第十八章:国决开始(2/3)
徐川也没有多想,检查完试卷后看向题目。
第一题(64分)
2014年6月“z二号丙”运载火箭升空,与太空站成功对接,这里涉及到追击者(“z二号丙”运载火箭)与目标(太空站)在绕地轨道相遇的问题。
本题采用霍尔曼变轨方案来探究追击者如何改变速度(速率和方向)与固定轨道上的目标实现对接(相遇)。
如图2a,目标a和追击者都在以半径为r的圆轨道上以速率n逆时针运动,在0时刻两者的位置分别为0a;=0,0i=0,ra;=rai=r;
在此时刻,追击者瞬间点火,速度瞬间改变△(如图2b所示);的轨道也从半径为r。的圆轨道瞬间变为图2所示的椭圆轨道,椭圆轨道的长轴与极轴方向
目标ar追击者中心图2av+ava追击者av椭圆轨道圆轨道。
第一问(10分)若飞行物的质量、能量e(实际为飞行物和地球组成系统的总机械能)和角动量均为已知量,试用e、、和题给的已知参量t、2等来表示轨道参量r、e。
已知正椭圆轨道(长轴沿极轴方向)在极坐r标下的形式(原点取为右焦点)为r(6)=1+e&nbp;φ,其中,r是轨道尺寸参量,是轨道偏心率,统称为轨道参量。
第二问(6分)写出点火(见图2)后追击者的轨道r(0)的表达式,用r、偏心率e和φ表示。
第三问(6分)写出点火后追击者的轨道周期t与目标a的周ta之比t/ta,用e和φ表示。
第四问(18分)定义两個点火参数(见图2b):无量纲的速度大小改变δ=|△u/u0|之间的夹角α,(重合时α=0,顺时针方向取为正方向),试用点火参数δ和α来表示追击者的轨道的偏心率e和eφ。
第五问(9分)考虑追击者和目标a在第一类轨道汇合点(见图2)相遇的情形设自0时刻起目标a经过第一类轨道汇合点的次数为na,追击者经过第一类轨道汇合点的次数
第六问(3分):将na用8、α表出,固定8,试求函数nα(α)相对于α变化的两个简单
第七问(12分)如果取上述两个α0值之一。
(1)δ值有一个上限,求
(2)令φa的初始值为
“还是熟悉的题目,熟悉的配方啊。”
第一道大题映入瞳孔中,徐川饶有兴趣的摸了摸下巴。
在题目映入眼帘后,埋在大脑深处的那
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