【摘要】针对月球表面不同区域之间的载人或载货运输问题，设计了一种基于上升-巡航-下降模式的燃料最省飞行轨迹。首先通过求解不同飞行时间的Lambert问题确定了最佳飞行时间，并获得了对应的双脉冲解，然后利用有限推力替代两次速度脉冲，建立了非线性规划问题，求解得到了有限推力燃料最省飞行轨迹。优化设计过程中主要研究了两个主要难点：bang-bang控制与飞行高度约束。这两个问题通过推力加速度与飞行时间的数值延拓得以解决，同时揭示了月面飞行的基本原理。最后给出了3种不同应用场景的仿真算例，仿真结果表明，当飞行时间为小时量级时，上升?巡航-下降飞行模式下的优化解即为燃料最优解，如果飞行距离较远，则还需要适当增加飞行时间从而满足飞行高度约束。
【作者】朱小龙，马 剑，刘 强，高 扬
【关键词】月面飞行；轨迹优化；燃料最省；Lambert 问题；bang-bang控制；数值延拓
