党露, 和兴锁, 徐卫昌

(1.西北工业大学 工程力学系, 陕西 西安 710129;2.第二炮兵工程大学 士官职业技术教育学院, 山东 青州 262500)

0 引言

随着空间技术的不断发展和进步,人们对各类航天器的任务需求也在不断地提高。空间拦截与交会已成为现阶段航天任务中不可或缺的关键技术之一,特别是随着空间军事应用能力逐步从信息化保障向空间作战的拓展,可以预见,轨道机动作战无疑会成为一种新的作战方式，从而影响未来战争的走向[1]。轨道拦截是轨道机动的一种。以往的研究中,轨道拦截问题多是基于冲量假设研究的,而在实际工程中,大多数轨道发动机的推力是有限的,不可能瞬间完成推进;因此冲量假设将不再满足实际任务的需求,需要在有限推力的情况下研究轨道拦截问题。

本文在有限推力情况下,研究了摄动下的固定时间轨道拦截问题。研究中引入虚拟拦截点[2]将摄动下的轨道拦截问题转化为二体假设下的Lambert问题进行求解,以弥补摄动项对拦截轨道的影响,达到精确拦截的目的。在求解二体Lambert问题时,使用超几何算法对传统的普适变量法进行改进,使得二体Lambert问题的求解更加高效。

1 二体Lambert问题的求解

轨道拦截示意图如图1所示。对于给定的二体Lambert问题,设初始时刻拦截器的位置矢量为r0,拦截结束时的位置矢量为rt,拦截时间为t,则拦截轨道是唯一确定的。二体假设下的Lambert问题,可以用不同的迭代算法求解[3-6]。传统的普适变量法对初值的选取较为敏感,本文采用超几何函数对其进行改进。……