В чем разница между скоростью разворота и скоростью рыскания в самолете?

Компьютеры курса ориентации генерируют как скорость поворота, так и скорость рыскания. Чем они отличаются друг от друга? Эйлерова скорость рыскания равна скорости поворота?

Ответы (4)

Скорость разворота легко определить: это скорость, с которой направление движения самолета изменяется относительно земли ( скорость изменения пути ). Если самолет не скользит и нет изменения направления ветра, то это эквивалентно скорости изменения курса .

Скорость рыскания, с другой стороны, немного сложнее. Технически скорость рыскания равна скорости изменения угла Эйлера по оси Z. В качестве отраслевого стандарта угол Эйлера в авиационной промышленности определяется вращением по оси осью, что означает, что сначала происходит рыскание, затем тангаж, а затем крен. Следовательно, скорость рыскания технически точно равна скорости изменения курса .

Однако во многих приложениях и технических терминах скорость рыскания может также относиться к третьему компоненту угловой скорости . Угловая скорость – это мгновенная скорость вращения вокруг своей оси вращения. Если самолет вращается только вокруг вертикальной оси , то третья составляющая угловой скорости, опять же, точно равна скорости изменения курса.

Однако при скоординированном развороте самолет наклоняется и кренится, и поэтому он не вращается исключительно вокруг вертикальной оси. Таким образом, в этом определении скорость рыскания не равна скорости поворота.

Кроме того, математически неправильно называть любой компонент угловой скорости «скоростью», поскольку угловая скорость не является производной какой-либо величины, даже если угловая скорость может быть преобразована в скорости Эйлера, если вы знаете текущие отношения Эйлера.

Скорость разворота — это скорость, с которой изменяется направление движения самолета .

Скорость рыскания :

  • Если самолет находится на уровне крыльев: скорость, с которой изменяется курс самолета (направление, в котором указывает продольная ось самолета).
  • Если самолет не находится на уровне крыльев: скорость изменения курса самолета, если самолет находится на уровне крыльев. (Чтобы визуализировать это, поверните голову, пока самолет не окажется на уровне крыльев, а затем измерьте скорость, с которой изменяется его видимый курс 1. )

В идеале, скорость разворота и скорость рыскания самолета равны, так что курс самолета остается выровненным с направлением его движения в воздухе (это хорошо, потому что площадь профиля самолета — площадь поперечного сечения, которое он представляет для встречного воздуха — является наименьшим, когда его направление движения совпадает с его продольной осью, а величина сопротивления давления 2 , испытываемого самолетом, примерно пропорциональна площади его профиля; таким образом, выравнивание продольной оси самолета и направления движения минимизирует сопротивление). Если скорости поворота и рыскания равны и не равны нулю , это называется скоординированным поворотом .

Скорость поворота самолета также может отличаться от скорости рыскания:

  • Например, если вы сильно нажмете на правую педаль руля направления, удерживая штурвал в нейтральном положении, самолет сразу резко отклонится ( изменит курс) вправо, но не начнет значительно разворачиваться (изменит направление движения) до тех пор, пока угол рыскания уже сложился; в течение первых нескольких секунд самолет имеет большую скорость рыскания, но незначительную скорость поворота.
  • С другой стороны, если вы резко повернете штурвал вправо, применяя левый руль направления ровно настолько, чтобы удерживать курс (изначально) постоянным, самолет покатится вправо и начнет скользить в воздухе боком; это приводит к изменению направления его движения (становясь более правым), вводя ненулевую скорость поворота , но, благодаря вашему левому рулю направления, курс самолета остается постоянным, а скорость рыскания самолета остается нулевой (до тех пор, пока угол бокового скольжения самолета не станет большим достаточно, чтобы у вас закончились полномочия руля направления, и большой момент рыскания вправо, создаваемый вертикальным стабилизатором, заставляет самолет рыскать вправо).

1 : Заголовок, который был бы, если бы мы переопределили «вверх» и «вниз», чтобы они были выровнены с вертикальной осью вашей головы.

2 : Сопротивление, возникающее в результате того, что летательному аппарату приходится отталкивать воздух со своего пути, когда он движется через указанный воздух. Также известен как перетаскивание профиля.

Я никогда не слышал, чтобы рыскание описывалось чем-то иным, чем вращение вокруг вертикальной оси самолета. По вашему определению, если бы вы выполнили скоординированный иммельманн или разделенную S, самолет рыскал бы. Согласны ли вы с этим?
«Скорость рыскания - это скорость, с которой [...] изменяется курс самолета». - Вы уверены, что? Насколько мне известно, слова «крен», «тангаж» и «рысканье» всегда относятся к внутреннему вращению, так что, например, если я лечу под углом 90° и нажимаю на педаль руля направления, Я рыскаю, хотя мой курс не меняется.
@Terran, есть рыскание Эйлера и рыскание тела, и они разные, отсюда и общая путаница. Для пилотов рыскание тела = рыскание (как вы говорите), а эйлеровское рыскание = курс (игнорируя вопрос о нулевом направлении; обычно это истинный курс).
@Zeus О да, иногда я забываю, что «рыскание» иногда относится к углу Эйлера.

