ISO 1151-8-1992 Flight dynamics concepts quantities and symbols part 8 concepts and quantities used in the study of the dynamic behaviour of the aircraft《飞行力学 概.pdf

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1、NORME INTERNATIONALE Iso 1151-8 Premire dition 1992-06-I 5 Mcanique du vol - Concepts, grandeurs et symboles - Partie 8: Concepts et grandeurs utiliss pour ltude du comportement dynamique de lavion Flight dynamics - Concepts, quantities and symbols - Part 8: Concepts and quantities used in the study

2、 of the dynamic behaviour of the aircraft Numro de rfrence ISO 1151-8 : 1992 (F) ISO 1151-8 : 1992 (FI Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales es

3、t en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO collabore tro

4、itement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de

5、 75 % au moins des comits membres votants. La Norme internationale ISO 1151-8 a t labore par le comit technique ISO/TC 20, Aronautique et espace, sous-comit SC 3, Concepts, grandeurs et symboles de la mcanique du vol. LISO 1151 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Mcanique du

6、 vol - Concepts, grandeurs et symboles : Partie 1: Mouvement de lavion par rapport a lair - - Partie 2: Mouvements de lavion et de latmosphre par rapport la Terre Partie 3: Drives des forces, des moments et de leurs coefficients - Partie 4: avions - - - Paramtres utilises dans ltude de la s tabilite

7、 et du pilotage des Partie 5: Grandeurs utilises dans les mesures Partie 6: Gomtrie de lavion Partie 7: Points de vol et domaines de vol - Partie 8: Concepts mique de lavion et grandeurs utiliss pour ltude du comportement dyna- - Partie 9: Modles de mouvements atmosphriques le long de la trajectoire

8、 de lavion 0 ISO 1992 Droits de reproduction rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. Organisation internationale d

9、e normalisation Case postale 56 l CH-1211 Genve 20 l Suisse Imprim en Suisse ISO 1151-8 : 1992(F) LISO 1151 est destine introduire les principaux concepts, dfinir les termes les plus importants utiliss dans les tudes thoriques et exprimentales et, dans la mesure du possible, donner les symboles corr

10、espondants. Dans toutes les parties de IISO 1151, le terme H avion N dsigne un vhicule destin voler dans latmosphre ou dans lespace. En gnral, il prsente essentiellement une symtrie gauche-droite par rapport un plan. Ce plan est dtermin par les caractristi- ques gomtriques de lavion. Dans ce plan, o

11、n dfinit deux directions orthogonales: arrire-avant et dessus-dessous. La direction transversale, sur la perpendiculaire ce plan, en rsulte. Lorsquil y a un seul plan de symtrie, cest le plan de rfrence de lavion. Lorsquil y a plus dun plan de symtrie, ou lorsquil ny en a aucun, il est ncessaire de

12、choisir un plan de rfrence. Dans le premier cas, le plan de rfrence est lun des plans de sym- trie. Dans le second cas, le plan de rfrence est arbitraire. Dans tous les cas, il est ncessaire den prciser le choix. Les angles de rotation, les vitesses angulaires et les moments autour dun axe sont posi

13、tifs dans le sens dhorloge, pour un observateur regardant dans la direction posi- tive de cet axe. Tous les tridres utiliss sont trirectangles et directs, cest-dire quune rotation posi- tive de 7c/2 autour de laxe x amne laxe y dans la position prcdemment occupe par laxe 2. Le centre de gravit coinc

14、ide avec le centre dinertie si le champ de gravit est homo- gne. Si tel nest pas le cas, le centre de gravit peut tre remplace par le centre diner- tie dans les dfinitions de IISO 1151. Ceci devra alors tre spcifi. Numrotation des articles et des paragraphes Dans le but de faciliter lindication des

15、rfrences dun article ou dun paragraphe, une numrotation dcimale a t adopte telle que le premier chiffre soit le numro de la partie considre de IISO 1151. Page blanche NORME INTERNATIONALE ISO 1151-8 : 1992 (F) Mcanique du vol - Concepts, grandeurs et symboles - Partie 8: Concepts et grandeurs utilis

