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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,将近地点提升至与远地点重合,从而在新轨道高度上使轨道圆化。虽然霍曼转移在许多情况下是速度增量效率最高的转移方式,但它也耗时较长。对于最终轨道半径与初始轨道半径之比非常大(大于约11.94)的转移,双椭圆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
  • isaac newton’s law of universal gravitation
  • 天体力学中的二体问题解法

应用程序

  • 将卫星从低地球轨道 (LEO) 转移到地球同步轨道 (GEO)
  • 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

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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)

相关发明、创新和技术原理

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