飛機(jī)坐標(biāo)系定義(修改版)

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OXYZgggg它是相對于地球表面不動(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），X軸位于水平面內(nèi)，指向某一g固定方向（如飛機(jī)的航線，或空戰(zhàn)開始時(shí)截?fù)魴C(jī)到目標(biāo)的視線方向等），Z軸垂g直于地平面向下，Y軸則由右手定則來確定。g2、 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)對稱面并指向右方。Z軸在飛機(jī)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）OXYZaaa原點(diǎn)固聯(lián)在飛機(jī)的重心上，X軸指向飛機(jī)相對于空氣的速度矢量的方向，aZ軸位于飛機(jī)對稱面內(nèi)，且垂直于X軸，指向下方。Y軸垂直與X和Z軸指aaaaa向右方。由于飛機(jī)速度方向與氣流坐標(biāo)系X軸方向相同，所以，氣流坐標(biāo)系又稱為a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0，見圖1—1。迎角a:飛機(jī)速度向量V在飛機(jī)對稱面上的投影與機(jī)體軸OX的夾角，以V的投影在機(jī)體軸0X之下為正。側(cè)滑角0:飛機(jī)速度向量V與飛機(jī)對稱面的夾角，以V處于對稱面之右為正。OaZXOaZXa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，又稱歐拉角：俯仰角9:機(jī)體軸OX與地平面（水平面OXY）之間的夾角，飛機(jī)抬頭為正。ggg偏航角（方位角）屮：機(jī)體軸OX在水平面OXY上的投影與地軸OX之間的ggggg夾角，以機(jī)頭右偏為正。滾轉(zhuǎn)角（傾斜角）Q:飛機(jī)對稱面繞機(jī)體軸X轉(zhuǎn)過的角度，右滾為正。圖1－2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：航跡傾斜角丫 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；航跡方位角咒飛行速度矢量在地平面上的投影與OX間的夾角，以速度gg在地平面的投影在OX之右時(shí)為正；gg航跡滾轉(zhuǎn)角卩速度軸OZ與包含速度軸OX的鉛垂面間的夾角，以飛機(jī)右aa傾斜為正。g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）OXYZlll原點(diǎn)取為飛機(jī)重心，X軸與飛機(jī)至目標(biāo)的視線重合，并指向目標(biāo)。Z軸在ll鉛垂平面內(nèi)并垂直于X軸指向下。Y軸由右手定則確定。ll視線軸系與地面慣性坐標(biāo)系之間的角度有兩個(gè)。視線俯仰角?，它是視線與水平面OXY之間的夾角，視線向下為正。ggg視線方位角屮，它是視線在水平面上的投影與OX'軸之間的夾角，以視線d右偏為正。兩坐標(biāo)系之間角度關(guān)系見下圖。

圖1－4視線坐標(biāo)系與地面坐標(biāo)系之間的夾角小結(jié)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1－5所示圖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)及油門來控制。升降舵偏轉(zhuǎn)角5e,規(guī)定升降舵后緣下偏為正。5e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5r，