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飛行機の座標系と運動の表現

剛体の運動は三次元空間では6自由度であり、重心等適切な代表点を決め、代表点の運動(移動)三次元とその代表点を中心とする回転運動(転向)三次元に分解して扱う事ができる。

飛行機の位置速度

飛行機は右手系だ。フレミング右手の法則のように親指、人差指、中指を手の甲を上にし、それぞれ直角に突き立ててみよう。
このとき親指が機体の重心から機首に向かう軸つまりX軸を示す。同様に人差し指、中指が図示のとおりY軸Z軸となる。それぞれ指の方向が+だ。また指の方向の速度をuvwで表す。
各軸の回転角速度はpqrであり、親指から人差指、人差指から中指、中指から親指への回転方向を+とする。

回転の表現:飛行機の姿勢
剛体が自由な回転運動をしているとき,剛体は重心を中心に回っていると考えることができます.つまり 自由な回転運動では,回転軸が重心を通る ということです.
3つの軸の中心を重心位置に置くことで、各軸を中心とした回転運動を表すことができる。3次元空間上では任意の回転は重心位置を中心とした3つの回転軸まわりの回転に分解できます。軸の選び方は独立なら任意です。
上のX軸と水平線のなす角度をピッチ姿勢、ピッチ角、機首姿勢などとよぶ。工学系ではθシータである。Y軸と水平線のなす角度がバンク角でφファイとする。Z軸はやっかいだ、水平線と比べるわけにはいかない。これだけはXY平面の今のX軸の方向を基準にして、そこからずれた角度をヨー角とか偏揺れ角などと云う。工学系ではψプサイである。

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