隨著航天技術的快速發展，一些創新性的技術已經套用於太空飛行器的任務設計之中，其中就包括氣動力輔助變軌技術，並在實際飛行任務中證明能夠大大提高太空飛行器的總體性能和效率。氣動力輔助變軌是Howard London於1961年在美國航空協會的年會上提出的，其核心思想是通過將太空飛行器所受到的氣動阻力與推進器的推力相結合，來改變或者轉移太空飛行器的運行軌道，這樣所消耗的推進劑質量遠小於直接消耗推進劑進行變軌的情況。
基本介紹
- 中文名：氣動力輔助變軌
- 外文名：Aeroassisted Orbit Transfer
- 提出時間：1961年
- 提出者：Howard London
- 提出地點：美國航空協會的年會
- 目的：減少燃料消耗
簡介,意義,套用,
簡介
氣動力輔助變軌是Howard London於1961年在美國航空協會的年會上提出的，氣動力輔助變軌是把純衝量變軌與氣動力變軌結合起來，在整個變軌飛行中插入大氣飛行段。在該段飛行中藉助氣動力完成部分變軌(改變軌道平面或高度)，最終以最小耗能等技術指標完成全部變軌要求。
AOT(Aeroassisted Orbit Transfer) 變軌方式由於有效的利用了太空飛行器環繞星球上的大氣這種自然資源，藉助氣動力減少了燃料消耗，從而使飛行器獲得了較大的有效載荷比。由於這種變軌方式可以大大節省變軌所需的燃料，因此普遍認為 AOT 是未來空間運輸的很重要的手段之一。
意義
太空飛行器進行軌道機動或轉移往返於空間站與平台、衛星之間，它們的變軌可用衝量或連續推力方式，但是耗能比較大，而氣動力輔助軌道轉移可成為節省燃料的變軌方案。氣動力輔助變軌方式由於有效的利用了太空飛行器環繞星球上的大氣這種自然資源，減少燃料消耗，從而使太空飛行器獲得了較大的有效載荷比。因此，研究氣動力輔助變軌具有重要的意義。
氣動力輔助變軌
氣動力輔助變軌套用
氣動力輔助變軌的套用主要有三個方面：
1、氣動力輔助軌道變換
軌道平面變換是氣動力輔助軌道研究的最初研究目的，也是最早提出的，典型的最優脫離軌道變軌如下：
首先，由特徵點 a 加一反向衝量ΔV1，使太空飛行器脫離 HEO(High Earth Orbit)進入轉移軌道，轉移軌道內切 HEO 於特點 a，在大氣邊界特點 b 進入大氣層，利用升力控制衛星在大氣層內的飛行，使之在 c 點衝出大氣層，同時在 c點施加第二個速度衝量ΔV2(如果速度足夠，c 點可以不加衝量)，使太空飛行器運行至 d 點並於 LEO(Low Earth Orbit)內切，同時加速度衝量ΔV3，完成過渡全過程.
2、星際探測
星際飛行中的氣動力輔助套用，又可以分為不同的兩類：大氣捕獲和大氣制動。二者都是利用氣動力使飛行器獲得必要的速度衰減，太空飛行器從雙曲線接近軌道進入繞行星的目標軌道，顯然，只能套用於有大氣環繞的行星，如：火星，當然也可以套用於行星際飛行器返回地球的飛行。
3、地球軌道轉移
地球軌道轉移的背景是現代和未來的航天中，需要把太空飛行器或其他載荷從地球低軌道的運行系統如太空梭，空間站等，運送到地球高軌道運行的飛行器。由於這些載荷可能包括太空人等有生命的載荷，所以要求軌道轉移太空飛行器應具有可重複使用的能力，同時利用氣動力輔助軌道轉移更能提高軌道轉移飛行器的有效載荷比，這種軌道既有軌道高度的變化，也有軌道傾角的變化，它是三類氣動輔助套用的最高形式。
