航天与轨道力学 返回
航天工程

航天与轨道力学仿真器

轨道力学、火箭推进、卫星轨道、引力弹弓与大气再入——航天工程交互工具集。

个仿真器
仿真器
大气层再入・气动加热计算器
大气层再入气动加热计算器:实时模拟再入速度、角度与弹道系数,计算热流密度、壁面温度及最大G值。提供阿波罗、航天飞机等预设方案,可视化分析气动加热过程,助力航天工…
开普勒轨道模拟器
探索开普勒轨道模拟器:自由设定半长轴与离心率,动画演示卫星椭圆轨道。利用活力公式实时计算轨道周期、近地点与远地点速度,公式包含地球引力常数μ与半径参数。通过交互…
引力井模拟器
在引力井模拟器中,通过交互式画布放置引力源,直观体验广义相对论中“时空弯曲”的橡皮膜类比。观察测试粒子在变形网格上的轨道,理解引力加速度计算与Verlet积分方…
开普勒轨道模拟器
交互式开普勒轨道模拟器。调整半长轴与离心率,实时动画演示椭圆轨道。可视化等面积定律(第二定律),验证 T²=a³(第三定律)。含地球、火星、水星、哈雷彗星预设。…
多体引力模拟器(N体问题)
交互式多体引力模拟器NovaSolver:在线模拟N体问题,探索恒星、行星轨道运动、引力碰撞与合并。内置太阳系、双星、混沌三体及八字形稳定轨道等预设场景,实时可…
轨道力学与开普勒轨道模拟器
免费在线轨道力学模拟器,可视化圆、椭圆、抛物线及双曲线轨道。提供LEO、ISS、GEO、月球、火星等预设,自动计算轨道周期、速度与能量。探索开普勒定律,助力航天…
霍曼转移轨道模拟器
交互式霍曼转移轨道模拟器。设置初始和目标轨道半径,实时计算Δv₁、Δv₂和转移时间。动画展示航天器沿椭圆转移轨道的飞行过程。包含LEO→GEO、地球→火星等预设…
火箭方程计算器
使用齐奥尔科夫斯基火箭方程计算器,快速估算多级火箭速度增量Δv。支持3级火箭参数设置,包括湿质量、干质量、比冲,并考虑重力与空气阻力损失,可对比LEO、GEO等…
火箭推进模拟器
用齐奥尔科夫斯基公式 Δv=Isp·g0·ln(m0/mf) 交互计算火箭速度增量。比较液氢/液氧、煤油/液氧、固体推进剂、四氧化二氮/偏二甲肼的性能差异。实时…
多级火箭设计·有效载荷比计算器
使用NovaSolver免费在线计算器,实时模拟1至3级火箭的ΔV与有效载荷比。通过设置各级比冲、结构比和推进剂量,可精确分析土星V、猎鹰9号等经典火箭的性能。…
卫星轨道模拟器
使用卫星轨道模拟器,实时调整LEO/GEO轨道的高度、倾角与升交点赤经,并可视化卫星运行轨迹。计算关键轨道参数,包括周期、速度、覆盖范围及日食比例,直观理解轨道…
卫星电源预算计算工具
专为航天器电源系统设计打造的CAE工具,支持LEO、MEO和GEO轨道。可实时计算太阳能电池阵面积、蓄电池容量、地影时间、放电深度(DoD)和寿命末期(EOL)…
卫星热控计算器
卫星热控计算器:用于计算卫星在LEO、GEO及深空轨道下的热平衡,分析太阳通量、地球红外、反照率与内部热耗散,求解日照区与阴影区的平衡温度及轨道温度变化。提供可…
引力弹弓(借力飞行)轨道力学模拟器
本文介绍了一款交互式引力弹弓(借力飞行)轨道力学模拟器。用户可通过调整行星质量、航天器速度与发射角度,实时可视化飞越前后的速度变化。模拟基于牛顿万有引力定律,采…
太阳系模拟器
基于真实轨道数据实时模拟太阳系八大行星运行,直观展示开普勒第三定律。点击行星查看质量、半径、轨道参数,验证周期T与半长轴a的数学关系:T² = a³。探索海王星…
三体问题模拟器
探索三体问题的混沌与秩序:通过实时仿真器可视化8字形周期解、拉格朗日点等经典轨道,并深入理解其无一般解的混沌本质。支持交互参数调整,采用蛙跳法数值积分,呈现角动…
潮汐力模拟器
本文介绍一款潮汐力模拟器,可实时可视化月球和太阳引力差在地球上产生的潮汐隆起。通过交互式调整轨道半径与天体质量,深入理解洛希极限的计算原理,并模拟大潮与小潮的形…
哈勃定律模拟器 — 退行速度与宇宙膨胀
通过星系退行速度-距离图探索哈勃定律(v=H₀d)。调节哈勃常数估算宇宙年龄,可视化宇宙膨胀,适合天文学和宇宙学教学。…
太阳系比例尺模拟器 — 行星距离与尺寸
可视化太阳系的真实比例。比较行星大小、轨道半径和到太阳的距离,适用于天文学教育和科学普及。…
大气层结构模拟器 — 温度与气压剖面
可视化地球大气各层(对流层、平流层、中间层、热层)的温度和气压剖面。调节高度读取标准大气参数,适用于航空航天和气象学。…
轨道力学模拟器 — 开普勒轨道与霍曼转移
模拟开普勒轨道,调节半长轴和离心率,可视化霍曼转移轨道、轨道周期和比轨道能量,适用于航天工程和天体力学教学。…
月相日历模拟器 — 月球周期与光照
精确计算任意日期的月相。显示光照百分比、月相名称和下次满月/新月日期,适用于天文学教育和潮汐规划。…
火箭推力模拟器 — 齐奥尔科夫斯基公式与ΔV
使用齐奥尔科夫斯基火箭公式计算推力、排气速度和速度增量(ΔV)。调节质量比、比冲和燃烧时间,设计火箭各级推进方案。…
逃逸速度模拟器 — 引力与宇宙飞行
计算从天体表面逃逸所需的第一、第二和第三宇宙速度。调节天体质量和半径,比较地球、月球、火星等不同天体的逃逸速度。…
开普勒定律模拟器 — 行星轨道与周期
可视化开普勒三大定律:椭圆轨道、等面积定律和周期-轨道关系。调节轨道参数,观察行星运动和扫过面积的变化。…

