Реферат системы координат углы ориентации летательного аппарата ла

Обновлено: 02.07.2024

Рис. 1. Взаимное положение связанной, скоростной и полусвязанной систем координат.

систе́мы координа́т 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 OX. 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. (OX_aY_aZ_a) — подвижная С. к., ось OX_а которой совпадает с направлением скорости летательного аппарата и называется скоростной осью . Ось OY_a — ось подъемной силы — лежит в той же плоскости, что и ось OY связанной С. к. и также направлена вверх. Ось OZ_a — 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.

Взаимное положение связанной, скоростной и полусвязанной С. к. определяется углом атаки и углом скольжения и показано на рис. 1.

Связанная с пространственным углом атаки С. к. (OX_nY_nZ_n) — подвижная С. к., ось X_n которой совпадает с продольной осью OX. Ось OY_n располагается в плоскости, содержащей продольную ось и вектор скорости летательного аппарата, а её направление противоположно проекции V на плоскость перпендикулярную продольной оси. Ось OZ_n 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. (OX_gY_gZ_g) — подвижная С. к., ось OY_g которой направлена вверх по местной вертикали, совпадающей с направлением силы тяжести в рассматриваемой точке. Выбор осей OX_g и OZ_g в различных задачах может осуществляться по-разному.

Взаимное положение связанной С. к. и нормальной С. к. определяется углами рыскания, тангажа и крена (рис. 2).

Траекторная С. к. (OX_кY_кZ_к) — подвижная С. к., ось OX_к которой совпадает с направлением земной скорости V_к (скорости начала О связанной С. к. относительно какой-либо земной С. к.), ось OY_к лежит в вертикальной плоскости, проходящей через ось OX_к и направлена обычно вверх. Для описания движения летательного аппарата по траектории используются также земные С. к. (см. Навигационные системы координат).

Инерциальная С. к. (OX_иY_иZ_и) — С. к. начало O_и 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. (O₀X_gY_gZ_g) ось O₀Y_g направлена вверх по местной вертикали, совпадающей с направлением силы тяжести в данной точке.

Стартовая С. к. (O₀X_сY_сZ_с) — 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. O_RX_RY_RZ_R. В этой С. к. базовая плоскость O_RX_RY_R — плоскость симметрии летательного аппарата, базовая точка O_R выбирается на базовой плоскости, как правило, в центре масс, базовая ось O_RX_R лежит в базовой плоскости и направлена вперёд, ось O_RY_R направлена к верхней части летательного аппарата, а ось O_RZ_R 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.

М. А. Ерусалимский.

Рис. 2. Углы между осями связанной и нормальной земной системами координат.

Системы координат. Углы ориентации летательного аппарата (ЛА).

Принял: Зайцев А.В.

1. Системы координат, связанные с землей 4

2. Системы координат, связанные с ЛА 6

3. Углы ориентации 7

Список использованных источников 11

Введение

Для решения различных задач летательным аппаратом, необходимо грамотно управлять им и знать его положение в пространстве, а также положение других объектов. Но Земля движется, поэтому использовать одну неподвижную систему координат неверно. Для вычисления орбит спутников, прогнозирования их движения используются одни системы координат, для определения координат пунктов в процессе наблюдения используются другие координаты, а для использования полученных координат при решении различных прикладных задач требуются совершенно иные системы. А для точного управления используются углы Эйлера - углы, описывающие поворот абсолютно твердого тела в трёхмерном евклидовом пространстве: тангаж, крен, рыскание. Кроме того, при управлении важно помнить про углы ориентации, которые так же оказывают большое влияние на траекторию ЛА.

Системы координат, связанные с землей

1. Геоцентрическая (инерциальная) система координат (рис 1.1)

Геоцентрическими называют системы, начало которых совпадает с центром масс Земли. Система имеет оси η (эта), ξ (кси) и ζ (дзета), причем они неподвижны, то есть “закреплены” и не двигаются вместе с Землей.

