Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 1 413 работающих калькуляторов

ОРБИТАЛЬНАЯ МЕХАНИКА · ОНЛАЙН

Параметры орбиты и манёвр Гомана: период, скорости, Δv и время перелёта

Калькулятор орбиты находит большую полуось, эксцентриситет, период обращения, скорости в периапсисе и апоапсисе и удельную энергию, а для манёвра Гомана добавляет Δv обоих импульсов, суммарную характеристическую скорость и время перелёта. Расстояния можно вводить в километрах, астрономических единицах и радиусах тела.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
☄
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Гравитационный параметр, например у Цереры около 62,6.км³/с²
км
От 0 до 0,99.
Ближайшая точка орбиты.
Самая далёкая точка орбиты.
Поворот плоскости орбиты.°
Угол от периапсиса до положения тела.°
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Параметры эллиптической орбиты

Большая полуось, км24 471,137
Эксцентриситет0,723015
Периапсис (от центра), км6 778,137
Апоапсис (от центра), км42 164,137
Высота периапсиса над поверхностью, км400
Высота апоапсиса над поверхностью, км35 786
Период обращения, ч10,582535
Период обращения (удобная запись)10,58 ч
Скорость в периапсисе, км/с10,06603
Скорость в апоапсисе, км/с1,61817
Вторая космическая скорость в периапсисе, км/с10,84498
Удельная орбитальная энергия, МДж/кг-8,1443

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Размеры орбиты связаны с периодом третьим законом Кеплера T = 2π√(a³/μ), а скорость в любой точке — уравнением живых сил v = √(μ(2/r − 1/a)). Значения для эллипса получены в двухтельной задаче без возмущений.

Задача двух тел: не учитываются несферичность центрального тела, атмосфера, притяжение других тел и давление света.

Положение и скорость по орбите через 30° истинной аномалии

Истинная аномалия, °Расстояние от центра, кмСкорость, км/сУгол траектории, °Время от периапсиса, ч
06778.13710.0660300
307181.8949.7320512.53350.1018
608577.8688.754924.69740.2312
9011678.8327.2091435.86750.4432
12018291.265.2244744.44080.9036
15031239.3013.0381944.03842.1816
18042164.1371.6181705.2913
21031239.3013.03819-44.03848.4009
24018291.265.22447-44.44089.6789
27011678.8327.20914-35.867510.1393
3008577.8688.7549-24.697410.3514
3307181.8949.73205-12.533510.4807
Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Калькулятор манёвра Гомана: орбита, период и характеристическая скорость

Калькулятор манёвра Гомана объединяет два типичных расчёта орбитальной механики: параметры самой орбиты и стоимость перелёта между орбитами в единицах изменения скорости. Он подходит студентам, любителям космонавтики и тем, кто хочет прикинуть траекторию к геостационарной орбите или другой планете. Таблицы расчёта можно выгрузить в Excel и использовать в курсовой работе или лабораторной, а произвольное значение GM позволяет разобрать орбиты у астероидов, спутников планет и экзопланетных систем без обращения к справочникам.

Результаты основаны на задаче двух тел, поэтому это оценка первого порядка. Ниже объяснено, как читать период, скорости, Δv и время перелёта и как не перепутать высоту над поверхностью с расстоянием от центра.

Высота над поверхностью или расстояние от центра

Самая частая ошибка — подставить высоту орбиты вместо радиуса. Для круговой орбиты 400 км над Землёй радиус равен 6 778 км, а не 400. Калькулятор позволяет выбрать способ отсчёта и добавляет радиус тела сам.

Для планет Солнечной системы удобнее вводить радиус в астрономических единицах и считать от центра Солнца. Для малых тел помогает ввод в радиусах центрального тела, так как абсолютные числа в километрах неудобны.

Что говорит эксцентриситет

Эксцентриситет описывает вытянутость эллипса. Ноль соответствует окружности, а значения ближе к единице — сильно вытянутым орбитам, у которых скорость в периапсисе намного выше скорости в апоапсисе.

