霍曼转移

关于这个模拟实验

此模拟按比例绘制地球和航天器，并演示霍曼转移，即在两条圆轨道之间的双点火路线。滑块以地球半径为单位设置目标轨道半径，以公里为单位设置起始高度，开关可显示轨迹。读数使用活力公式给出第一次点火、第二次点火的速度变化、总 Δv 和转移时间。教师可以用它说明为什么抬升轨道需要两次点火，并把轨道速度与能量和燃料联系起来。

学生可以探索什么

将“目标轨道半径”设为约 6.6，即可看到从低地球轨道到地球静止轨道的转移。
读取点火 1 和点火 2 的 Δv，并比较它们的大小。
提高“起始高度”，观察“总 Δv”读数如何变化。
增大目标半径，观察“转移时间”如何增长。
切换“轨迹”，跟随椭圆轨道和圆形轨道。

学习目标

1描述霍曼转移的两次点火，以及每次点火发生的位置。
2利用 Δv 读数比较不同轨道变化的燃料消耗。
3解释为什么转移路径是半个椭圆。
4将轨道半径与轨道速度和周期联系起来。

教师常问的问题

霍曼转移模拟可以免费使用吗？

可以。它完全免费，可在任何现代网络浏览器中运行，包括交互式白板、平板电脑、Chromebook 和手机。无需安装，也不需要注册或账户。

为什么转移需要两次点火？

第一次点火在低点，将圆形轨道拉伸为一个与较高轨道相切的椭圆。在该高点，航天器速度太慢，无法维持圆轨道，因此第二次点火使其变为圆轨道。

要到达地球静止轨道，需要多大的速度变化？

从低地球轨道出发，总 Δv 约为 3.9 公里/秒，当目标半径接近 6.6 个地球半径时，模拟会显示这一数值。

我如何使用霍曼转移模拟？

设置起始高度和目标半径，然后观看点火过程，并记下 Δv 读数。每次只改变一个滑块，并比较结果。

嵌入这个模拟实验

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