(Геоцентрическая система координат)

Эта система является основой для моделирования движения ЛА, базовой на борту ЛА, а также используется для фотограмметрических задач - определений формы, размеров, положения и иных характеристик объектов по их фотоизображениям. Так же ей можно воспользоваться при расчете взлета и посадки для ближних полетов.

Стартовая Система координат - система 0xyz, в которой начало совпадает с точкой старта, а оси в начальный момент параллельны осям геоцентрической системы, то есть η||y, ξ||x, ζ||z, а после они старта продолжают вращение вместе с суточным вращением земли, поэтому система не является инерциальной. Но при изучении полета ЛА дальностью до 100 км эту систему часто рассматривают как инерциальную.

(Стартовая Система координат)

Нормальная земная система координат – система , где O и O лежит на поверхности земли, а O направленна вертикально вверх по местной вертикали - прямой, совпадающей с направлением силы тяжести в рассматриваемой точке. Часто используются для исследований траекторий взлета и посадки самолета. [pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

(Нормальная земная система координат)

Системы координат, связанные с ЛА

Начало находится в центре масс ЛА и вместе с ним изменяет свое положение в пространстве. Ось OX совпадает с продольной осью ЛА; ось OY перпендикулярна OX и лежит в главной плоскости симметрии; Ось OZ образует правую систему координат.

Связанная система координат

Берет начало в центре масс ЛА и вместе с ним изменяет свое положение в пространстве. Ось O совпадает с вектором скорости; ось перпендикулярна оси и лежит в плоскости симметрии; ось образует правую систему координат. [pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

Положение ЛА в пространстве может быть определено шестью координатами, три из которых характеризуют положение его цен­тра масс, а три остальные определяют положение ЛА при движении вокруг центра масс. При этом делается допущение, что ЛА представляет собой твердое тело.

Положение центра масс задается в земной системе координат O₀X₀Y₀Z₀(рис.1) высотой полета H, дальностью L и боковым отклонением Z. Оси этой системы координат располагаются так, что О₀У₀ направлена вертикально вверх, О₀Х₀ —в заданном на­правлении полета, a O₀Z₀ образует с ними правую систему.

Рис.1. Системы координат

Однако движение центра масс ЛА зависит в конечном счете от его углового положения относительно центра масс. Угловые движения ЛА рассматриваются в системе координат, начало ко­торой помещено в его центре масс.

Связанные с ЛА системы координат могут иметь различное направление осей. Для анализа угловых движений ЛА пользу­ются следующими системами (рис1):

2. Связанная подвижная система координат 0X₁У₁Z₁ начало которой также находится в центре масс ЛА, ось ОХ₁ направле­на вперед по продольной оси ЛА, ось ОY₁,— вверх (лежит в плос­кости симметрии), ось OZ₁ — в сторону правого крыла.

3. Скоростная система коор­динат OXYZ. Ось ОХ этой си­стемы совпадает с направлением вектора воздушной скорости V, ось OY лежит в плоскости сим­метрии ЛА, а ось OZ образует с ними правую систему.

Угловыми координатами ЛА являются:

— угол тангажа υ, образованный продольной осью ЛА и горизонтальной плоскостью при повороте вокруг оси OZ₁;

— Угол рыскания ψ между проекцией продольной оси ЛА на горизонтальную плоскость и осью OХ₀, получаемый при повороте вокруг оси OY₁;

— угол крена γ, образуемый осью OZ₁и горизонтальной плоскостью при повороте ЛА вокруг продольной оси.

Указанные угловые координаты ЛА определяются взаимным положением систем OX₀Y₀Z₀ и OX₁Y₁Z₁.Положение скоростной системы координат OXYZотносительно OX₁Y₁Z₁задается угла­ми атаки и скольжения. Угол атаки α образуется проек­цией вектора воздушной скорости на вертикальную плоскость симметрии ЛА и его продольной осью, а угол скольжения β — вектором скорости и плоскостью симметрии ЛА. Угол между горизонтальной плоскостью и вектором скорости называется уг­лом наклона траектории. Он обозначается буквой θ и равен раз­ности между углами тангажа и атаки: θ = υ — α. Положительное направление отсчета угловых координат ЛА показано на рис.1 стрелками.

