清晰数学在航天飞机升空轨道分析中的应用

摘 要：我国的航天事业备受世人关注，也令亿万中华儿女倍受鼓舞、倍感自豪，航天技术也是一个国家现代技术综合发展水平的重要标志，航天技术中蕴含着非常重要的科学道理。为什么航天飞机升空后是呈弧线上升，而不是竖直冲天？本文用清晰数学理论，对航天飞机升空的轨道进行科学性分析，通过科学分析得出“航天飞机在升空后呈弧线上升比竖直冲天好”的重要结论。

关键词：清晰数学 航天飞机 升空轨道 应用

一、引言

我国的航天事业起步于20世纪五、六十年代。1970年4月24日，第一颗人造地球卫星“东方红1号”在酒泉发射成功，标志着我国成为世界上第五个能独立发射卫星的国家。航天技术是一个国家现代技术综合发展水平的标志，也是各国科学家努力攻克的尖端技术，从1999年到2005年，我国利用六年的时间，发射六艘飞船，我国载人航天的速度和效率，令世界称奇，也令亿万中华儿女倍受鼓舞、倍感自豪。航天技术中蕴含着非常重要的科学道理，现举例说明如下。

二、举例说明

为什么航天飞机升空后是呈弧线上升，而不是竖直冲天？下面我们请来专家组对其进行分析：

评分标准：升空后越容易变轨打分越高，越接近100分；安全性越高打分越高，越接近100分；越越节约燃料打分越高，越接近100分。

假设这三方面因素在整体中所占权重分别为：变轨难易性占40%，安全性占50%，燃料节约性占10%。

对航天飞机升空后呈弧线上升中因素评估情况：专家组?滋1=﹛a1,a2,a3﹜对变轨的难易性打分为80分，其中两位专家表示赞成，一位没有表态，赞成者构成Δ?滋1=﹛a1,a3﹜；专家组?滋2=﹛b1,b2,b3,b4﹜对安全性打分为90分，其中三位专家表示赞成，一位没有表态，赞成者构成Δ?滋2=﹛b1,b2,b3﹜；专家组?滋3=﹛c1,c2﹜对燃料节约性打分为80分，其中一位专家表示赞成，一位没有表态，赞成者构成Δ?滋3=﹛c1﹜。对航天飞机升空后竖直冲天中因素评估情况：专家组?滋1=﹛a1,a2,a3﹜对变轨难易性打分为20分，其中两位专家表示赞成，一位没有表态，赞成者构成Δ?滋1=﹛a2,a3﹜；专家组?滋2=﹛b1,b2,b3,b4﹜对安全性打分为80分，其中三位专家表示赞成，一位没有表态，赞成者构成Δ?滋2=﹛b1,b3,b4﹜；专家组?滋3=﹛c1,c2﹜对燃料节约性打分为60分，其中两位表示赞成，赞成者构成Δ?滋3=﹛c1,c2﹜。

航天飞机呈弧线上升所确定有理数

对变轨难易性打分：

A(x)= 2/3 X=800 X为其它

对安全性性打分：

B(x)= 3/4 X=900 X为其它

对燃料节约性打分：

C(x)= 1/2 X=800 X为其它

由此可得综合打分的清晰有理数为：

G（X）=A（X）×40%+B（X）×50%+C（X）×10%

根据清晰有理数的加法和乘法运算法则可得：

G(X)=1/4 X=850 X为其它

根据清晰有理数均值定义得：

E（G（X））=85

航天飞机竖直冲天所确定的有理数：

对变轨难易性打分：

D(X)=2/3 X=200 X为其它

对安全性性打分：

F(X)=3/4 X=800 X为其它

对燃料节约性打分：

I(X)=1 X=600 X为其它

由此可得综合打分的清晰有理数为：

H(X)= D(X)×40%+ F(X)×50%+ I(X)×10%

根据清晰有理数的加法和乘法运算法则可得：

H(X)=1/2 X=540 X为其它

根据清晰有理数均值的定义得：

E﹝H(X)﹞=54

三、综合分析

由E（G(X)）＞E（H(X)），可得出结论：航天飞机在升空后呈弧线上升比竖直冲天好。

四、结束语

由上述讨论可知，清晰数学理论可以把专家们对复杂的多因素问题的认知态度用一个实数值表示出来，使问题更加清晰化。此法不仅在航天事业中应用，也可以用在众多科学技术领域中，值得广泛推广。◆

参考文献：

[1]王肖、吴和琴.《清晰数学及其应用》（现为教学讲义）。

[2]吴和琴、吴华英.《清晰集及其应用》.香港：香港新闻出版社.2007年6月出版。

[3]伍德福德著、高瑄译.《航空航天》. 济南：山东教育出版社。

[4]辛惠恬.《航空工程学》. 台南：兴业图书股份有限公司。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文