer中,首先我们假设卫星绕地球的轨道是个正圆r,那么transfer轨道是个椭圆。而我们再假设,目标轨道也是个正圆R。那么transfer轨道的半长轴就是a=(r+R)/2。

ε(hohmonn)=-μ/2a.然后v(hohmann)=(2(ε+μ/r))^0.5,通过这个公式我们可以发现V变大了。所以也就是说要加速的。但是当我们到达预定轨道的时候,我们可以利用共式(同上)计算出在R轨道的速度,然后我们会发现V(hohmann)大于V(R),所以到达预定轨道后要减速的。

本人在美国学习航天航空,有些专业词语不知道中文是什么,请搂主原谅。楼主若是还有什么问题,可以问我的。

只有是我们上课时候讲的关于hohmann transfer的图

回答2:

一般情况下可以用能量守恒计算 列两个万有引力提供向心力的式子 求出两个速度 用动能定理计算需要提供的能量 小圆轨道变到椭圆轨道速度需要提供能量,使宇宙飞船加速 从小圆轨道变到椭圆轨道必须加速 此时做离心运动,地球为一个焦点 随着离地球越来越远,动能不断转化为势能 到远地点时速度最小,此时要加速,才能从椭圆轨道进入大圆轨道 否则要作向心运动又回去了 综上,小圆轨道变到椭圆轨道,从椭圆轨道进入大圆轨道,都要加速 在火箭的携带下,卫星首先进入近地轨道,平稳运行后,点火,速度增大,进入以地球为焦点的椭圆轨道,在这轨道的近地点,速度最大,远地点,速度最小,因为卫星在远地点在此点火进入这个点所在的圆形轨道,所以这里的速度就是整个过程中最小的速度。(PS:通过向心力公式----v=√GM/R也可知道,半径越大,线速度越小。)。