Тангаж и рыскание что это
Перейти к содержимому

Тангаж и рыскание что это

  • автор:

Рыскание

Рыскание (рысканье) (англ. Yaw) — угловые движения летательного аппарата относительно вертикальной оси (вправо/влево). Один из трёх углов (крен, тангаж и рыскание), соответствующих трём углам Эйлера [1] , которые задают поворотное положение летательного аппарата относительно его центра.

В динамике полета, рыскание (правильнее — угол рыскания) также означает угол поворота корпуса самолёта в горизонтальной плоскости, отсчитываемый от направления на север. Этот угол сходен с курсом, но отсчитывается строго в соответствии с выбранной системой координат. В традиции российской школы это означает отсчёт положительных углов против часовой стрелки, если смотреть сверху. Кроме того, обычный рассматриваемый диапазон углов рыскания ±180°.

См. также

Примечания

Крен, Тангаж, Рыскание

Крен (Roll), Тангаж (Pitch), Рыскание (Курс, Yaw) — три угла поворота, соответствующие трём углам Эйлера, которые задают ориентацию аппарата относительно нормальной системы координат (относительно его центра инерции по трём осям).

1fTbyJICl8g.jpg

Крен (Roll) [ править ]

Крен модели самолёта

Крен (Roll) — отклонение плоскости симметрии ЛА от вертикального положения (от местной вертикали к земной поверхности). Другими словами: поворот ЛА или судомодели вокруг её продольной оси.

Характеризуется углом крена и скоростью крена.

Манёвры крена используются, например, при разворотах, при выполнении фигур пилотажа, при заходе на посадку для парирования смещения траектории летательного аппарата относительно оси взлётно-посадочной полосы.

Управление креном осуществляется органами поперечного управления: элеронами — элементов механизации крыла. Самопроизвольный крен летательного аппарата называют валёжкой.

Крен, в классическом его понятии, не определён при тангаже равном 90° и −90°.

Тангаж (Pitch) [ править ]

Тангаж модели самолёта

Тангаж (Pitch) — угловое движение ЛА или судомодели, при котором его продольная ось изменяет своё направление относительно горизонтальной плоскости. Другими словами: угловое движение летательного аппарата или судна относительно главной (горизонтальной) поперечной оси инерции. Характеризуется углом тангажа и скоростью тангажа.

Угол тангажа — угол между продольной осью летательного аппарата или судна и горизонтальной плоскостью.

Манёвры авиамодели с увеличением угла тангажа называются кабрированием, а с уменьшением — пикированием. Эти манёвры осуществляются созданием момента тангажа за счёт отклонения органов управления: руля высоты или элевонов.

По отношению к судомоделям используется термин «дифферент» с таким же значением.

Рыскание (Yaw) [ править ]

Рыскание модели самолёта

Ры́скание (Курс, Yaw) — угловые движения ЛА, судомодели или автомодели вокруг вертикальной оси, а также небольшие изменения курса вправо или влево, свойственные судомоделям. Управляет этим вращением руль направления (англ. rudder).

В динамике полёта рыскание (вернее, угол рыскания) также означает угол поворота корпуса самолёта в горизонтальной плоскости, отсчитываемый от направления на север. Этот угол сходен с курсом, но отсчитывается строго в соответствии с выбранной системой координат. В традиции российской школы это означает отсчёт положительных углов против часовой стрелки, если смотреть сверху. Кроме того, обычный рассматриваемый диапазон углов рыскания ±180°.

Курс судна — угол, в плоскости истинного горизонта, между истинным N (север) и диаметральной плоскостью судна. Измеряется в градусах по часовой стрелке от 0° (т. н. «чистый норд») до 359°.

Тангаж и рыскание что это

ПРОСТАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯПРЕВОСХОДНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ

линейная портальная система

Включая декартовых роботов, портальные системы и столы XY.

Линейные направляющие и системы обычно подвергаются как линейным силам из-за направленных вниз, вверх и боковых нагрузок, так и вращательным силам из-за радиальных нагрузок.Силы вращения, также называемые моментными силами, обычно определяются как крен, тангаж и рыскание в зависимости от оси, вокруг которой система пытается вращаться.