Изменение положения ЛА в пространстве характеризуется уг­ловыми скоростями поворота вокруг осей ОХ₁→w_х, OY₁→w_у и OZ₁→w_z.

Движение ЛА в неподвижной вертикальной плоскости, свя­занное с изменением углов тангажа и атаки (поворот вокруг оси OZ₁), называется продольным, а движение, сопровождаемое из­менением углов крепа, рыскания и скольжения (поворот вокруг осей ОХ₁ и OY₁), — боковым. Аэродинамические свойства ЛА та­ковы, что продольное и боковое движения с достаточной степенью точности могут рассматриваться раздельно и независимо друг от друга.

Принципы управления, самолет в воздухе можно считать твердым телом, движение которого происходит под действием прикладываемых к нему сил и моментов.

Обычно полное пространственное движение самолета разде­ляют на два движения: продольное и боковое, каждое из кото­рых в свою очередь можно рассматривать состоящим из двух составляющих: движения центра масс и движения (вращения) вокруг центра масс.

Из второго закона механики известно, что если силы, дей­ствующие на тело, уравновешены (т. е. их сумма равна нулю), то центр масс осуществляет равномерное прямолинейное дви­жение. Поэтому, если мы хотим управлять вектором скорости самолета, а следовательно, и траекторией его движения, то не­обходимо создавать управляющие силы.

Из этого же закона механики для вращательного движения следует: если уравновешены действующие на тело моменты, то его вращение вокруг центра масс либо отсутствует, либо про­исходит с постоянной угловой скоростью. Поэтому для измене­ния углового положения самолета необходимо создавать управ­ляющие моменты. Вращение самолета обычно рассматривается происходящим вокруг осей связанной системы координат OXYZ (рис.1). Начало этой системы координат расположено в цен­тре масс самолета. Моменты относительно связанных осей при­нято называть следующим образом: М_х — кренящий момент, My — момент рыскания, или путевой момент, М_г — продольный момент.

Управление продольным движением.Основными параметра­ми продольного движения (происходящего в вертикальной пло­скости) являются: высота Н, воздушная скорость V, угол наклона траектории θ, угол тангажа υ и угол атаки α. На самолет действуют четыре силы: сила тяжести G, сила тяги двигателя Р, подъемная сила У и сила лобового сопротивле­ния X. Силы G и Р будем считать приложенными к центру масс О самолета, а аэродинамические силы У и Х - к точке, на­зываемой центром давления Д.

Рис.2. Продольное управление

Все эти силы изменяются в процессе полета, однако для целенаправленного управления движением используются глав­ным образом две: тяга двигателя и подъемная сила. Далее мы не будем рассматривать управление тягой двигателя, полагая скорость полета постоянной. Пренебрежем также углом α_р и будем считать, что вектор тяги Р направлен по вектору скорости V. Изменение подъемной силы можно осуществить измене­нием угла атаки самолета, а для этого необходимо за счет от­клонения руля высоты повернуть самолет вокруг поперечной оси OZ.

Рассмотрим процесс управления самолетом, полагая исход­ным режимом горизонтальный полет на постоянной высоте (рис. 2). В этом режиме равновесие сил достигается за счет создания угла атаки горизонтального полета α_о и соответствую­щей этому углу атаки подъемной силы Y₀ = G, а также равен­ства силы тяги и силы лобового сопротивления. Для обеспечения равновесия продольных моментов большое значение имеет взаимное положение подъемной силы и силы тяжести. Обычно центр тяжести расположен впереди центра давления на расстоя­нии - Х_д. В этом случае подъемная сила создает вращающий мо­мент M_Z(Y₀)= Y₀Х_д, который компенсируется отклонением руля высоты в балансировочное положение δ_В.₀ и тем самым созда­нием момента М_Z(б_в.₀) =М_Z(У₀). Отклонение руля высоты от­носительно балансировочного положения будем обозначать Δб_в.