其他分类

航天与轨道力学基础

🙋
登月需要多少速度增量?
🎓
从近地轨道进行月球转移轨道需要约3.1 km/s的Δv。齐奥尔科夫斯基方程:Δv = Isp × g₀ × ln(m0/mf)。低温发动机Isp≈450s时,登月质量比约为2:1——初始质量的一半是推进剂。
🙋
引力弹弓(借力飞行)如何增加飞行器速度?
🎓
在行星参考系中,飞行器进出速度相同。但在太阳系参考系中,行星轨道速度叠加到飞行器速度分量上。旅行者2号从木星借力增速约11 km/s。行星速度变化微乎其微——动量守恒。

常见问题(FAQ)

Q: 霍曼转移轨道如何计算?

A: 霍曼转移用两次点火在圆轨道间转移。在低轨道:Δv₁ = √(μ/r₁) × (√(2r₂/(r₁+r₂)) - 1);在高轨道:Δv₂ = √(μ/r₂) × (1 - √(2r₁/(r₁+r₂)))。地球到火星霍曼转移总Δv≈2.9 km/s。

Q: 比冲(Isp)是什么?

A: Isp = F/(ṁ×g₀),单位秒——单位推进剂重量流量产生的推力。Isp越高推进剂利用越高效。化学火箭:250–460s;离子发动机:1000–10000s。Isp = v_排气/g₀,高排气速度是关键。

Q: 大气阻力如何影响卫星轨道?

A: 阻力F = ½ρv²CdA。在LEO(200–400km),稀薄大气导致轨道衰减。国际空间站每月降低约2km高度,需定期补推。600km以上轨道卫星寿命达数百年。

Q: GEO与LEO的区别是什么?

A: LEO(160–2000km):低延迟(约20ms),覆盖范围小,需要大量卫星。GEO(35,786km):相对地面静止,覆盖地球三分之一,延迟约240ms。MEO(GPS,20,200km)介于两者之间。