Калькулятор выводит обе скорости, вторую космическую скорость в периапсисе и удельную энергию. Если периапсис оказывается ниже поверхности, расчёт предупредит, что тело по такой орбите обращаться не сможет.

Манёвр Гомана шаг за шагом

Первый импульс в точке начальной орбиты переводит аппарат на эллипс, апоапсис которого лежит на конечной орбите. Затем аппарат летит половину эллипса, а второй импульс в точке касания делает орбиту круговой.

Время перелёта равно половине периода переходного эллипса. Для перелёта с низкой околоземной орбиты на геостационарную это чуть более пяти часов, а для Земли и Марса — около восьми с половиной месяцев.

Поворот плоскости и стоимость манёвра

Если нужно сменить наклонение, лучше совместить поворот с импульсом на наиболее дальнем участке, где скорость мала. Калькулятор учитывает угол во втором импульсе по теореме косинусов, и вы сразу видите рост Δv.

Суммарная характеристическая скорость определяет запас топлива по уравнению Циолковского. Для ориентира учитывайте также гравитационные потери при выводе и запас на коррекции, которые в этом расчёте не отражены.

Положение и время по орбите

Таблица показывает расстояние, скорость, угол наклона траектории и время от прохождения периапсиса через каждые 30 градусов истинной аномалии. Время получено через эксцентрическую и среднюю аномалии с помощью уравнения Кеплера.

Заметно, что спутник проводит больше времени вблизи апоапсиса, чем периапсиса. Именно это свойство используется на орбитах типа «Молния», где аппарат долго находится над нужным районом.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

T = 2π√(a³/μ); v = √(μ(2/r − 1/a)); Δv₁ = |√(μ(2/r₁ − 1/a)) − √(μ/r₁)|

Проверенные примеры

Низкая орбита 400 км — геостационарная

Манёвр Гомана вокруг Земли, высоты 400 и 35 786 км, поворот плоскости 28,5°.

Δv первого импульса 2,397 км/с, второго 1,824 км/с, суммарно 4,222 км/с, перелёт 5,29 ч.

Земля — Марс по Гоману

Центр: Солнце, радиусы орбит 1 и 1,524 а.е.

Суммарное Δv 5,596 км/с в гелиоцентрической системе, время перелёта 259 суток.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Выберите центральное тело или введите свой гравитационный параметр.
  2. Укажите способ задания орбиты: полуось и эксцентриситет, периапсис и апоапсис либо круговые орбиты для манёвра Гомана.
  3. Выберите единицу и отсчёт расстояний, при необходимости включите дополнительные параметры.
  4. Изучите период, скорости, Δv и таблицу положений по орбите.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Что такое манёвр Гомана?

Это перелёт по эллипсу, касающемуся начальной и конечной круговых орбит, с двумя импульсами скорости.

Почему Δv не равно разности скоростей орбит?

Импульсы считаются относительно скоростей на переходном эллипсе в точках касания, а не между двумя круговыми скоростями.

Что такое истинная аномалия?

Угол между направлением на периапсис и положением тела, измеряемый из центра притяжения.

Когда Гоман невыгоден?

При отношении радиусов орбит более 11,94 биэллиптический перелёт может потребовать меньшего суммарного Δv.

Можно ли считать орбиты у малых тел?

Да, выберите «Своё тело» и введите GM и радиус. Для малых тел особенно важны возмущения, которые калькулятор не учитывает.

Похожие калькуляторы

▦ОРБИТАЛЬНАЯ МЕХАНИКА

Вторая космическая скорость для малого астероида

Для условного шарообразного астероида известны радиус поверхности и гравитационный параметр μ. Теоретическая оценка начальной скорости ухода объекта из поля слабой гравитации. Малое μ обычно приводит к значительно более низкой скорости ухода, чем у планеты.

▦ОРБИТАЛЬНАЯ МЕХАНИКА

Период круговой орбиты вокруг Марса

Рассматривается круговая орбита вокруг Марса с заданным радиусом от центра планеты. Оценка продолжительности одного витка орбитального аппарата на низкой марсианской орбите. При увеличении радиуса круговой орбиты период быстро возрастает.

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_910307/

Предварительный просмотр