滑行弧（Coasting Arc）

本文编辑来源：胡敏, 肖金伟, 张天天, 陶雪峰 (2026) "面向中高轨小卫星批量部署的轨道转移飞行器任务规划"
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定义

滑行弧（Coasting Arc）是指在低推力轨道转移过程中，当推力效率低于设定阈值时，发动机关闭、航天器依靠惯性滑行的飞行段。

滑行弧与推力弧（Thrust Arc）共同构成低推力轨道转移的基本飞行模式。通过合理设置滑行弧的比例，可以在工质消耗和转移时间之间实现灵活权衡。

胡敏等（2026）定义的效率参数用于判定是否进入滑行弧：

绝对效率参数：

\eta_a = \frac{\min_{\alpha, \beta}(\dot{Q})}{\min_\theta(\min_{\alpha, \beta}(\dot{Q}))}

相对效率参数：

\eta_r = \frac{\min_{\alpha, \beta}(\dot{Q}) - \max_\theta(\min_{\alpha, \beta}(\dot{Q}))}{\min_\theta(\min_{\alpha, \beta}(\dot{Q})) - \max_\theta(\min_{\alpha, \beta}(\dot{Q}))}

推力开启或关闭的判断公式：

u = \begin{cases} [0, 0], & \eta_r \leq \eta_{rel} \text{ 或 } \eta_a \leq \eta_{abs} \\ T_{max}[\alpha^*, \beta^*], & \text{其他} \end{cases}

当相对效率或绝对效率低于设定阈值时，关闭发动机，进入滑行阶段。

滑行弧机制的引入实现了工质与时间的解耦：

优化目标	效率阈值设置	滑行弧比例	特点
最小化时间	$\eta_{rel}=0, \eta_{abs}=0$	无	全程最大推力
最小工质	较高阈值	多	以时间换工质
权衡模式	中等阈值	适中	工质-时间折中

胡敏等（2026）的仿真结果验证了滑行弧的权衡效果：

工质节省约21%，时间增加约14%。

滑行弧机制为批量部署任务提供了强大的配置灵活性：

Q-law控制器能自动识别推力效率较低区间并关闭发动机：

滑行弧策略与质量阶跃特性的结合：

胡敏, 肖金伟, 张天天, 陶雪峰. 面向中高轨小卫星批量部署的轨道转移飞行器任务规划[J]. 航天器工程, 2026, 25(3): 634-646.
Narayanaswamy S, Damaren C J. Equinoctial Lyapunov control law for low-thrust rendezvous[J]. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2023, 46(4): 781-795.