Чтобы определить крен, тангаж и рысканье в линейных системах, нам сначала нужно установить три основные оси: X, Y и Z.

Две оси горизонтальной плоскости обычно определяются как X и Y, причем ось X находится в направлении движения.Ось Y ортогональна (перпендикулярна) направлению движения и также находится в горизонтальной плоскости.Ось Z ортогональна осям X и Y, но расположена в вертикальной плоскости.(Чтобы найти положительное направление оси Z, используйте правило правой руки: укажите указательный палец в направлении положительного X, затем согните его в направлении положительного Y, а большой палец укажет положительное Z.)

Крен, тангаж и рыскание — это силы вращения или моменты вокруг осей X, Y и Z.Как и чистые линейные силы, эти моментные силы необходимо учитывать при расчете срока службы подшипников или определении пригодности линейной системы выдерживать статические нагрузки.

Крен: Момент крена — это сила, которая пытается заставить систему вращаться вокруг своей оси X из стороны в сторону.Хорошим примером крена является крен самолета.

Шаг: момент шага пытается заставить систему вращаться вокруг своей оси Y спереди назад.Чтобы представить себе тангаж, представьте себе нос самолета, направленный вниз или вверх.

Отклонение: Отклонение происходит, когда сила пытается заставить систему вращаться вокруг оси Z.Чтобы визуализировать отклонение от курса, представьте себе модель самолета, подвешенную на веревке.Если ветер дует прямо, крылья и нос самолета останутся ровными (без крена и качки), но он будет вращаться вокруг веревки, на которой подвешен.Это рыскание.

Моменты как по тангажу, так и по рысканью создают чрезмерную нагрузку на шарики, расположенные на концах линейного подшипника, — состояние, которое иногда называют краевой нагрузкой.

Как противодействовать моментам крена, тангажа и рыскания

Линейные направляющие и системы обладают более высокой способностью воспринимать чистые линейные силы, чем моментные силы, поэтому преобразование моментных сил в линейные силы может значительно увеличить срок службы подшипников и уменьшить прогиб.Для достижения этого момента крена можно использовать две параллельные линейные направляющие с одним или двумя подшипниками на каждую направляющую.Это преобразует силы момента крена в чистые нисходящие и отрывные нагрузки на каждый подшипник.

Аналогичным образом, использование двух подшипников на одной направляющей может устранить силы момента тангажа, преобразуя их в чистые нисходящие и отрывные нагрузки на каждый подшипник.Использование двух подшипников на одной направляющей также противодействует силам момента рыскания, но в этом случае результирующими силами являются боковые (боковые) силы на каждом подшипнике.

Крен, тангаж, рысканье

Поучаствовал в инженерной дискуссии, где упоминались крен, тангаж и рысканье.
Полагаю, некоторые вещи могут быть интересны.

1) Как отмечено в Википедии https://ru.wikipedia.org/wiki/Крен , в английском языке существует 5 разных слов для обозначения крена.
Самолеты:
* Roll — процесс кренения https://en.wikipedia.org/wiki/Flight_dynamics
* Bank — тот угол, на который самолет в результате этого процесса накренился https://en.wikipedia.org/wiki/Yaw,_pitch,_and_roll#Tait-Bryan_angles
Корабли:
* List — статический крен, вызванный, например, неравномерностью распределения груза https://en.wikipedia.org/wiki/List_(watercraft)
* Heel — временный статический крен, вызванный, например, сильным боковым ветром https://en.wikipedia.org/wiki/Heeling_(sailing)
* Loll — угол установившегося крена у судна с отрицательной начальной остойчивостью https://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_loll

2) Слову «рысканье» соответствуют 3 английских авиационных термина
heading = azimuth = yaw

3) На данный момент не удалось нагуглить ни одного англоязычного сайта, корректно объясняющего смысл слов «крен, тангаж и рысканье» (roll, pitch and yaw). Ни на сайте NASA, ни в Википедии , ни в on-line авиационных учебниках этого нет.
——————————————-
Примечание.
Это не значит, что англичане не знают значения слов «pitch, roll, yaw». Это значит, что «из шума очень сложно выделить полезный сигнал»: интернет настолько забит всякой фигней, что на первых нескольких страницах гугла (сколько мне хватало терпения пролистать) нет полезной информации.
——————————————
[Update 29.05.20017 Я плохо гуглил. Досточтимый hyperpov в комментариях указал превосходную англоязычную заметку https://en.wikipedia.org/wiki/Euler_angles (Имеет смысл сразу перейти к подразделу «Tait-Bryan angles».]

