GB T 14410.1-2008 飞行力学.概念、量和符号.第1部分 坐标轴系和运动状态变量.pdf
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1、ICs 49020V 04 鳕园中华人民共和国国家标准GBT 1441012008代替GBT 1441011993飞行力学 概念、量和符号第1部分:坐标轴系和运动状态变量Flight mechanics-Concepts,quantities and symbols-Part 1:Axis systems and motion state variables(ISO 11511:1988,Flight dynamics-Concepts,quantities and symbolsPart 1:Aircraft motion relative to the air;ISO 11512:1985
2、,Flight dynamics-Concepts,quantities and symbols-Part 2:Motions ofthe aircraft and the atmosphere relative to the Earth,MOD)20080718发布 2009-0101实施丰瞀燃零瓣訾捶攀瞥鐾发布中国国家标准化管理委员会“1”前 言GBT 1441012008GBT 14410飞行力学概念、量和符号分为九个部分:第1部分:坐标轴系和运动状态变量;第2部分:力、力矩及其系数和导数;第3部分:飞机稳定性和操纵性;第4部分:飞行性能;第5部分:飞行测量;第6部分:飞机几何形状;第7
3、部分:飞行点和飞行包线;第8部分:飞机动态特性;第9部分:大气扰动模型。本部分为GBT 14410的第1部分。本部分修改采用ISO 11511:1988(飞行动力学 概念、量和符号 飞机相对于空气的运动和ISO 115l一2:1987(飞行动力学 概念、量和符号 飞机和大气相对于地球的运动。与ISO 11511:1988的主要区飘为:a)增加了“航迹坐标轴系相对于机体坐标轴系的角度、座舱操纵装置及其位移”等术语;b)增加了附录B轴系转换矩阵;c)调整了附录A考虑大地的球形和自转时补充的坐标轴系和角度。与ISO 11512:1987的主要区别为将全部条款合并人ISO 11511:1988的相关条
4、款中,并调整了各章节顺序。本部分代替GBT 144101一1993飞行力学概念、量和符号第1部分:坐标轴系和运动状态变量。本部分与GBT 1441011 993相比主要变化如下:a) 增加了“341l惯性矩阵”、“3412惯性逆矩阵”、“39与能量相关的量”,以及“附录c飞行力学主要部分的分类”;b)删除了原规范中3312空速,归并人331,1飞行速度条文中;c)将“因次”统一修改为“量纲”,将“音速”统一修改为“声速”,将声速符号“n”统一改为c;d)修改术语和定义有引用其他章条号码的标注;e)增加了量纲的单位,并在符号栏注明;f)增加了中英文索引。本部分中附录A为规范性附录,附录B和附录c
5、为资料性附录。本部分由中国航空工业第一集团公司提出。本部分由中国航空工业第一集团公司归口。本部分起草单位:北京航空航天大学、中国航空综合技术研究所、中国航空工业空气动力研究院、中国航空工业发展研究中心。本部分主要起草人:洪冠新、邵箭、焦志强、李周复、陈玉、张曙光、王立新、屈香菊、张克军、肖业伦、李益瑞。本部分所代替标准的历次版本发布情况为:GBT 1441011993。飞行力学概念、量和符号第1部分:坐标轴系和运动状态变量1 范围本部分规定了描述飞机运动的坐标轴系和基本运动状态变量的术语和符号。本部分适用于固定翼飞机,其他飞行器可参照使用。本部分中将飞机视为刚体。2规范性引用文件GBT 144
6、1012008下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。GBT 144lO2-2008飞行力学概念、量和符号第2部分:力、力矩及其系数和导数GBT 144106 2008飞行力学概念、量和符号第6部分:飞机几何形状GBT 144107 2008飞行力学概念、量和符号第7部分:飞行点和飞行包线3术语、定义和符号下列术语、定义和符号适用于本部分。31 坐标轴系axis systems对于不
7、能忽略大地的球形和旋转情况的坐标轴系见附录A。下面定义的坐标轴系均为三维正交轴系,且遵循右手法则,适用于平面大地情况。这种轴系之间的关系示意图见图1,转换矩阵参见附录B。飞行力学主要部分的分类参见附录C。编号 术 语 定义或说明 符号和单位地面固定坐标轴系 原点和三个坐标轴均相对于地面固定不 Ox。y020,311earth-fixed axis system 动的坐标轴系。 简称S。铅垂地面固定坐标轴系 地面固定坐标轴系(311)之一,其z:轴 oz:,:z:,312 norm&l earthfixed axis sys铅垂向下。 简称Sgtem飞机牵连铅垂地面坐标轴系 原点通常固定于飞机重
8、心、每个坐标轴3】,3 aircraft-carried norn3al earth axiS 的方向均与z:,y:,z:相同的坐标轴系。OxBYg。g,注;在不引起混淆的条件下可以简称为铅垂 简称5。system地面坐标轴系。机体坐标轴系固定在飞机上的坐标轴系,其原点通常314 位于飞机的重心,三个坐标轴由3141 Oxyz,body axis system 简称Sb3I43定义。GBT 1441012008编号 术 语 定义或说明 符号和单位位于飞机参考面(GBT 1441062008纵轴 中311)内指向前方的坐标轴。3141longitudinal axis 注:通常规定纵轴平行于机身
