[發(fā)明專利]一種中低軌航天器部署任務模式優(yōu)化設計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211617015.3
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN115618657B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 周城宏;楊帆;楊赧;寧國富
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63921部隊
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06F17/18
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

一種中低軌航天器部署任務模式優(yōu)化設計方法，方法包括：計算運載火箭對應目標軌道的第一運載能力；計算運載火箭在至少一個過渡軌道下的第二運載能力，計算航天器從過渡軌道向目標軌道轉移的速度增量；根據(jù)第二運載能力以及速度增量，計算經(jīng)過全部過渡軌道轉移到目標軌道后的第三運載能力；判斷第三運載能力是否大于第一運載能力；若是，則獲取第三運載能力對應全部軌道參數(shù)中的最大值，得到最大運載能力對應的軌道參數(shù)，運載火箭將航天器部署至最大第三運載能力對應的過渡軌道，航天器與運載火箭末子級分離，并自主變軌轉移至目標軌道；若不是，則直接將航天器部署在目標軌道。本申請能夠提升針對特定目標軌道的運載火箭部署能力和效率。

技術領域

本發(fā)明涉及航天運輸總體技術領域，具體涉及一種中低軌航天器部署任務模式優(yōu)化設計方法。

背景技術

航天任務中，運載火箭末級將航天器送入目標軌道實施箭器分離后完成部署，火箭軌道投送能力實際為火箭末級質量與航天器質量之和。同類型軌道任務，軌道高度越高，火箭軌道投送能力越低，有效載荷（航天器）相對無效載荷（火箭末級）比例越低，當無效載荷質量趨于火箭投送能力上限時，運載火箭無法完成航天器部署。對于火箭運載能力提升，一是通過提升運載火箭投送能力實現(xiàn)，二是通過降低運載火箭末級質量實現(xiàn)，均需在火箭設計研制階段開展總體、結構、動力、控制相關專業(yè)優(yōu)化設計，火箭總體狀態(tài)確定后無法大幅提升運載能力。

對于特定航天任務，運載火箭將航天器直接部署至目標軌道，無效載荷占據(jù)火箭投送能力比例過大，航天器部署效率不高、經(jīng)濟性不好，對于大質量有效載荷部署任務，提高航天任務部署效率可提升航天器質量，從而改善有效載荷功能性能，對于服務民生、科學探索、空間應用能力增強效益顯著。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術問題是運載火箭在中低軌道航天發(fā)射任務中運載效率不高的問題。

根據(jù)第一方面，一種實施例中提供一種中低軌航天器部署任務模式優(yōu)化設計方法，包括：

計算運載火箭對應目標軌道的第一運載能力；

計算運載火箭在至少一個過渡軌道下的第二運載能力，計算航天器從過渡軌道向目標軌道轉移的速度增量；

根據(jù)第二運載能力以及速度增量，計算經(jīng)過全部過渡軌道轉移到目標軌道后的第三運載能力；

判斷第三運載能力是否大于第一運載能力；若是，則獲取第三運載能力對應全部軌道參數(shù)中的最大值，得到最大第三運載能力對應的最大軌道參數(shù)，通過運載火箭將航天器部署在最大軌道參數(shù)對應的過渡軌道，再控制航天器與運載火箭末級分離，以使得航天器自主變軌轉移至目標軌道；若不是，則直接將航天器部署在目標軌道。

依據(jù)上述實施例的中低軌航天器部署任務模式優(yōu)化設計方法，通過過渡軌道將航天器進行間接部署后，航天器再通過過渡軌道自主變軌轉移至目標軌道，可實現(xiàn)給定目標軌道、給定運載器條件下運載能力有效提升，對于不同軌道中大型航天器、衛(wèi)星星座規(guī)模化發(fā)射部署，可大幅提升航天器部署效率。可廣泛用于各型運載火箭發(fā)射部署任務，顯著提升航天任務航天器運輸效率，解決低軌互聯(lián)網(wǎng)星座、中軌北斗星座、各類中低軌遙感通信星座等空間基礎設施規(guī)模化高效部署難題，具有良好的普適性和經(jīng)濟性。

附圖說明

圖1本申請一種實施例提供的中低軌航天器部署任務模式優(yōu)化設計方法的流程圖；

圖2為航天器通過過渡軌道自主轉移至目標軌道示意圖；

圖3為不同過渡軌道向目標軌道運轉移運載能力示意圖。

具體實施方式