飛機坐標(biāo)系定義修改版

1、緒1飛機坐標(biāo)系定義引言為了描述飛機的運動狀態(tài)，必須選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。例如，飛機相對于地面的位置，就必須采用地面坐標(biāo)系；飛機的轉(zhuǎn)動用機體坐標(biāo)系表示；飛機的軌跡運動可采用速度坐標(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它是相對于地球表面不動的一種坐標(biāo)系，原點取自地面上的某一點（如飛機在地面上的起飛點，或進(jìn)入空戰(zhàn)時的初始位置），Xg軸位于水平面內(nèi)，指向某一固定方向（如飛機的航線，或空戰(zhàn)開始時截?fù)魴C到目標(biāo)的視線方向等），Z軸垂g直于地平

2、面向下，Yg軸則由右手定則來確定。2、機體坐標(biāo)系OXYZ這是固定在飛機機體上的一個坐標(biāo)系，原點取在飛機的重心，X軸與飛機縱軸一致，指向飛機前方。Y軸垂直于飛機對稱面并指向右方。Z軸在飛機對稱面內(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）OXaYaZa原點固聯(lián)在飛機的重心上，Xa軸指向飛機相對于空氣的速度矢量的方向，Za軸位于飛機對稱面內(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)系又稱為速度坐標(biāo)系，又叫做速度軸系。4、飛機的氣動角機體坐標(biāo)系與氣流坐標(biāo)系之間的角度就是飛機運動的氣動角，即迎角和側(cè)滑角，見圖11

3、迎角：飛機速度向量V在飛機對稱面上的投影與機體軸OX的夾角,以V的投影在機體軸OX之下為正。側(cè)滑角：飛機速度向量V與飛機對稱面的夾角，以V處于對稱面之右為正。Y7X轉(zhuǎn)過的角度，右滾為正。圖11機體軸系與氣流軸系的夾角5 .飛機的姿態(tài)角機體坐標(biāo)系與地面慣性坐標(biāo)系之間的夾角就是飛機的姿態(tài)角，又稱歐拉角：俯仰角：機體軸OX與地平面（水平面OgXgYg）之間的夾角，飛機抬頭為正偏航角（方位角）：機體軸OX在水平面OgXgYg上的投影與地軸OgXg之間的夾角，以機頭右偏為正。滾轉(zhuǎn)角（傾斜角）：飛機對稱面繞機體軸圖12機體坐標(biāo)系與地面坐標(biāo)系的夾角6 .飛機的航跡角氣流坐標(biāo)系與地面慣性坐標(biāo)系之間的夾角即為飛

4、機的航跡角，其定義如下：航跡傾斜角飛行速度矢量與地平面間的夾角，以飛機向上飛時為正；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之右時為正；航跡滾轉(zhuǎn)角速度軸OZa與包含速度軸OXa的鉛垂面間的夾角，以飛機右傾斜為正。圖1-3氣流坐標(biāo)系與地面慣性坐標(biāo)系目標(biāo)視線坐標(biāo)系（瞄準(zhǔn)線坐標(biāo)系）OXlYlZl原點取為飛機重心，X1軸與飛機至目標(biāo)的視線重合，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。視線軸系與地面慣性坐標(biāo)系之間的角度有兩個。視線俯仰角，它是視線與水平面OgXgYg之間的夾角，視線向下為正。ggg視線方位角,它是視線在水平面上的投影與OXd軸之間的夾角，以視線右偏為正。兩坐標(biāo)系之間角度關(guān)系見下圖g圖14視線坐標(biāo)系與地面坐標(biāo)系之間的夾角綜上所述，這四種坐標(biāo)系之間的角度及線坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系正如圖15所示氣動角，_機體坐標(biāo)系OXYZ圖15各坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系緒2飛機的操縱結(jié)構(gòu)飛機的運動用升降舵（elevator）、方向舵（rudder）、副翼（aileron）及油門來控制。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)