9、轴线或翼根弦线横轴 垂直于飞机参考面(GBT 1441063142 ytransverse axis 2008中311),指向右方的坐标轴。竖轴 在飞机参考面(GBT144106-20083143 中311)内垂直于纵轴(3141)指向下方的坐标轴。原点通常固定于飞机的重心,其z。轴沿气流坐标轴系 飞行速度的方向,z。轴在飞机参考面 Ox。y。z。,315 (GBT 144106-2008中311)内垂直air-path axis system 简称S。于z。轴指向下方,。轴垂直于z。轴和z。轴,指向右方。原点通常固定于飞机的重心,其xi轴沿半机体坐标轴系 飞行速度在飞机参考面(GBT 144
10、108 Oxi2fizi,316 2008中311)上的投影,轴垂直于参intermediate axis system 简称S。考面指向右方,Zi轴在参考面内垂直于Xi轴指向下方。原点通常固定于飞机的重心,其zk轴沿航迹坐标轴系 航迹速度(3315)的方向,zk轴在包含 OxkykZk,317flight path axis system Xk轴的铅垂平面内,垂直于Xk轴,指向下 简称sk方,儿轴垂直于ZkXk平面,指向右方。在受扰运动中固连在飞机上的一种机体坐标轴系(314),其原点通常位于飞机的稳定性坐标轴系 重心,z。轴沿未受扰运动飞机速度在飞机318 参考面(GBT 14410620
11、08中311) Ox8y5zs,stability axis system 简称S。上的投影,。轴垂直于参考面指向右方,z。轴在参考面内,垂直于z。轴,指向下方。2GBT 144101200832角度angles321 飞行速度相对于机体坐标轴系的角度orientation of the aircraft velocity with respect to thebody axis systems(见图2)编号 术 语 定义或说明 符号和单位飞行速度与飞机参考面(GBT 144106-2008中311)的夹角。当飞行速度沿横轴侧滑角 (3142)的分量为正时侧滑角为正。 83211angle o
12、f side-slip 按习惯,口的范围为 单位为度(。)一号熙詈飞行速度在飞机参考面(GgT 1441062008的311)上的投影与纵轴(3141)的迎角 夹角。当飞行速度沿竖轴的分量为正时迎角3212angle of attack 为正。 单位为度(。)按习惯,a的范围为一a322机体坐标轴系相对于飞机牵连铅垂地面坐标轴系的角度transition from the aircraft-carriednormal earth axis system to the body axis s”tem(见图3)编号 术 语 定义或说明 符号和单位z。轴和Y。轴绕z。轴转动,使X。轴与机体纵轴(31
13、41)在过原点的水平面上的投影相重合偏航角 所转过的角度。3221 azimuth angle,yaw all 或者, 单位为度。)gle 机体纵轴在水平面上的投影与z。轴的夹角。当纵轴正半轴的投影线位于z。轴的右侧时为正。按3221x。轴转过p角度后,在铅垂平面内再绕转过角度后的Y。轴转到与机体纵轴(3141)相重合所转过的角度,俯仰角 或者, 口3222 机体纵轴与水平面的夹角。当纵轴的正半轴位 单位为度(。)pitch angle于过原点的水平面之上时,0为正。按习惯,0的范围为一导詈按3z,21和3z22做了p和p两次转动之滚转角后,再绕纵轴(3141)转动,使已转过妒角度后roll
14、angle 的Y。轴与机体横轴(3142)相重合所转过的3223 角度。 单位为度(。)倾斜角 或者,bank angle机体竖轴与过纵轴的铅垂平面的夹角。当竖轴的正半轴位于该铅垂平面之左时,为正。3GBT 1441012008323气流坐标轴系相对于飞机牵连铅垂地面坐标轴系的角度transition from the aircraftcarriednormal earth axis system to the air-path axis system(见图4)编号 术 语 定义或说明 符号和单位z。轴和Y。轴绕砘轴转动,使z;轴与z。轴在气流偏航角过原点的水平面上的投影相重合所转过的角度。3
15、231 或者, Z。或paairpath azimuth angle 单位为度(。)z。轴在水平面上的投影与z。轴的夹角。当z。轴正半轴的投影线位于Xs轴之右时,x。为正。z。轴按3231转过X,角度后,在铅垂平面内再绕转过Z,角度后的Y。轴转到与z。轴相重合所转过的角度。气流俯仰角 或者, y。或以3232 z。轴与水平面的夹角。当z。轴的正半轴位于air-path pitch angle 单位为度(。)过原点的水平面之上时,t为正。按习惯,t的范围为一詈7。詈按3231和3232做了z。和ya两次转动气流倾斜角 之后,再绕za轴转动,使已转过z。角度后的Ys 岸。或。3233airpath
