Główne osie samolotu - Aircraft principal axes

Ten artykuł dotyczy odchylenia, nachylenia i kołysania jako osi symetrii samolotu. Znaczenie w mechanice, patrz Moment bezwładności § Główne osie bezwładności . Dla kątów Eulera o tych samych nazwach, zobacz kąty Eulera § kąty Taita-Bryana .
Położenie wszystkich trzech osi, z regułą prawej ręki opisującą kąt jej obrotu

Samolot w locie może się swobodnie obracać w trzech wymiarach: zboczenie , nos prawo lub w lewo wokół osi działa w górę iw dół; skok , nos w górę lub w dół wokół osi biegnącej od skrzydła do skrzydła; i roll , obrót wokół osi biegnącej od nosa do ogona. Osie są alternatywnie oznaczone odpowiednio jako pionowe , poprzeczne i podłużne . Osie te poruszają się wraz z pojazdem i obracają się względem Ziemi wraz z pojazdem . Definicje te zostały analogicznie zastosowane do statków kosmicznych, kiedy pierwszy załogowy statek kosmiczny został zaprojektowany pod koniec lat pięćdziesiątych.

Obroty te są wytwarzane przez momenty (lub momenty ) wokół głównych osi. W samolocie są one celowo wytwarzane za pomocą ruchomych powierzchni sterowych, które zmieniają rozkład wypadkowej siły aerodynamicznej wokół środka ciężkości pojazdu . Windy (ruchome klapy na ogonie poziomym) wytwarzają pochylenie, ster na ogonie pionowym powoduje odchylenie, a lotki (klapy na skrzydłach poruszające się w przeciwnych kierunkach) powodują kołysanie. Na statku kosmicznym momenty te są zwykle wytwarzane przez system kontroli reakcji składający się z małych silników rakietowych używanych do wywierania asymetrycznego ciągu na pojazd.

Główne osie

Zobacz też: Ruchy statków
Odchylenie/kurs, kąty pochylenia i przechyłu oraz powiązane osie pionowe (w dół), poprzeczne i wzdłużne longitudinal
  • Normal axis , lub yaw axis – oś rysowana od góry do dołu i prostopadła do pozostałych dwóch osi, równoległa do stacji kadłuba.
  • Oś poprzeczna , oś boczna lub oś pochylenia — oś biegnąca od lewej do prawej strony pilota w pilotowanym statku powietrznym i równoległa do skrzydeł skrzydlatego statku powietrznego, równoległa do linii pośladków.
  • Oś wzdłużna lub oś przechyłu — oś przebiegająca przez nadwozie pojazdu od ogona do dziobu w normalnym kierunku lotu lub w kierunku, w którym zwrócony jest pilot, podobnie do linii wodnej statku .

Normalnie te osie są reprezentowane przez litery X, Y i Z w celu porównania ich z jakimś układem odniesienia, zwykle nazwanym x, y, z. Zwykle robi się to w taki sposób, że X jest używany jako oś podłużna, ale są inne możliwości, aby to zrobić.

Oś pionowa (odchylenie)

Odchylenia osi ma swój początek w środku ciężkości i jest skierowana w kierunku dna statku powietrznego, prostopadłych do skrzydła, i do linii odniesienia kadłuba. Ruch wokół tej osi nazywa się odchyleniem . Dodatni ruch odchylający przesuwa dziób samolotu w prawo. Ster jest głównym kontrola odchylenia.

Termin zbaczanie był pierwotnie stosowany w żeglarstwie i odnosił się do ruchu niestabilnego statku obracającego się wokół swojej pionowej osi. Jego etymologia jest niepewna.

Oś poprzeczna (podziałka)

Osi poprzecznej (zwany również poprzeczne i oś poprzeczna ) ma swój początek w środku ciężkości i jest skierowana w prawo, równoległy do linii biegnącej od WingTip do WingTip. Ruch wokół tej osi nazywa się skokiem . Pozytywny ruch kołysania unosi dziób samolotu i obniża ogon. Te windy są podstawowym kontrola boisko.

Oś wzdłużna (rolka)

Oś rolki (lub osi wzdłużnej ) ma swój początek w środku ciężkości i jest skierowany do przodu równolegle do linii odniesienia kadłuba. Ruch wokół tej osi nazywa się roll . Przemieszczenie kątowe wokół tej osi nazywamy bankiem . Pozytywny ruch toczenia unosi lewe skrzydło i opuszcza prawe skrzydło. Pilot obraca się, zwiększając siłę nośną na jednym skrzydle i zmniejszając na drugim. To zmienia kąt przechylenia. W lotki są podstawowym kontrola banku. Ster ma również drugorzędny wpływ na przechył.

Związek z innymi układami osi

Osie te są powiązane z głównymi osiami bezwładności , ale nie są takie same. Są to osie symetrii geometrycznej, niezależnie od rozkładu masy samolotu.

W inżynierii lotniczej i kosmicznej wewnętrzne obroty wokół tych osi są często nazywane kątami Eulera , ale jest to sprzeczne z istniejącym zastosowaniem w innych miejscach. Rachunek za nimi jest podobny do formuł Frenet-Serret . Wykonanie rotacji w samoistnej klatce odniesienia jest równoznaczne z przemnożeniem w prawo jej macierzy charakterystycznej (macierzy, która ma wektory klatki odniesienia w kolumnach) przez macierz rotacji.

Historia

Pierwszym samolotem, który zademonstrował aktywną kontrolę nad wszystkimi trzema osiami, był szybowiec braci Wright z 1902 roku .

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne