飛機(jī)坐標(biāo)系定義修改版

1、緒 1 飛機(jī)坐標(biāo)系定義引言為了描述飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 必須選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。 例如， 飛機(jī)相對(duì)于地面的位置， 就必須采用地面坐標(biāo)系； 飛機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)用機(jī)體坐標(biāo)系表示； 飛機(jī)的軌跡運(yùn)動(dòng)可采用速度坐標(biāo)系表示。在后面的章節(jié)中，還將涉及到幾種坐標(biāo)系相互間的轉(zhuǎn)換。首先介紹幾種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。下面定義的坐標(biāo)軸系均為三維正交軸系， 且遵守右手法則。 X 軸指向前， Y軸指向右， Z 軸指向下。1、 地面慣性坐標(biāo)系OgXgYgZg它是相對(duì)于地球表面不動(dòng)的一種坐標(biāo)系， 原點(diǎn)取自地面上的某一點(diǎn) （如飛機(jī)在地面上的起飛點(diǎn)，或進(jìn)入空戰(zhàn)時(shí)的初始位置） ， Xg 軸位于水平面內(nèi)，指向某一固定方向（如飛機(jī)的航線(xiàn)，或空戰(zhàn)開(kāi)始時(shí)截?fù)?/p>

2、機(jī)到目標(biāo)的視線(xiàn)方向等） ， Z 軸垂 g直于地平面向下，Yg 軸則由右手定則來(lái)確定。2、機(jī)體坐標(biāo)系OXYZ這是固定在飛機(jī)機(jī)體上的一個(gè)坐標(biāo)系， 原點(diǎn)取在飛機(jī)的重心， X 軸與飛機(jī)縱軸一致，指向飛機(jī)前方。Y軸垂直于飛機(jī)對(duì)稱(chēng)面并指向右方。Z軸在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)面內(nèi)并且垂直于縱軸，指向下方。3、氣流坐標(biāo)系（速度坐標(biāo)系）OXaYaZ a原點(diǎn)固聯(lián)在飛機(jī)的重心上， X a 軸指向飛機(jī)相對(duì)于空氣的速度矢量的方向，Za軸位于飛機(jī)對(duì)稱(chēng)面內(nèi)，且垂直于 Xa軸，指向下方。Ya軸垂直與Xa和Za軸指向右方。由于飛機(jī)速度方向與氣流坐標(biāo)系Xa軸方向相同，所以，氣流坐標(biāo)系又稱(chēng)為速度坐標(biāo)系，又叫做速度軸系。4、飛機(jī)的氣動(dòng)角機(jī)體坐標(biāo)系與

3、氣流坐標(biāo)系之間的角度就是飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)角， 即 迎角 和側(cè)滑角，見(jiàn)圖1 1迎角：飛機(jī)速度向量V在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)面上的投影與機(jī)體軸 OX的夾角,以V 的投影在機(jī)體軸OX之下為正。側(cè)滑角：飛機(jī)速度向量V與飛機(jī)對(duì)稱(chēng)面的夾角，以 V處于對(duì)稱(chēng)面之右為正。Y7X轉(zhuǎn)過(guò)的角度，右滾為正。圖1 1機(jī)體軸系與氣流軸系的夾角5 .飛機(jī)的姿態(tài)角機(jī)體坐標(biāo)系與地面慣性坐標(biāo)系之間的夾角就是飛機(jī)的姿態(tài)角，又稱(chēng)歐拉角： 俯仰角：機(jī)體軸OX與地平面（水平面OgXgYg）之間的夾角，飛機(jī)抬頭為正 偏航角（方位角） ：機(jī)體軸OX在水平面OgXgYg上的投影與地軸OgXg之間的 夾角，以機(jī)頭右偏為正。滾轉(zhuǎn)角（傾斜角）：飛機(jī)對(duì)稱(chēng)面繞機(jī)體軸圖1

4、2機(jī)體坐標(biāo)系與地面坐標(biāo)系的夾角6 .飛機(jī)的航跡角氣流坐標(biāo)系與地面慣性坐標(biāo)系之間的夾角即為飛機(jī)的航跡角，其定義如下：航跡傾斜角飛行速度矢量與地平面間的夾角，以飛機(jī)向上飛時(shí)為正；航跡方位角飛行速度矢量在地平面上的投影與 OgXg間的夾角，以速度在地平面的投影在OgXg之右時(shí)為正；航跡滾轉(zhuǎn)角速度軸OZ a與包含速度軸OX a的鉛垂面間的夾角，以飛機(jī)右傾斜為正。圖1 - 3氣流坐標(biāo)系與地面慣性坐標(biāo)系目標(biāo)視線(xiàn)坐標(biāo)系（瞄準(zhǔn)線(xiàn)坐標(biāo)系）OXlYlZl原點(diǎn)取為飛機(jī)重心，X1軸與飛機(jī)至目標(biāo)的視線(xiàn)重合，并指向目標(biāo)。乙軸在鉛垂平面內(nèi)并垂直于X1軸指向下。Y1軸由右手定則確定。視線(xiàn)軸系與地面慣性坐標(biāo)系之間的角度有兩個(gè)。

5、視線(xiàn)俯仰角，它是視線(xiàn)與水平面OgXgYg之間的夾角，視線(xiàn)向下為正。 g g g視線(xiàn)方位角 ,它是視線(xiàn)在水平面上的投影與 OXd軸之間的夾角，以視線(xiàn)右偏為正。兩坐標(biāo)系之間角度關(guān)系見(jiàn)下圖g圖14視線(xiàn)坐標(biāo)系與地面坐標(biāo)系之間的夾角綜上所述，這四種坐標(biāo)系之間的角度及線(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系正如圖15所示氣動(dòng)角 ，_機(jī)體坐標(biāo)系OXYZ圖1 5各坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系緒 2 飛機(jī)的操縱結(jié)構(gòu)飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)用升降舵（ elevator） 、 方向舵（ rudder） 、 副翼（ aileron）及油門(mén)來(lái)控制。升降舵偏轉(zhuǎn)角 e ， 規(guī)定升降舵后緣下偏為正。 e 的正向偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的俯仰力矩M 為負(fù)值，即低頭力矩。方向舵 偏轉(zhuǎn)角 r ，規(guī)定方向舵后緣向