Пусть теперь в точке 1 летчик отклонил руль высоты на не­который дополнительный угол вверх; при этом возникает управ­ляющий момент Мz(Δδ_В) и самолет, вращаясь вокруг оси OZ₁, увеличивает угол атаки относительно угла атаки горизонталь­ного полета α_о. За счет избытка подъемной силы (У>0) само­лет набирает высоту по криволинейной траектории (дуге с ра­диусом г_в). Если в некоторый момент этого движения (точка 2) убрать руль высоты обратно в балансировочное положение, угол атаки установится в исходное положение α_о, равновесие момен­тов восстановится и самолет будет набирать высоту с постоян­ным углом θ, т. е. прямолинейно.

Управление боковым движением.Строго говоря, боковое движение — это движение в плоскости крыла, однако мы для простоты будем считать исходным режимом полет с нулевым креном и будем рассматривать боковое движение происходя­щим в горизонтальной плоскости.

Основными параметрами бокового движения являются сле­дующие углы: путевой угол Ψ и курс ψ, отсчитываемые от на­правления на север, угол крена γи угол скольжения β (рис. 3). Для того, чтобы обеспечить маневр самолета в го­ризонтальной плоскости, т. е. развернуть вектор скорости на новое значение путевого угла, для самолетов с обычными орга­нами управления существуют два способа. В первом из них, который называется плоским разворотом (рис. 3,а), необходимо, управляя рулем направления повернуть, например, вправо продольную ось и создать угол скольжения β 0 горизонтальная составляющая подъемной силы У sin γ вызывает изменение путевого угла Ψ и ψ.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Это место для переписки тет-а-тет между заказчиком и исполнителем.
Войдите в личный кабинет (авторизуйтесь на сайте) или зарегистрируйтесь, чтобы
получить доступ ко всем возможностям сайта.

Закажите подобную или любую другую работу недорого

Вы работаете с экспертами напрямую,
не переплачивая посредникам, поэтому
наши цены в 2-3 раза ниже

Последние размещенные задания

решить 35 примеров

Решение задач, Математика

Срок сдачи к 7 мар.

Сделать 1 и 2 вариант

Контрольная, Математический анализ

Срок сдачи к 28 февр.

Найти информацию 2 вопроса

Поиск информации, Философия

Срок сдачи к 27 февр.

Решение задач, Математика

Срок сдачи к 2 мар.

Контрольная, Энтомология, зоология

Срок сдачи к 9 мар.

Опыт специальных служб и правоохранительных органов зарубежных государств по обеспечению безопасности лиц, подлежащих государственной охране, при проведении массовых мероприятий

Курсовая, Военное дело, История

Срок сдачи к 31 мар.

Проверка подлинности и действительности документов

Курсовая, криминалистика и криминология, Юриспруденция, Военное дело

Срок сдачи к 20 мар.

Диплом, государственное и муниципальное управление

Срок сдачи к 7 мар.

Тест дистанционно, Педагогика и психология

Срок сдачи к 3 мар.

Три несложные задачи по java программированию.

Решение задач, Java Програмированние

Срок сдачи к 26 февр.

Личностные факторы и средовые факторы принятия решений в условиях неопределенности

Срок сдачи к 5 мар.

Курсовая, Право и организация социального обеспечения

Срок сдачи к 28 февр.

Срочно требуется решение двух практических работ и.

Контрольная, Технология, организация и управление автомобильными перевозками

Срок сдачи к 2 мар.

Формы взаимодействия социального педагога с родителями обучающихся.

Курсовая, Введение в проектную деятельность, управление проектами

Срок сдачи к 11 мар.

написать курсовую по одной из тем

Курсовая, Психология учебной деятельности

Срок сдачи к 4 мар.

Срок сдачи к 2 мар.

Тема " Управление развитием человеческого потенциала в организации на.

