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那个天才告诉你“霍曼转移”最优(七)

已有 7393 次阅读 2018-7-18 23:49 |个人分类:唯恐天下不乱|系统分类:观点评述| 历史是你我写的

博主按:为了全面,这里介绍三脉冲转移,是对上面博文的补充。写到这里自己都觉得很乏味,除了看到那个纳粹鬼子的故事。

七、三脉冲转移

三脉冲转移也称为双椭圆转移,或者Sternfeld transfer转移。它比两脉冲霍曼转移多了一个中间速度脉冲2,由两个半椭圆构成。下图来自维基,增加了远地点半径ri

Bi-elliptic_transfer.png

Sternfeld在西方文献里也被写为Shternfeld,全名为Ary Abramovich Sternfeld. 以下来自维基中文

阿里·阿布拉莫维奇·斯滕菲尔德(1905年5月14日-1980年7月5日)是一位出生波兰的犹太裔工程师,现代航天科学创始人之一。1905年5月14日出生于波兰罗兹省谢拉兹镇,后来迁入俄罗斯帝国卡利什省,曾就学于波兰和法国,从1935年止1980年去世前一直工作在莫斯科,他是首位论述了双椭圆轨道转移技术理论之人。月球的斯滕菲尔德环形山则以此人的名字命名。

在1934年,Sternfeld用法语发表了论文,描述了双椭圆轨道转移,并在1954年指出如果外圆半径大于内圆半径11.9倍(近似)以上时,三脉冲转移可能要比霍曼转移节省燃料;后面这个结论在1959年出现在英文版的“苏维埃空间科学”里。

在西方,R.F. Hoelker and R. Silber 以及 T.N. Edellbaum 1959年都独立发现双椭圆转移。三份工作以Sternfeld最早,Hoelker and Silber 的最详实。记a为外圆半径与内圆半径之比。总结如下:

1)如果1<a<11.94,霍曼转移燃料最省,即两次脉冲速度幅值之和最小;

2)如果11.94<a<15.58,当双椭圆转移中第一个椭圆的远地点半径ri足够大时,双椭圆转移较省。当ri趋于无穷时,得到极限情况:双抛物线转移,它是燃料最省,但转移时间无限,没有意义。

3)如果15.58<a, 则任意的双椭圆转移都比霍曼转移经济,最优情况是双抛物线转移。

以上可见维基或者涉及轨道转移的航天(器)动力学和控制书。

有趣的是R.F. Hoelker博士在德国纳粹时是陆军少校或者上校,跟随布劳恩做V2火箭,是回形针计划第一批到美国的人。

丁汝在1960年的一篇文章中指出,当脉冲数目大于三时,燃料不会被进一步减小。



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