16、s pour ltude du comportement dynamique de lavion 8.0 Introduction La prsente partie de IISO 1151 traite des concepts et grandeurs caractrisant certaines classes de mouvement naturel de lavion et ses caractristiques dynamiques fondamentales. Lavion est suppos rigide, de masse constante et dinertie co

17、nstante; il nest pas quip de systmes modifiant son comportement dynamique naturel. Toutefois, la plupart des dfinitions peuvent tre appliques au cas de lavion dformable, de masse variable et dinertie variable. Les concepts gnraux dfinis dans la prsente partie de IISO 1151 sappliquent la phase de vol

18、 atmosphrique. 8.1 Concepts gnraux NO 8.1.1 8.1.2 8.1.3 8.1.4 8.1.5 8.1.6 Dnomination Variable de vol tat de vol tat de vol stabilis tat de vol quasi-stabilis tat de vol non stabilis tat de vol de rfrence Dfinition Grandeur dont la valeur en fonction du temps caractrise le mouvement de lavion. Ensem

19、ble des valeurs des variables de vol (8.1 .l). NOTE - II ne faut pas confondre ce concept avec celui de point de vol (7.5.5). tat de vol (8.1.2) dans lequel les variables de vol (8.1.1) considres restent constantes en fonction du temps. tat de vol (8.1.2) dans lequel les variables de vol (8.1 .l) co

20、nsidres varient si lentement en fonction du temps que leurs variations peuvent tre ngliges dans ltude. tat de vol (8.1.2) dans lequel au moins lune des variables de vol (8.1 .l) considres varie si rapidement en fonction du temps que ses variations ne peuvent pas tre ngliges dans ltude. -.-. .-_-_- .

21、-.- -_- tat de vol (8.1.2) choisi comme rfrence dans une tude donne. NOTES 1 Dans la plupart des cas un tat de vol stabilis (8.1.3) ou un tat de vol quasi-stabilis (8.1.4) est choisi comme rfrence. 2 Dans une tude concernant un certain intervalle de temps, il est courant de choisir comme rf- rence l

22、tat de vol (8.1.2) prcdant immdiatement cet intervalle. -.-_ .-_ - -_ -_ - ._I _-_._- 1 ISO 1151-8 : 1992 (F) NO I Dnomination 8.1.7 1 Sollicitation 8.1.8 Perturbation I Dfinition I Action sur un avion destine modifier ou maintenir ltat de vol (8.1.2). 8.1.10 Variable de sortie I Action involontaire

23、 qui engendre une modification de ltat de vol (8.1.2). 1 NOTE - La nature de cette action peut tre: - humaine; - atmosphrique; - mcanique; - etc. -_-.-_ - -.-_- lment de lensemble des grandeurs caractrisant la sollicitation (8.1.7) ou la perturbation (8.1.8). -_- - -_ _-_ -.-_- lment de lensemble de

24、s variables de vol (8.1 .l) dont les volutions en fonction du temps caractrisent la rponse de lavion la sollicitation (8.1.7) ou la perturbation (8.1.8) considres. 8.2 Types de mouvements de lavion No 1 Dnomination 8.2.1 I Trajectoire (de lavion) 8.2.2 1 Mouvement plan de lavion 8.2.3 1 Vol rectilig

25、ne 8.2.4 Vol horizontal 8.2.5 Vol symtrique 8.2.6 Vi rage 8.2.7 Virage horizontal 8.2.8 l Virage stabilis 8.2.9 Mouvement longitudinal (isol) 8.2.10 Mouvement latral (isol) Dfinition Lieu tridimensionnel de lorigine du tridre cinmatique de lavion (2.1. l), usuellement le centre dinertie, par rapport

26、 la Terre. Mouvement de lavion caractris par une trajectoire (8.2.1) contenue dans un plan. - -_ -_.-_-_-_ -_- Mouvement plan de lavion (8.2.2) caractris par une trajectoire (8.2.1) rectiligne. -.- .-_. -.-_- Mouvement plan de lavion (8.2.2) caractris par une trajectoire (8.2.1) contenue dans un pla

