Wat is het meest nauwkeurige geometrische vlak voor het verwijzen naar terrestrische vluchthouding?

5

Ik heb verschillende definities voor attitude gevonden.

  • Merriam Webster: neiging van de drie hoofdassen van een vliegtuig tijdens de vlucht naar de relatieve wind.
  • Wikipedia - Attitude-indicator: de oriëntatie van het vliegtuig ten opzichte van de horizon van de aarde.
  • In mijn woorden, gebaseerd op mijn huidige inzicht: de hoekoriëntatie van de longitudinale en laterale assen ten opzichte van een 2D-geometrisch vlak, dat orthogonaal is ten opzichte van de gemiddelde kromming van de aarde ter plaatse van het oppervlak onder het vliegtuig .
  • Wat is het juiste referentievlak voor vluchthouding met betrekking tot terrestrische aerodynamische vlucht?

        
    reeks Ryan Mortensen 10.05.2016 / 17:53

    2 antwoord

    3

    Houding is rotatie van het referentiekader (de hoofdassen, wat het ook betekent) ten opzichte van een gekozen referentiekader.

    Voor vliegtuigen:

    • Het referentiekader is de lengteas, de laterale en de verticale as, waarbij het longitudinale verticale vlak het symmetrievlak is en de lengteas zo gekozen is dat deze algemeen naar voren wijst, langs de cabinevloer als er zoiets bestaat .

    • Het gekozen externe referentiekader is het lokale horizontale vlak, dat loodrecht staat op de lokale gewichtsvector, en in dat vlak wordt de hoofdas gekozen als projectie van ofwel lokale magnetische inductantievector (magnetische richting) of Rotatiewind van de aarde (ware koers).

    Met betrekking tot 'ware horizon', in de zin van waar je de grond- / luchtgrens ziet, kan dat helemaal niet worden gebruikt om een houding te definiëren, omdat het geen vlak is . De lijn die je verbindt met de 'ware horizon' voor je en de lijn die je verbindt met de 'ware horizon' erachter is niet dezelfde lijn, dus het kan niet als as worden gebruikt.

    In plaats daarvan wordt horizon gedefinieerd in termen van horizontaal, het vlak loodrecht op de gewichtsvector (en raakt aan de geoïde, het 'geïdealiseerde' zeeniveau).

    Als u vlak wilt vliegen, moet uw snelheidsvector wijzen op de lokale horizontale lijn. In de meeste vliegtuigen betekent dit dat uw pitch enigszins positief is. Dit komt omdat de meeste vliegtuigen zijn ontworpen om nooit met een negatieve toonhoogte² te hoeven vliegen en omdat de aanvalshoek voor de niveauvlucht afhankelijk is van het gewicht en de snelheid, zal je veld meestal een beetje positief zijn.

    ¹ Geen "zwaartekracht", omdat de middelpuntvliedende kracht als gevolg van aardrotatie is inbegrepen. Eigenlijk meten de instrumenten de waarde inclusief de centrifugaalkracht als gevolg van de beweging van het vliegtuig, die enigszins kan verschillen van de middelpuntvliedende kracht op het stilstaande object. De onmiddellijke meting omvat ook de traagheidskracht als gevolg van versnelling (de krachten kunnen niet worden onderscheiden), maar dit wordt geëlimineerd door middel van middeling, omdat de gemiddelde versnelling (over meerdere minuten) bekend staat als nul of dichtbij genoeg voor praktische doeleinden.

    ² Er zijn enkele uitzonderingen die normaal licht naar beneden neigen, zoals B-52, omdat de ongewone uitrusting het niet mogelijk maakt om te draaien bij het opstijgen, of DHC-6 Twin Otter, die blijkbaar het om beter zicht te bieden tijdens trage korte starts en landingen.

        
    antwoord gegeven 11.05.2016 / 09:03
    5

    Er zijn een paar definities omdat er een paar manieren zijn om ernaar te kijken.

    Het meest algemene om te zeggen is iets in de trant van,

    An object's angles in pitch, roll and yaw from a set of chosen zero planes

    Het komt erop neer wat u wilt gebruiken als uw referentiepunt (en). Houdingindicatoren gebruiken de horizon en als je er echt over wilt praten, hebben zelfs ruimteschepen een cardanische ophanging die de houding ten opzichte van een vliegtuig meet. Je definitie gaat uit van alleen maar de houding van vliegtuigen die over de aarde vliegen (met behulp van het oppervlak als referentievlak), die in de meeste gevallen maar niet allemaal geldig is.

    Bovendien worden attitude-indicatoren gerelateerd aan de horizon omdat het een gemakkelijk te vinden en in het algemeen een universeel niveauvlak is ten opzichte van het aardoppervlak. In de vliegtuigvlucht bekommeren we ons om het aardoppervlak, omdat we daar dan terug naartoe willen komen en er vervolgens niet in willen smakken, dus het is handig om naar het vlak te verwijzen. Verder is de horizon op grote hoogte nog steeds de horizon; het wordt eenvoudigweg een ruimte / horizon van de aarde in tegenstelling tot een hemel / grondhorizon.

    Dit is het uitzicht vanuit de cockpit van de SR-71 (@ 73.000ft, dit is ook het hoogstvliegende niet-experimentele vliegtuig ooit gemaakt) om het punt te illustreren.
    ( source )

    Om het referentiekader uit te breiden, kunnen we de Apollo-raketten bekijken FDAI , wat een mooi voorbeeld is van een indicatorindicator met 3 assen die naar meerdere vlakken is verwezen in plaats van één enkele horizon. In dit geval was de vluchthouding gewoon de hoek van een gekozen set nulvlakken.

    The first one is called "Inertial Stellar". That means that the reference is a 3D system of coordinates which is fix relative to the stars. That does not mean that there's only one system of reference. In fact, there is a system of reference for almost every phase of the mission. Some are reused during the flight and. in order to be accessed multiple times, they are stored in the computer as "REFSMMAT", which stands for REference For Stable Member Matrix.

    -EDIT-

    Omdatderoot-vraagenigszinsisveranderd,wordtmijnantwoordtoegevoegd.Overhetalgemeenzijnvliegtuigengerichtopdezwaartekrachtwaaronderwordtaangenomendathetde"verticale" is. De verticaal wordt vaak gezien als de raaklijn van de grond eronder, maar omdat de grond ook niet vlak is, is dit een generalisatie. Er is hier een beetje discussie in de echte wereld, omdat attitude-indicatoren, het referentiepunt voor de houding van een vliegtuig, niet altijd perfect op de grond zijn. Een piloot houdt zich voornamelijk bezig met het instellen van zijn 0 graden-punt met een pitch die een vlucht oplevert die niet in hoogte stijgt of afneemt. Dit wordt "rechte en horizontale vlucht" genoemd. In werkelijkheid kan dit, als gevolg van het ontwerp van vliegtuigen, in feite een paar graden afwijken van ware 0 op het referentievlak. Power-instellingen hebben ook invloed op deze hoek.

        
    antwoord gegeven 10.05.2016 / 18:03