Движение самолета как твердого тела состоит из двух движений: движения центра масс и движения вокруг центра масс. Поскольку в каждом из этих движений самолет обладает тремя степенями свободы, то в целом его движение характеризуется шестью степенями свободы. Для задания движения в любой момент времени необходимо задать шесть координат как функций времени.
Для определения положения самолета будем применять следующие системы прямоугольных координат (рис.2.1):
неподвижную систему Ox0y0z0, начало которой совпадает с центром масс самолета, ось Oy0 направлена по вертикали, а оси Ox0 и Oz0 горизонтальны и имеют фиксированное направление по отношению к Земле;
связанную систему Ox1y1z1 с началом в центре масс самолета, оси которой направлены по главным осям инерции самолета: ось Ox1 – по продольной оси, ось Oy1 – в плоскости симметрии, ось Oz1 перпендикулярна к плоскости симметрии;
скоростную систему Oxyz с началом в центре масс самолета, ось Ox которой направлена по вектору скорости V, ось Oy – в плоскости симметрии, ось Oz перпендикулярна к плоскости симметрии;
Положение связанной системы Ox1y1z1 по отношению к неподвижной системе Ox0y0z0 характеризуется углами Эйлера: φ – угол крена, ψ – угол рыскания и J - угол тангажа.
Положение вектора воздушной скорости V относительно связанной системы Ox1y1z1 характеризуется углом атаки α и углом скольжения b.
Нередко вместо инерциальной системы координат выбирается система, связанная с Землей. Положение центра масс летательного аппарата в этой системе координат можно характеризовать высотой полета H, боковым отклонением от заданной траектории полета Z и пройденным расстоянием L.
Рис. 2.1 Системы координат
Рассмотрим плоское движение летательного аппарата, при котором вектор скорости центра масс совпадает с плоскостью симметрии. Самолет в скоростной системе координат представлен на рис.2.2.
Рис. 2.2 Самолет в скоростной системе координат
Уравнения продольного движения центра масс самолета в проекции на оси OXa и OYa запишем в виде
(2.1)
(2.2)
Где m – масса;
V – воздушная скорость самолета;
P – сила тяги двигателя;
a – угол атаки;
q – угол наклона вектора скорости к горизонту;
Xa – сила лобового сопротивления;
Ya – аэродинамическая подъемная сила;
G – сила веса.
Обозначим через Mz и Jz соответственно суммарный момент аэродинамических сил, действующих относительно поперечной оси, проходящей через центр масс, и момент инерции относительно той же оси. Уравнение моментов относительно поперечной оси самолета будет:
(2.3)
Если Мшв и Jв – шарнирный момент и момент инерции руля высоты относительно его оси вращения, Мв – управляющий момент, создаваемый системой управления , то уравнение движения руля высоты будет:
(2.4)
В четырех уравнениях (2.1) – (2.4) неизвестными являются пять величин J, q, a, V и dв.
В качестве недостающего пятого уравнения возьмем кинематическое уравнение, связывающее величины J, q и a (см. рис.2.2):
Другое по теме:
Расчет ходовых частей вагона
Колёсная пара (см. рис. 14) состоит из оси 1 и двух укреплённых на ней колёс 2. Типы, основные размеры и технические условия на изготовление вагонных колёсных пар определены Государственными стандартами, а содержание и ремонт – Правилами ...
Анализ вагонопотоков
Анализ вагонопотоков производится на основании приложения А и представлен в виде таблиц 1.1, 1.2.
Таблица 1.1
Вагонопотоки, идущие с переработкой на станцию Е
На
Из
Направление
Станция Е
Итого
Т
КАЗ
КН
Местны ...
Мощности, передаваемые валами редуктора
Мощность на ведомом валу
кВт.
Мощность на ведущем валу
Число заходов червяка z1 рекомендуется принимать:
при uчп £ 25 z1= 2;
при uчп > 25 z1= 1.
Принимается z1= 2, тогда hчп = 0,825 по [1, c.5, таблица 1.1].
кВт. ...