27、n horizontal. - -_.-_- -_.-_- -_- tat de vol (8.1.2) dun avion dont le drapage (1.2.1 .l) est nul. NOTE - La gomtrie de lavion et lcoulement ne sont pas ncessairement symtriques. _-_-_ -_.-_-_-_-_- Mouvement de lavion conduisant un changement dazimut de la trajectoire (2.3.1). -_-_.-_.-_ -_.-_.-_ _-

28、 Virage (8.2.6) en vol horizontal (8.2.4). Virage horizontal (8.2.7) pour lequel la vitesse-air (1.3.1) et le facteur de charge (1.5.9) sont maintenus constants. NOTE - Si la vitesse du vent, V w, (2.2.3) est nulle, la trajectoire (8.2.1) est circulaire. _-_-_.-_.-_ -_.-.-_ Mouvement caractris par d

29、es variations, par rapport un tat de vol de rfrence (8.1.6), - de lincidence, a, (1.2.1.2) ; - de lassiette longitudinale, 0, (1.2.2.2) ; - de la vitesse-air, v, (1.3.1) ; - de la pente, y, (2.3.2); et - de la vitesse de tangage, 4, (1.3.6), tandis que les variations - du drapage, p, (1.2.1.1); - de

30、 la vitesse de roulis, p, (1.3.6) ; et - de la vitesse de lacet, r, (1.3.6) sont nulles ou ngligeables. -_-_.-_ -_ -_ -_- Mouvement caractris par des variations, par rapport un tat de vol de rfrence (8.1.6), - du drapage, p, (1.2.1.1); - de langle de gte, Qi, (1.2.2.3) ; - de lazimut, Y, (1.2.2.1);

31、- de la vitesse de roulis, p, (1.3.6) ; et - de la vitesse de lacet, r, (1.3.6), tandis que les variations - de lincidence, a, (1.2.1.2) ; - de la vitesse-air, T/, (1.3.1) ; - de la pente, y, (2.3.2); et - de la vitesse de tangage, q, (1.3.6) sont nulles ou ngligeables. 2 ISO 1151-8 : 1992 IF) 8.3 M

32、odes naturels du mouvement de lavion Dans les paragraphes suivants, les modes considrs correspondent des mouvements de faible amplitude venant se superposer un tat de vol de rfrence stabilis (8.1.3) ou quasi-stabilis (8.1.4). Ce sont des mouvements de lavion aprs sollicitation (8.1.7) ou per- turbat

33、ion (8.1.8). De tels mouvements peuvent gnralement, aprs linarisation, tre reprsents par un systme dquations diffrentielles linaires coefficients constants. Dans ces conditions, chaque mode peut tre caractris par: a) un sous-ensemble de variables de vol (8.1 .l) dont les volutions en fonction du tem

34、ps sont prpondrantes; b) un coefficient damortissement (8.4.2) ou une constante de temps (8.4.3); c) une frquence (8.4.7) ou une priode (8.4.6), dans le cas dun mode oscillatoire. Pour de nombreux avions, il existe trois modes de mouvement longitudinal et trois modes de mouvement latral dfinis en 8.

35、3.1 8.3.3 et en 8.3.4 8.3.6, respectivement. NOTE - Lorsque lavion est quip de systmes de contrle en boucle ferme, ces modes peuvent tre modifis et dautres modes peuvent appa- NO Dnomination 8.3.1 Oscillation dincidence Dfinition Mouvement longitudinal (8.2.9) oscillatoire, caractris par des variati

36、ons de lincidence, a, (1.2.1.2) et de la vitesse de tangage, q, (1.3.6), une vitesse-air, V, (1.3.1) sensiblement constante, avec une frquence, fi (8.4.7) plus leve que celle du mode phygode (8.3.2). NOTE - Le coefficient damortissement, 6, (8.4.2) est gnralement grand. -_- 8.3.2 Phygoide Mouvement

37、longitudinal (8.2.9) oscillatoire, caractris par des variations des compo- santes horizontale et verticale du vecteur vitesse-air, F, (1.3.1) et de lassiette longitudi- nale, 0, (1.2.2.2) de lavion, incidence, a, (1.2.1.2) sensiblement constante. NOTE - La frquence, f, (8.4.7) et le coefficent damor

