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モデリングのための座標系

航空機や宇宙機のモデリングは、機体自体に固定された座標系を使用すると最も簡単になります。航空機の場合、前進方向は風の存在によって変更され、航空機の空中での動きは地面に対する動きと同じではありません。

ボディ座標

非慣性体座標系は、原点と方向の両方が移動中の航空機に対して固定されています。この航空機は剛性があると想定されます。

ボディ座標軸の向きはボディの形状によって固定されます。

  • x 軸は機体の先端を通ります。

  • y 軸は x 軸の右側 (パイロットの視線方向を向いて) を指し、x 軸に垂直です。

  • z 軸は機体の底部を通って下向きになり、x-y 平面に垂直になり、RH ルールを満たします。

並進自由度

移動は、原点からの距離 xy、および z でこれらの軸に沿って移動することによって定義されます。

回転自由度

回転はオイラー角PQRまたはΦ、Θ、Ψによって定義されます。

  • P または Φ:x軸を中心に回転する

  • Q または Θ:y軸周りのピッチ

  • R または Ψ:z軸を中心にヨーイングする

P, Q, R rotations defined by Euler angles in body coordinates, illustrated on an aircraft

特に指定がない限り、ソフトウェアはデフォルトでオイラー角に ZYX 回転順序を使用します。

風座標

非慣性風座標系の原点は、剛体航空機内に固定されています。座標系の方向は、航空機の速度 V を基準として定義されます。

風の座標軸の方向は速度 V によって固定されます。

  • x軸はVの方向を指します。

  • y 軸は x 軸の右側 (V 方向を向いて) を指し、x 軸に垂直です。

  • z 軸は、x 軸と y 軸に関して RH ルールを満たすために必要な方法で、x-y 平面に垂直を指します。

並進自由度

移動は、原点からの距離 xy、および z でこれらの軸に沿って移動することによって定義されます。

回転自由度

回転はオイラー角 Φ、γ、χ によって定義されます。以下で構成されます。

  • Φ:x軸周りのバンク角

  • γ:y軸周りの飛行経路

  • χ:z軸周りの進行方向角度

Rotational angles defined by Euler angles in wind coordinates, illustrated on an aircraft

特に指定がない限り、ソフトウェアはデフォルトでオイラー角に ZYX 回転順序を使用します。

参考

トピック