16、 bank angle 轴与y。轴相重合所转过的角度。即在图7中由 单位为度(。)S。到S。的三次转动所确定的第三次转动的角。324稳定性坐标轴系相对于机体坐标轴系的角度transitionfromthe body axis systemtothe stability axis systeml编号 术 语 定义或说明 符号和单位l。 基准状态迎角 在飞机未受扰动的基准状态下的angle of attack in datum status 迎角。 单位为度(。)325航迹坐标轴系相对于飞机牵连铅垂地面坐标轴系的角度transition from the aircraft-carriednorma
17、l earth axis system to the flight-path axis system(见图5)编号 术 语 定义或说明 符号和单位-z。轴绕珞轴转动到与航迹速度(3315)在航迹方位角 过原点的水平面上的投影相重合所转过的角度。3251 flight-path azimuth an, 或者,z或kgle 航迹速度在水平面上的投影与z。轴的夹度。 单位为度(。)当航迹速度沿Y。轴的分量为正时,z为正。航迹速度(3315)与水平面的夹角。当航迹爬升角 速度位于过原点的水平面之上时,y为正。 y或口。3252 按习惯,y的范围为angle of climb 单位为度(。)一号7詈GB
18、T 1441012008326航迹坐标轴系相对于机体坐标轴系的角度transition from the body axis system to the flight-path axis system(见图6)编号 术 语 定义或说明 符号和单位航迹侧滑角航迹速度(3315)与飞机参考面(GBT 1441063261 flightpath angle2008中311)的夹角。当航迹速度沿机体横轴的分 &量为正时,凤为正。 单位为度(。)of sideslip注:当空气相对于地面静止时,凤一卢。航迹迎角 航迹速度(3315)在飞机参考面(GBT144106-3262 flightpath ang
19、le2008中311)上的投影与机体纵轴的夹角。当航迹 dk速度沿机体竖轴的分量为正时,ak为正。 单位为度(。)of attack注:当空气相对于建面静止时,一a。航迹倾斜角 机体竖轴z绕横轴y转过一ak角后形成的z 7轴与3263 flight path bank 航迹坐标轴系的zt轴之间的角度。若轴绕“轴单位为度(。)angle 转动后与z轴重合,则角F为正。327风速相对于飞机牵连铅垂地面坐标轴系的角度orientation of the wind velocity with respect tothe aircraft-carried normal earth axis system
20、s(见图7)编号 术 语 定义或说明 符号和单位z。轴绕轴转动到与风速在过原点的水平面风速方位角 上的投影相重合所转过的角度。3271wind azimuth angle 或者风速在过原点的水平面上的投影与z。轴 单位为度(。)的夹角。当风速沿ys轴的分量为正时,z。为正。风速与水平霹的夹角。风速向上时为正。风速高低角 按习惯,y。的范围为3272wind elevation angle 单位为度(。)一詈詈33速度和角速度velocities and angular velocities331 速度velocities编号 术 语 定义或说明 符号和单位飞行速度(空速) V(V)flight
21、 velocity(airspeed) 气流坐标轴系(315)的原点相对 单位为米秒(ms)3311飞机速度 于未受飞机流场影响的空气的速度。 注:印刷用V,aircraft velocity 书写用V。声速 声波在未受飞机流场影响的周围空3312speed of sound 气中的传播速度。 单位为米秒(ms)飞行速度(3311)的标量与当地马赫数 声速(3312)之比,即3313 Mamach numberMa一旦CGBT 1441012008编号 术 语 定义或说明 符号和单位飞行速度在各坐标轴系中的分量。在飞机牵连铅垂地面坐标轴系(313)中:沿z。轴的分量 g沿y。轴的分量 39飞行
22、速度分量 沿z。轴的分量 Wg3314components。f flight velocity 在机体坐标轴系(314)中:沿纵轴的分量沿横轴的分量沿竖轴的分量注;在气流坐标轴系中,沿z。轴的分量等于空速,即一V。 单位为米秒(ms)航迹速度(地速) 航迹坐标轴系(317)的原点相对 Vk3315flightpath velocity 于地面的速度。 单位为米秒(ms)航迹速度在各坐标轴系中的分量。在飞机牵连铅垂地面坐标轴系(313)中:Ukg沿z。轴的分量Ukg航迹速度分量 沿y。轴的分量3316 components of night path ve沿z。轴的分量Wkg在机体坐标轴系(31
23、4)中:locity沿纵轴的分量沿横轴的分量沿竖轴的分量注:在航迹坐标轴系中,沿z-轴的分量单位为米秒(ms)等于航迹速度。风速 飞机周围未受飞机流场扰动的空气 V。331。7wind velocity 相对于地面的速度。 单位为米秒(ms)风速在各坐标轴系中的分量。在飞机牵连垂直地面坐标轴系中:沿z。轴的分量 Uwg风速分量沿,。轴的分量 Vwg3318 components of wind veloci沿轴的分量 Wwg在机体坐标轴系(314)中:ty 沿纵轴的分量Uw沿横轴的分量沿竖轴的分量 W”单位为米秒(ms)3,32角速度angular velocitiesGBT 14410120
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