Самолет в полете может свободно вращаться в трех измерениях: рыскания , нос влево или вправо вокруг оси работает вверх и вниз; тангаж , нос вверх или вниз относительно оси, идущей от крыла к крылу; и крен , вращение вокруг оси, идущей от носа к хвосту. Оси альтернативно обозначаются как вертикальные , поперечные и продольные соответственно. Эти оси перемещаются вместе с аппаратом и вращаются относительно Земли вместе с аппаратом. Эти определения были аналогичным образом применены к космическим кораблям, когда в конце 1950-х годов был разработан первый пилотируемый космический корабль.
Эти вращения производятся крутящими моментами (или моментами ) вокруг главных осей. На самолетах они намеренно создаются с помощью движущихся рулевых поверхностей, которые изменяют распределение чистой аэродинамической силы относительно центра тяжести транспортного средства . Руль высоты (закрылки на горизонтальном оперении) производят тангаж, руль направления на вертикальном оперении производит рыскание, а элероны (закрылки на крыльях, которые движутся в противоположных направлениях) производят крен. На космическом корабле моменты обычно создаются системой управления реакцией, состоящей из небольших ракетных двигателей, используемых для приложения асимметричной тяги к кораблю.
Основные оси [ править ]
- Нормальная ось или ось рыскания - ось, проведенная сверху вниз и перпендикулярная двум другим осям, параллельно станции фюзеляжа.
- Поперечная ось , боковая ось или ось тангажа - ось, идущая слева направо пилота пилотируемого самолета и параллельная крыльям крылатого самолета, параллельная линии ягодиц.
- Продольная ось или ось крена - ось, проведенная через корпус транспортного средства от хвоста к носу в нормальном направлении полета или направлении, в котором смотрит пилот, аналогично ватерлинии корабля .
Обычно эти оси обозначаются буквами X, Y и Z, чтобы сравнить их с некоторой системой отсчета, обычно называемой x, y, z. Обычно это делается таким образом, что X используется для продольной оси, но есть и другие возможности сделать это.
Вертикальная ось (рыскание) [ править ]
Ось поворота вокруг вертикальной оси имеет свое начало в центре тяжести и направляется к нижней части самолета, перпендикулярной к крыльям и к опорной линии фюзеляжа. Движение вокруг этой оси называется рысканием . Положительное движение по рысканию перемещает нос самолета вправо. [1] [2] руль направление является основным контролем рыскания. [3]
Термин рыскание первоначально применялся в парусном спорте и относился к движению неустойчивого корабля, вращающегося вокруг своей вертикальной оси. Его этимология неясна. [4]
Поперечная ось (шаг) [ править ]
Оси основного тона (также называемые поперечной или поперечная осью [5] ) имеют свое начало в центре тяжести и направлены вправо, параллельно с линией , проведенной от конца крыла до конца крыла. Движение вокруг этой оси называется тангажем . Положительное движение по тангажу поднимает нос самолета и опускает хвост. Эти лифты являются основным шагом управления. [3]
Продольная ось (рулон) [ править ]
Ось вращения (или продольной оси [5] ) имеет свое начало в центре тяжести и направлен вперед, параллельно опорной линии фюзеляжа. Движение вокруг этой оси называется креном . Угловое смещение относительно этой оси называется креном . [3] Положительное перекатывающее движение поднимает левое крыло и опускает правое крыло. Пилот кренится, увеличивая подъемную силу на одном крыле и уменьшая ее на другом. Это меняет угол крена. В элероны являются основным средством контроля банка. Руль направления также имеет вторичное влияние на крен. [6]
Связь с другими системами осей [ править ]
Эти оси связаны с главными осями инерции , но не совпадают. Они представляют собой геометрические оси симметрии независимо от распределения массы самолета. [ необходима цитата ]
В авиационной и космической технике собственное вращение вокруг этих осей часто называют углами Эйлера , но это противоречит существующему использованию в других местах. Их исчисление аналогично формулам Френе – Серре . Выполнение поворота в собственном системе отсчета эквивалентно правое умножение его характеристическая матрицы (матрица , которая имеет векторы отсчета в виде столбцов) с помощью матрицы вращения. [ необходима цитата ]
История [ править ]
Первый самолет , чтобы продемонстрировать активный контроль обо всех трех осей была братьев Райт " 1902 планера . [7]
См. Также [ править ]
- Аэродинамика
- Система управления полетом самолета
- Углы Эйлера
- Самолеты
- Поверхности управления полетом
- Динамика полета
- Динамика полета (самолет)
- Подвижная рамка
- Панорамирование (камера)
- Шесть степеней свободы
- Теория винта
- Метод триады
Ссылки [ править ]
- ^ "Ось рыскания" . Проверено 31 июля 2008 .
- ^ "Специальное определение: ОСЬ РЫСКАНИЯ" . Архивировано из оригинала на 2012-10-08 . Проверено 31 июля 2008 .
- ^ a b c Клэнси, LJ (1975) Aerodynamics Pitman Publishing Limited, Лондон ISBN 0-273-01120-0 , раздел 16.6
- ^ "Интернет-словарь этимологии" . Проверено 22 октября 2020 года .
- ^ a b "Стандарт MISB 0601" (PDF) . Совет по стандартам видеосъемки (MISB) . Дата обращения 1 мая 2015 . Также в файле: MISB Standard 0601.pdf .
- Перейти ↑ FAA (2004). Справочник по полетам на самолете . Вашингтон, округ Колумбия: Министерство транспорта США, Федеральное управление гражданской авиации, глава 4, стр. 2, FAA-8083-3A.
- ^ "Вращения самолета" . Архивировано 4 июля 2008 года . Проверено 4 августа 2008 .
Внешние ссылки [ править ]
- Управление осью рыскания как средство повышения летно-технических характеристик самолета с вертикальным взлетом и посадкой.
- Трехмерное моделирование быстрой ходьбы двуногого робота с компенсацией момента оси рыскания
- Система управления полетом гибридного самолета по оси рыскания