4) Удалось нагуглить обалденный русскоязычный документ «ГОСТ 20058-80 ДИНАМИКА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В АТМОСФЕРЕ: Термины, определения и обозначения» http://docs.cntd.ru/document/gost-20058-80
Это — «самое сокровенное знание». Там все подробнейшим образом объяснено. И что такое «крен», и чем он отличается от «аэродинамического угла крена» или «скоростного угла крена», и как доопределены все понятия для угла тангажа +- 90 градусов.

Немного подробнее о (3).

Обычно пишут что-то наподобие.

Крен — это, якобы, поворот самолета вокруг продольной оси самолета.

Рысканье — это, якобы, поворот самолета вокруг «вертикальной» оси самолета .

Тангаж — это, якобы, поворот самолета вокруг «поперечной» оси самолета, проходящей из крыла в крыло

Ну, или на английском http://howthingsfly.si.edu/flight-dynamics/roll-pitch-and-yaw
What are Roll, Pitch, and Yaw?
Imagine three lines running through an airplane and intersecting at right angles at the airplane’s center of gravity.
* Rotation around the front-to-back axis is called roll.
* Rotation around the side-to-side axis is called pitch.
* Rotation around the vertical axis is called yaw.

Все эти определения и анимации весьма умилительны, но работают для единственного частного случая: если поворот идет только / почти только по обсуждаемому углу, 2 остальных угла нулевые / приблизительно нулевые.

А что делать, если самолет захочет повернуть на существенные углы сразу по 3 осям?
Ну, хотя бы поворот по 2 осям рассмотрим.
Возьмем модельку самолета на кардановом подвесе с 3 степенями свободы (по углам). Оно будет безопаснее, чем с реальным самолетом развлекаться. В соответствии с вышеупомянутыми определениями попробуем обеспечить тангаж в 89 градусов и рысканье в 89 градусов. (Не буду рассматривать угол ровно в 90 градусов, чтобы претензий не было из-за «особенности» этого угла.)

Вариант 1.
Сперва поднимем нос модельки на 89 градусов вверх (тангаж), потом повернем кабину вокруг оси «зад пилота => голова пилота» направо (якобы рысканье). Моделька лежят на бок, направление носа модельки ~ горизонтально вправо.

Вариант 2.
Теперь изменим последовательность поворотов.
Сперва обеспечим рысканье, развернув модельку относительно оси «зад пилота => голова пилота» направо. Потом обеспечим тангаж, подняв нос вверх. Нос модельки смотрит ~ в зенит.
Oops! Получилось совсем другое пространственное положение.

Как вы догадались, надо либо в определении «крен, тангаж, рысканье» прописывать последовательность поворотов, либо подробно обговаривать, между чем и чем угол меряется.

Разумное определение углов может выглядеть приблизительно так.

Возьмем зенитную пушку. Вся платформа зенитной пушки может вращаться по азимуту вокруг вертикальной оси (1). Кроме того, ствол может подниматься / опускаться (2). На ствол наденем модельку самолета (осью самолета вдоль ствола). Ствол круглый, моделька сможет вокруг этого ствола вращаться (3).
«1» будет «рысканье»,
«2» будет «тангаж»,
«3» будет «крен».

Для тангажа в 90 градусов доопределяем систему — постулируем крен равным нулю, разворачиваем по азимуту платформу так, чтобы брюхо модельки смотрело в нужную сторону.

ψ — heading (yaw, azimuth) / ГОСТ ψ рыскание
θ — elevation (pitch) / ГОСТ ϑ (символ thetasym ) тангаж
φ — roll (bank) / ГОСТ γ (символ gamma )крен

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *