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引言 1常用的坐标系 2 作用在飞机上的力和力矩 第 一章 飞行力学基础 ： • 在飞行性能分析中，将飞机视为质点，所需的迎角、 滚转角(坡度)、发动机推力可以立即达到(忽略其过 渡过程)，并能够保证无侧滑。 • 事实上，迎角、滚转角(坡度)、推力、及侧滑角需要 通过操纵驾驶杆(盘)、脚蹬舵及油门杆进行控制, 而且 存在过渡过程。 • 本章介绍与刚体运动描述相关的概念、定义和方程。 第 一章 引言 Ø问题的引入 ： 飞机 质点 动力 学 基本操稳问题 升降舵偏角 副翼偏角 方向舵偏角 操纵 系统 动力 学 发动机 响应 动 力学 飞机 刚体 动力 学 飞行 性能 问题 驾驶杆(盘) 第 一章 引言 发动机油门杆 实 际 航 迹 脚蹬 s ： Ø操纵性 飞机在驾驶员的操纵下从一 种飞行状态过渡到另一种飞 行状态的能力。 包括稳态增量和瞬态过程。 Ø(平衡)稳定性 飞机受到外界扰动后自动恢复原来平 衡状态的能力。 Ø平衡 广义地说，指状态参数不随时间变化的飞行。 如定常直线飞行、正常盘旋等。 瞬态时间 第 一章 基本概念 中立 稳定 平衡 不稳定 平衡 稳定 平衡 稳态 增量 ： t Ø机体轴系 (Aircraft-body coordinate frame) Sb-------oxyz ① 原点O取在飞机质心处，坐标系与飞机固连 ② x轴在飞机对称平面内并平行于飞机的设计轴线指 向机头 ③ y轴垂直于飞机对称平面指向机身右方 ④ z轴在飞机对称平面内，与x轴垂直并指向机身下方 常用坐标系的定义 ① 原点O取在飞机质心处，坐标系与飞机固连 ② xa轴与飞行速度V重合一致 ③ za轴在飞机对称平面与xa轴垂直并指向机腹下方 ④ ya轴垂直于Oxaza平面并指向机身右方 Ø气流轴系 (wind coordinate frame) Sa------Oxayaza 常用坐标系的定义 Ø稳定坐标轴系 (Stability coordinate frame)Ss-------Oxsyszs ① 原点O取在飞机质心处，坐标系与飞机固连 ② xs轴与飞行速度V在飞机对称平面内的投影重合一 致 ③ zs轴在飞机对称平面与xs轴垂直并指向机腹下方 ④ ys轴与机体轴y重合一致 常用坐标系的定义 Z s ① 原点O取在飞机质心处，坐标系与飞机固连 ② xk轴与飞行速度V重合一致 ③ zk轴在位于包含飞行速度V在内的铅垂面内，与xk 轴垂直并指向下方 ④ yk轴垂直于Oxkzk平面并按右手定则确定 Ø 航迹坐标轴系 (path coordinate frame) Ss-------Oxkykzk 常用坐标系的定义 俯仰角 l 机体轴x与水平面之间的夹角，抬头为正 偏航角 l 机体轴x与水平面上的投影与地轴xg间的夹角，机头右偏航为正 滚转角 l 机体轴z与通过机体轴x的铅垂面间的夹角，飞机向右滚转为正 (1) 姿态角 l 机体坐标系与地面坐标系 的关系是三个Euler角 l 偏航角 3.飞机的运动参数 常用坐标系 的 定 义 (2) 航迹角 由航迹坐标系与地面坐标系的 常关系确定 用 坐 标 系 的 定 义 航迹倾斜角：飞行速度矢量与水平面间的夹角， 飞机向上时为正 航迹方位角：飞行速度矢量在水平面的投影与地轴xg间的夹角， 投影在轴右侧为正 航迹滚转角：速度轴za与通过速度轴xa的铅垂面间的夹角， 飞机向右滚转为正 由飞行速度矢量与机体坐标系之间的关系确定 (3) 气流角 常用坐标系的定义 s xg 9 Ys Y a 常用坐标系的定义 水平面 xk( V) 铅垂面 yk zk yg a zg 9 O y z yg y 铅垂面 9 飞机对称面 zg 常用坐标系的定义 水平面 9 xg O x z O 飞机对称面 a xa( V) y ya Q Z a Y a x z z 气流轴系 机体轴系 地面轴系 常用坐标系的定义 无风时 a， Ø滚转角速度p:与机体轴x重合一致 Ø偏航角速度q :与机体轴y重合一致 Ø俯仰角速度r :与机体轴z重合一致 是机体坐标轴系相对于地轴系的转动角速度O在 (4) 机体坐标轴系的角速度分量 机体坐标轴系各轴上的分量 常用坐标系的定义 (5) 机体坐标轴系的速度分量 是飞行速度V在机体坐标轴系各轴上的分量 Øu:与机体轴x重合一致 Øv :与机体轴y重合一致 Øw :与机体轴z重合一致 常用坐标系的定义 O q r z w 飞机对称面 y v x u p