Системы координат

летательного аппарата — правые прямоугольные системы координат, используемые при решении задач динамики полёта, а также для описания геометрических характеристик самолётов.Основными С. К., используемыми в динамике полёта, являются С. К., в которых описывается движение летательного аппарата в какой-либо точке пространства без учёта перемещений по траектории, то есть подвижные, движущиеся с летательным аппаратом С. К. Начала всех таких С. К. Располагаются в характерной точке летательного аппарата, как правило, в центре масс. К числу подвижных С. К. Относятся. Связанная, скоростная, полусвязанная, связанная с пространственным углом атаки.Связанная С. К. (OXYZ) — подвижная С. К., ось OX которой расположена в плоскости симметрии летательного аппарата или параллельно ей, если начало координат O помещено вне плоскости симметрии, и направлена вперёд от хвостовой к носовой части летательного аппарата.

Ось OX называют продольной осью летательного аппарата. Направление её может быть различным. По оси фюзеляжа, по главным осям инерции летательного аппарата. Выбор оси OX должен указываться. Ось OY расположена в той же плоскости, что и ось OX, и направлена к верхней части летательного аппарата. Её называют нормальной (вертикальной) осью летательного аппарата. Ось OZ — поперечная ось — направлена к правой части летательного аппарата, если смотреть вперёд по оси ОХ. Связанная С. К. Наиболее часто употребляется для описания движения летательного аппарата в лётных испытаниях и в других исследованиях, где необходимо использовать данные измерительной аппаратуры или сигналы датчиков летательного аппарата, получаемых в связанной С.

К.Скоростная С. К. (OXaYaZa) — подвижная С. К., ось OXа которой совпадает с направлением скорости летательного аппарата и называется скоростной осью. Ось OYa — ось подъемной силы — лежит в той же плоскости, что и ось OY связанной С. К. И также направлена вверх. Ось OZa — боковая ось — дополняет систему до правой так же, как и поперечная ось связанной С. К. Скоростную С. К. Обычно используют при обработке экспериментальных результатов, полученных в аэродинамических трубах.Полусвязанная С. К. (OXeYeZe) подвижная С. К., ось OXe которой совпадает с проекцией скорости летательного аппарата на плоскость симметрии, ось OYe — с осью подъемной силы, а ось OZe — с поперечной осью. Эта С. К. Широко используется при работе с экспериментально полученными аэродинамическими коэффициентами.

Выбор этой С. К. В большей степени обусловлен особенностями измерения сил и моментов с помощью весов аэродинамических, устанавливаемых в аэродинамических трубах. Поэтому эту С. К. Называют иногда экспериментальной (отсюда индекс «e» — от английского experimental).Взаимное положение связанной, скоростной и полусвязанной С. К. Определяется углом атаки и углом скольжения.Связанная с пространственным углом атаки С. К. (OXпYпZп) — подвижная С. К., ось Xп которой совпадает с продольной осью ОХ. Ось OYп располагается в плоскости, содержащей продольную ось и вектор скорости летательного аппарата, а её направление противоположно проекции V на плоскость перпендикулярную продольной оси. Ось OZп дополняет систему до правой.Для определения ориентации летательного аппарата в пространстве используются также подвижные С.

К., направления осей которых совпадают с направлением осей С. К., связанных с землей или траекторией движения летательного аппарата. Наиболее широко при этом используются нормальная и траекторная С. К.Нормальная С. К. (OXgYgZg) — подвижная С. К., ось OYg которой направлена вверх по местной вертикали, совпадающей с направлением силы тяжести в рассматриваемой точке. Выбор осей OXg и OZg в различных задачах может осуществляться по-разному.Взаимное положение связанной С. К. И нормальной С. К. Определяется углами рыскания, тангажа и крена.Траекторная С. К. (OXкYкZк) — подвижная С. К., ось OXк которой совпадает с направлением земной скорости Vк (скорости начала О связанной С. К. Относительно какой-либо земной С. К.), ось OYк лежит в вертикальной плоскости, проходящей через ось OXк и направлена обычно вверх.

Для описания движения летательного аппарата по траектории используются также земные С. К. (см. Навигационные системы координат).Инерциальная С. К. (OXиYиZи) — С. К. Начало Oи которой помещается в некоторой точек пространства, либо перемещается с постоянной скоростью, а направление осей относительно звёзд неизменно.Земная С. К. (OX0Y0Z0) — С. К., начало и оси которой фиксированы по отношению к Земле и выбираются в соответствии с задачей. У нормальной земной С. К. (O0XgYgZg) ось O0Yg направлена вверх по местной вертикали, совпадающей с направлением силы тяжести в данной точке.Стартовая С. К. (O0XсYсZс) — С. К., начало O0 которой совпадает с характерной точкой (обычно центром масс) летательного аппарата в начальный момент движения, а направления соответствующих осей выбираются так же, как у нормальной земной С.

К.Следует иметь в виду, что при переходе из одной С. К. В другую изменяются коэффициенты в уравнениях движения и другие соотношения. Перевод величин при этом осуществляется с помощью матриц преобразования. Для описания геометрических характеристик летательного аппарата используется базовая С. К. ORXRYRZR. В этой С. К. Базовая плоскость ORXRYR — плоскость симметрии летательного аппарата, базовая точка OR выбирается на базовой плоскости, как правило, в центре масс, базовая ось ORXR лежит в базовой плоскости и направлена вперёд, ось ORYR направлена к верхней части летательного аппарата, а ось ORZR вправо, дополняя систему. Рассматриваются также базовые С. К. Элементов летательного аппарата (фюзеляжа, крыла и др.). Обычно базовая С.

К. Фюзеляжа совпадает с базовой С. К. Самолёта. В базовой С. К. Крыла, как правило, за базовую плоскость принимают плоскость, содержащую центральную хорду крыла и перпендикулярную базовой плоскости самолёта.За рубежом широко распространены С. К. (XYZ) с иными направлениями осей. Например, оси OX и X совпадают, ось Y направлена по оси OZ, а ось Z направлена в направлении, противоположном оси OY. Это необходимо учитывать при работе с иностранной литературой, так как могут меняться значения и знаки в формулах и уравнениях..