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霍曼转移轨道

1925-01-01
  • Walter Hohmann
航天器在航天动力学中执行霍曼转移机动。.

(图片仅供参考)

霍曼转移轨道机动是一种利用两次发动机点火将航天器从两个共面圆形轨道转移到另一个共面圆形轨道的轨道机动。它通常是燃料效率最高的双点火机动。转移轨道是一个椭圆,其远拱点和近拱点分别与初始轨道和最终轨道相切,因此需要一次点火进入椭圆轨道,另一次点火使其变为圆形轨道。

霍曼转移机动由沃尔特·霍曼在其1925年出版的《天体的可达性》一书中描述,为高效的轨道转移提供了基准。该过程始于航天器处于稳定的圆形轨道上。第一次点火,即沿运动方向的脉冲,瞬间施加。这会为轨道增加能量,使其从圆形变为椭圆。点火点成为新转移椭圆的近拱点(最低点),其远拱点(最高点)则设计为与目标最终圆形轨道相切。

航天器随后沿着这条椭圆轨道滑行,通常持续半个轨道周期。到达转移椭圆的远地点后,执行第二次顺行点火。这第二次点火会增加能量,将近地点提升到与远地点重合的位置,从而在新、更高的轨道高度上使轨道变为圆形。霍曼转移是最…… 速度变化量 在许多情况下,这种方法效率很高,但也很耗时。对于末态轨道半径与初始态轨道半径之比非常大(大于约11.94)的转移,双椭圆轨道转移可能更节省燃料,尽管耗时更长。

UNESCO Nomenclature: 3301
航空航天工程

类型

抽象系统

中断

递增

用法

广泛使用

前体

  • 约翰内斯·开普勒的行星运动定律
  • 艾萨克·牛顿定律 万有引力
  • 天体力学中的二体问题解法

应用程序

  • 从 近地轨道 (狮子座)到地球同步轨道(地球)
  • 从地球轨道向火星轨道发射探测器
  • 规划空间站交会机动
  • 行星际任务的标准轨道设计

专利:

NA

潜在创新理念

  • automated systems for executing multi-stage hohmann transfers for 卫星星座
  • 利用螺旋轨迹进行电推进的霍曼转移的低推力等效方法
  • 基于霍曼转移轨道对准计算最佳发射窗口的软件
  • ‘hohmann-cycler’ concepts for regular transport between earth and mars
  • 改进型霍曼转移,包括航程中途的换翼机动
  • 用于可视化霍曼转移过程中能量变化的教育工具
  • 利用霍曼转移在客户卫星之间移动的在轨服务飞行器
  • 用于在类似木星系统的复杂多体系统中寻找类霍曼转移的算法
  • 用于立方体卫星的标准化任务套件,已预先编程用于近地轨道到月球的霍曼转移
  • 用于对冲标准霍曼航线燃油价格波动风险的金融工具
相关术语:霍曼转移、轨道机动、天体动力学、速度增量、燃料效率、椭圆轨道、远拱点、近拱点、轨道力学、沃尔特·霍曼。

历史背景

霍曼转移轨道

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(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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