Это сравнение двух систем отсчета: скорость разворота основана на плоскости рыскания, основанной на горизонте, тогда как скорость рыскания самолета основана на плоскости рыскания самолета.

В повороте с заносом без крена они будут равны. В 90-градусном «крене и рывке» или «лезвии ножа» скорость поворота составляет 100% в плоскости тангажа с нулевым рысканием.

Скоординированный поворот представляет собой комбинацию тангажа и рыскания, вызывающую изменение курса с заданной скоростью.

Проще говоря, скорость разворота — это изменение курса самолета (с течением времени), а рыскание — это вращение вокруг вертикальной оси самолета.

Таким образом, если самолет рыскает, курс самолета также изменится. Однако обратное неверно: при согласованном развороте на постоянный угол крена курс самолета будет меняться, но он не будет вращаться вокруг вертикальной оси (если только вы не введете скольжение или занос), поэтому скорость рыскания должна быть нуль.

Это неправильно. Скорость рыскания не равна нулю во время скоординированного поворота.
И самолет действительно вращается вокруг своей вертикальной оси во время скоординированного поворота - в противном случае его продольная ось все еще лежала бы в плоскости, определяемой тем, где его продольная и вертикальная оси находились в начале поворота.
Смотрите мой комментарий к вашему ответу ниже.
Я согласен с тем, что продольная ось самолета изгибается и меняет положение относительно земли, я хочу сказать, что самолет фактически не поворачивается вокруг вертикальной оси, если только шар не смещен.
Я не думаю, что любой ответ правильный. Скорость рыскания — это не скорость изменения курса, и неверно, что скорость рыскания равна нулю при скоординированном повороте. Во время координированного поворота влево (например) самолет совершает вращение, которое представляет собой смесь тангажа вверх и рыскания влево. Несмотря на тангаж вверх и рыскание влево, тангаж и угол бокового скольжения не меняются.
Я думаю, что сделанные выводы правильны, и я, очевидно, признаю, что самолет «вращается» в скоординированном повороте, но вместо того, чтобы вращаться вокруг вертикальной оси самолета, он вращается вокруг центральной точки в центре. радиуса поворота. Оси совершенно другие, и последний не соответствует традиционному определению рыскания.
Неважно, где находится центр вращения. 1 градус поворота вокруг моего центра тела равен 1 градусу поворота на расстоянии около 1 км (даже несмотря на то, что пройденное расстояние по касательной сильно отличается).
Я согласен, что это не имеет значения, когда вы рассматриваете изменение направления, но это определенно имеет значение, если вы рассматриваете определение рыскания из учебника. Ось вращения на расстоянии полумили — это не то же самое, что вертикальная ось, проходящая через ЦТ. Это разница между дугой и скручиванием. Это совершенно разные движения.
@MichaelHall Но это рассуждение, похоже, подразумевает, что самолет в полете никогда не может рыскать, поскольку независимо от того, что я делаю с педалями руля направления или чем-то еще, самолет будет вращаться вокруг оси вне себя. (Если только самолет не летит так медленно и не вращается так быстро, что какая-то точка на нем остается неподвижной при движении самолета.)
@TerranSwett, совсем нет, если вы переместите руль направления, он будет рыскать, точно так же, как если вы переместите руль высоты, самолет будет наклоняться, а если вы переместите элероны, он будет катиться. Эти силы действуют на оси, вращающиеся вокруг центра тяжести. Здесь есть хорошая иллюстрация и некоторые пояснения: ffden-2.phys.uaf.edu/webproj/211_fall_2016/Benson_Hoover/…
По общему признанию, я не знаком с «рысканием Эйлера», поскольку я был пилотом и учился основам того, что Зевс называет «рысканием тела». Чтобы прояснить вашу точку зрения выше, при истинном рыскании тела в полете ось не находится за пределами самолета, ось просто движется. Он по-прежнему вращается вокруг компьютерной графики. Я опасаюсь, что вскоре мы можем получить ужасное предупреждение «комментарии не для расширенного обсуждения», но если вы захотите обсудить мета, я был бы рад привести еще один пример, чтобы проиллюстрировать мою точку зрения.
@MichaelHall Но независимо от того, делаю ли я скоординированный поворот или просто нажимаю на педаль руля направления из прямолинейного полета, происходит одно и то же: отклонение руля направления создает подъемную силу на вертикальном стабилизаторе, который толкает хвост в сторону, из-за чего нос указывает в другом направлении. Кажется, вы говорите, что когда я в прямолинейном полете и нажимаю на левый руль направления и тем самым заставляю нос качаться влево, это рыскание, но если я делаю то же самое в скоординированном повороте, это рыскание. Я не думаю, что это правильно.
Боюсь, я не слежу за тобой. Ты знаешь, как передать это в чат?
В чем разница между скоростью разворота и скоростью рыскания в самолете?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v