贾建华 王 琪

(北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京100191)

引力辅助技术 (gravity-assist)，又称借力飞行或引力甩摆，是一种航天任务中经常用来减少燃料消耗的方法.目前已经有多个任务利用引力辅助技术设计了行星际探测轨道，完成了太阳系八大行星的探测任务［1］.

引力辅助技术起源于18世纪，Laplace、leverrier、Tisserand用此来解释行星对彗星轨道的摄动，Lawden首先提出可将引力辅助技术应用于飞行器［2］.目前对引力辅助技术的研究主要集中在应用方面，如引力辅助序列的选取［3－4］、小推力引力辅助的研究［5－6］、气动引力辅助的研究［7－8］，而对引力辅助机理本身的探讨和研究较少.1988年文献［9］对二维引力辅助机理进行了分析，给出了前侧飞越使飞行器能量减少、后侧飞越使飞行器能量增加等重要结论，揭开了人类对引力辅助机理认识的新篇章，但讨论仅限于平面圆型限制性三体问题.1997年文献 ［10］采用平面椭圆型限制性三体模型对引力辅助机理进行了深入研究，结果表明，偏心率和真近点角对引力辅助轨道具有重要影响.文献 ［11－12］也对基于平面限制性三体问题模型的引力辅助机理进行了一些讨论.以上的研究都只限于二维引力辅助，飞行器运动被限制在借力天体的运动平面内，这显然不能满足实际任务的需要.目前，对三维引力辅助机理的研究尚不多见，文献［13］初步讨论了面外角对引力辅助轨道的影响，但是，对面外角的研究较为简略，而且对飞行器近心点速度有一定……