38、tissement, 6, (8.4.2) sont gnralement petits. -_- _-. -. - _.-.- -_ _- - 8.3.3 Mode longitudinal Mouvement longitudinal (8.2.9) apriodique, caractris par des variations de la compo- apriodique sante verticale du vecteur vitesse-air, E (1.3.1). NOTES 1 Le coefficient damortissement, 6, (8.4.2) est gn

39、ralement grand. 2 Le mode longitudinal apriodique est d la variation avec laltitude de la masse volumique de lair (5.1.3). -_ _-. -_-_- 8.3.4 Mode de roulis Mouvement latral (8.2.10) apriodique, caractris par des variations de langle de gte, , (1.2.2.3), drapage, j?, (1.2.1 .l) et vitesse de lacet,

40、r, (1.3.6) sensiblement nuls. NOTE - Le coefficient damortissement, 6, (8.4.2) est gnralement grand. -_-_-_- -_- 8.3.5 Roulis hollandais Mouvement latral (8.2.10) oscillatoire, caractris par des variations du drapage, /I, (1.2.1.1), de langle de gte, , (1.2.2.3) et de lazimut, Y, (1.2.2.1). -_-_- -.

41、_ _ -_- - 8.3.6 Mode spiral Mouvement latral (8.2.10) apriodique, caractris par des variations lentes de langle de gte, , (1.2.2.3) et du drapage, fl, (1.2.1 A). NOTE - Le coefficient damortissement, (r, (8.4.21, positif ou ngatif, est gnralement petit en valeur absolue. - 3 ISO 1151-8 : 1992 (F) 8.

42、4 Paramtres caractristiques des modes individuels de mouvement Les modes dfinis en 8.3 sont des modes apriodiques ou des modes oscillatoires. Un mode apriodique peut tre reprsent par lquation x(t) = A,-dt Un mode oscillatoire peut tre reprsent par lquation x(t) = A, e-dl sin (cet + p) o Ao, w, 6 et

43、p sont des constantes relles et o cc) est appel pulsation et 3 dphasage. NOTE - Les dfinitions de 8.4.6 8.4.8 ne sappliquent quaux modes oscillatoires. NO 8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.4.4 8.4.5 8.4.6 Dnomination Amplitude Coefficient damortissement Constante de temps Temps pour rduire lamplitude de moiti 1 T

44、emps pour doubler lamplitude Priode (doscillation) Dfinition Fonction du temps, dfinie par la relation: A = lA,( = e-dl -_-.-I-_I _-_- Grandeur dfinissant la croissance ou la dcroissance de lamplitude (8.4.1) en fonction du temps. II est calcul partir de lamplitude (8.4.1) par la relation: 6 1 dA =

45、- -x- A dt -_- .-. - -. -. -_ _-_ _-_ _._._ _ Grandeur dfinie par la relation: o 6 est le coefficient damortissement (8.4.2). NOTES 1 Lorsque 6 est positif, T est le temps au bout duquel lamplitude, A, (8.4.1) a t divise par e, base des logarithmes npriens (1 /e = 0,367 9). 2 Lorsque 6 est ngatif, -

46、 T est le temps au bout duquel lamplitude, A, (8.4.1) a t multiplie par e. 3 Lorsque lamplitude, A, (8.4.1) est constante, T nest pas dfini. -_-_- Dans le cas o lamplitude, A, (8.4.1) est une fonction dcroissante du temps (6 OI, tli2 est le temps au bout duquel lamplitude a t rduite de moiti. NOTE -

47、 2112 est une constante lie au coefficient damortissement, 6, (8.4.2) par la relation : In (1/2) 0,693 1 TII2 = - -z- 6 6 -_-_I_- Dans le cas o lamplitude, A, (8.4.1) est une fonction croissante du temps (6 01, 72 est le temps au bout duquel lamplitude a t double. NOTE - z2 est une constante lie au coefficient damortissement, 6, (8.4.2) par la relation : I