Диплом, менеджмент организации

Срок сдачи к 30 апр.

Реферат на тему "Стандартизация в криптосфере"

Реферат, финансовые вычисления

Срок сдачи к 28 февр.

Заказывала реферат по финансовому мониторингу, Елена выполнила его идеально, все четко и по теме, да еще не дорого))) спасибо

Спасибо большое..очень выручили, за короткий период сделали быстро и качественно! До этого заказывала- папа на мошенником, теперь только здесь!! Всем советую

Работа пока не проверена, но я принимаю заказ. Надеюсь на ваши знания , надеюсь что не подведете. Спасибо.

обратились к нам
за последний год

работают с нашим сервисом

заданий и консультаций

заданий и консультаций

выполнено и сдано
за прошедший год

Сайт бесплатно разошлёт задание экспертам.
А эксперты предложат цены. Это удобнее, чем
искать кого-то в Интернете

Отклик экспертов с первых минут

С нами работают более 15 000 проверенных экспертов с высшим образованием. Вы можете выбрать исполнителя уже через 15 минут после публикации заказа. Срок исполнения — от 1 часа

Цены ниже в 2-3 раза

Вы работаете с экспертами напрямую, поэтому цены
ниже, чем в агентствах

Доработки и консультации
– бесплатны

Доработки и консультации в рамках задания бесплатны
и выполняются в максимально короткие сроки

Гарантия возврата денег

Если эксперт не справится — мы вернем 100% стоимости

На связи 7 дней в неделю

Вы всегда можете к нам обратиться — и в выходные,
и в праздники

Эксперт получил деньги за заказ, а работу не выполнил?
Только не у нас!

Деньги хранятся на вашем балансе во время работы
над заданием и гарантийного срока

Гарантия возврата денег

В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем
возврат полной уплаченой суммы

Поможем вам со сложной задачкой

С вами будут работать лучшие эксперты.
Они знают и понимают, как важно доводить
работу до конца

С нами с 2017
года

Помог студентам: 12 073 Сдано работ: 12 073
Рейтинг: 93 827
Среднее 4,94 из 5

С нами с 2018
года

Помог студентам: 8 737 Сдано работ: 8 737
Рейтинг: 88 186
Среднее 4,87 из 5

С нами с 2019
года

Помог студентам: 2 737 Сдано работ: 2 737
Рейтинг: 31 615
Среднее 4,84 из 5

С нами с 2018
года

Помог студентам: 2 356 Сдано работ: 2 356
Рейтинг: 15 863
Среднее 4,87 из 5

1. Сколько стоит помощь?

Специалистам под силу выполнить как срочный заказ, так и сложный, требующий существенных временных затрат. Для каждой работы определяются оптимальные сроки. Например, помощь с курсовой работой – 5-7 дней. Сообщите нам ваши сроки, и мы выполним работу не позднее указанной даты. P.S.: наши эксперты всегда стараются выполнить работу раньше срока.

3. Выполняете ли вы срочные заказы?

Да, у нас большой опыт выполнения срочных заказов.

4. Если потребуется доработка или дополнительная консультация, это бесплатно?

Да, доработки и консультации в рамках заказа бесплатны, и выполняются в максимально короткие сроки.

5. Я разместил заказ. Могу ли я не платить, если меня не устроит стоимость?

Да, конечно - оценка стоимости бесплатна и ни к чему вас не обязывает.

6. Каким способом можно произвести оплату?

Работу можно оплатить множеством способом: картой Visa / MasterCard, с баланса мобильного, в терминале, в салонах Евросеть / Связной, через Сбербанк и т.д.

7. Предоставляете ли вы гарантии на услуги?

На все виды услуг мы даем гарантию. Если эксперт не справится — мы вернём 100% суммы.

Читайте также:

  
• Великие женщины математики реферат
  
• Язык жестов немцев и белорусов реферат
  
• Измерение механических величин реферат
  
• Кшм ваз 2108 реферат
  
• Интернет арқылы оқыту негіздері реферат