1.3 Основные системы координат. Углы, определяющие положение вертолета в пространстве

1. 3 Основные системы координат. Углы, определяющие положение вертолета в пространстве

Системы координат выбирают так, чтобы получаемые с их помощью представления о положении вертолета в воздухе, направлении действующих на него сил и математические выражения, описывающие его движение, были наиболее естественны и просты для летчика.

Все используемые системы координат являются прямоугольными, т. е. в каждой системе координат оси расположены взаимно перпендикулярными, правосторонними, т. е. ось Z направлена вправо относительно движения вертолета.

В динамике полета используются следующие системы координат:

- нормальная и нормальная земная системы координат;

- связанная система координат;

- скоростная система координат;

- траекторная система координат.

1. 3. 1 Нормальная земная и нормальная системы координат

Нормальная земная система координат О_оХ_gY_gZ_g

Название данной системы координат говорит о связи ее с землей – она фиксирована по отношению к ней. Начало координат располагается в точке взлета вертолета. Ось О₀X_g направляют по линии заданного курса полета. Ось О₀Y_g направлена по нормали к поверхности земли вверх. Ось О₀Z_g перпендикулярна плоскости X_gО₀Y_g, образованной соответствующими осями. Плоскость X_gО₀Z_g – плоскость горизонта.

 

Рис. 23. Нормальная земная и нормальная системы координат

Нормальная система координат ОX_gY_gZ_g

Отличие данной системы координат от нормальной земной заключается в том, что ее начало располагают в центре масс вертолета и она движется вместе с вертолетом, не меняя своего положения в пространстве независимо от положения вертолета. Ее оси координат всегда сориентированы параллельно осям нормальной земной системы координат. В дальнейшем, во всех наших рассуждениях ось ОX_g пормальной системы координат будет характеризовать положение линии горизонта относительно вертолета. Таким образом, нормальная система координат позволяет определить угловое положение вертолета в пространстве.

1. 3. 2 Связанная система координат (ОXYZ)

Связанная система координат жестко «связана» с конструкцией вертолета, т. е. поворачиваются в пространстве так же, как вращается вертолет. Начало системы координат – в центре масс вертолета.

Ось ОX – продольная ось вертолета, проходит параллельно строительной горизонтали фюзеляжа (СГФ), лежит в плоскости симметрии и направлена вперед к носу

вертолета.

Плоскость симметрии вертолета считается основной продольной (вертикальной) плоскостью. Понятие «плоскость симметрии» несколько условно для вертолетов одновинтовой схемы из-за наличия рулевого винта.

 

Рис. 24 Связанная система координат

Ось ОY – нормальная ось вертолета, лежит в его плоскости симметрии и направлена перпендикулярно оси ОX в сторону несущего винта.

Ось ОZ – поперечная ось, направлена перпендикулярно плоскости симметрии вертолета в сторону его правого борта.

Оси связанной системы координат и образуемые ими плоскости являются базовыми при установке приборов, фиксирующих угловое положение вертолета по отношению к земле – авиагоризонта, компаса и т. п.

Рис. 25. Углы тангажа, крена и рысканья

Величины, характеризующие ориентацию вертолета в пространстве, определяются летчиком визуально или по приборам на основе оценки взаимного расположения осей связанной и нормальной систем координат. Этими величинами являются углы тангажа, крена и рыскания вертолета.

Угол тангажа  [тета] – угол между продольной осью ОX и осью ОX_g (местной горизонтальной плоскостью). Положителен, если ось ОX проходит выше оси ОX_g, т. е. нос вертолета поднят над горизонтом.

Угол крена γ [гама] – угол между нормальной осью ОY и осью ОY_g (вертикальной плоскостью, проходящей через ось ОX). Положителен при правом крене.

Угол рыскания ψ [пси] – угол между проекцией продольной оси ОX на местную горизонтальную плоскость и осью ОX_g. Положителен при отвороте от заданного курса влево.

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: