波音737-800建模大作业Word格式文档下载.doc
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数据
英文
数据意义和用途
所用仪表
备注
1
东经
PresentPositionLongitude
由0°
本初子午线向东、西递增到180°
导航仪
2
北纬
PresentPositionLatitude
赤道向北递增到90°
3
磁航向
HeadingMagnetic
飞机纵轴在地平面上的投影,与磁子午线的夹角(磁北顺时针转的夹角)。
磁偏角:
地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角。
磁罗盘上有罗差修正器,已经抵消罗差,所以磁罗盘测的基本就是磁航向。
4
标准气压高度
ALTITUDE
飞机到标准气压平面的垂直距离
气压式高度表
5
左无线电高度
RADIOHEIGHTLeft
飞机到地面的垂直距离
无线电高度表
6
机场标高
AIR/GROUND
机场与海平面的垂直高度
7
左主起落架
Leftmaingearair/end
起落架用于在地面停放及滑行时支撑飞机并使飞机在地面上灵活运动,并吸收飞机运动时产生的撞击载荷。
主要用来判断飞机是否起飞。
8
右主起落架
Rightmaingearair/end
9
真空速
Computed
airspeed
飞机相对于空气的运动速度,根据空速可计算地速,从而确定已飞距离和待飞时间。
空速表
0.5~1.0
10
马赫数
MACH
真空速与飞机所在高度的音速之比,当飞机的M数超过临界M数时,飞机的空气动力特性要发生显著变化,飞机的安全性,操纵性出现一系列变化,飞行员此时根据指示空速表不能判断飞机所受空气动力的情况必须测M数。
马赫数表
11
CAPT显示地速
CAPTdisplay
groundspeed
飞机相对于地面的运动速度。
验证自己算的地速用到。
=
地速表
12
风速飞行管理计算机
WindspeedFMC
测量风速,大气数据
大气数据计算机
13
风向飞行管理计算机
Winddirection
FMC
测量风向,大气数据
14
航偏角飞行管理计算机
DRIFTANGLEFMC
飞行偏离目标航线的角
15
惯性垂直速度
Inertialverticalspeed
垂直方向的速度
升降速度表
16
垂直加速度
VerticalAcceleration
垂直方向加速度,Z轴方向加速度
17
横向(纬)加速度
LateralAcceleration
Y轴方向加速度,北向
18
纵向(经)加速度
LongitudinalAcceleration
X轴方向加速度,东向
19
左转速表
LEFTENGN1TACHOM
测量左侧和右侧发动机的工作速度,与进气压力表配合可以反映发动机的功率。
计算发动机推力的时候用到.
转速计
20
右转速表
RIGHTENGN1TACHOMETER
21
飞机总重量
GROSSWEIGHT
受力分析计算重力用到
22
迎角
Angleofattack
对于固定翼飞机,机翼的前进方向(相当于气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。
计算发动机功率P时用
迎角传感器
23
俯仰角
CAPTDISPLAYPITCHATT
飞机机身轴线或者机翼弦线和水平线的夹角。
起飞后,计算阻力在水平和垂直方向上的分力用到。
陀螺地平仪
24
滚转角
CaptDispRollAtt
飞机机翼所在x轴相对于z轴所转动的角度。
陀螺侧滑仪
根据上述数据分析我得到整个飞行过程的几个图形用以直观感受:
图一
无线电测高的极限为5500英尺,所以红色曲线在下方。
图二表明的是飞机从始发点到终点的整个经纬度和高度的实时曲线,由于飞机是从北京飞往重庆的,所以曲线从里到外,经纬度在不断减小,高度由低到高再由高到低。
图二
图三是为了验证地速=空速+风速,红色曲线代表的是空速+风速的值,蓝色曲线代表的是QAR中地速的值,由于没有考虑风向,再加上QAR数据本身不准确,所以两天曲线重合度并不高。
图三
3.2理论分析
(1)比力
加速度计是用来测量载体相对惯性空间运动加速度的传感器,加速度计测量的并不是载体的运动加速度,而是载体相对惯性空间的绝对加速度和引力加速度之差,这叫做比力。
比力的定义:
设一质点P,质量为m,在惯性坐标系中的位置矢量为R,则由牛顿第二定律,有
(1)
(2)
这里(3)
其中。
为作用在P点上的引力,G为引力加速度。
由此得
(4)
或(5)
定义比力f为
(6)
则
(7)
即比力是作用在单位质量上的外力,比力也称作非引力加速度。
(2)比力方程
载体相对地球运动,地球又相对惯性空间运动,因此,对地球表面的运动载体而言,由加速度计输出的比力表示了载体相对惯性系的非引力加速度;
而对于在地球表面导航的载体,需要知道载体相对地球系的加速度,比力方程表示了载体、地球系、惯性系这三者之间的运动关系。
设载体在地心惯性坐标系中的位置矢量为R,则利用矢量的相对导数和绝对导数之间的关系。
载体的位置矢量R在地心惯性坐标系中的导数可表达为
(8)
式中为载体相对地球的速度;
为地球自转的角速度,为地球自转产生的牵连加速度。
用代表载体相对地球的运动速度,即,则有
(9)
将上式两边在惯性系中求导,得
(10)
考虑为常值,则
(11)
因Vep的各分量是沿平台坐标系(理论上沿导航坐标系,一般选取地理坐标系)的,故平台以坐标系P作为动坐标系。
(12)
将上面(9)(12)代入(11)
(13)
令则有
(14)
由
得
(15)
考虑到地球的重力场是地球引力和地球自转产生的离心力的矢量和,即
(16)
(17)
上式即为比力方程,它是惯性导航中的系统中的一个基本方程,比力方程说明了加速度计输出的比力中所包含的物理量,其中是导航所需要的,其他的量都需要实时扣除掉。
(3)加速度信息的提取
式(17)改写为
(18)
式中通常称为有害加速度,因为它对计算所需要的带来了麻烦,必须要从测得的比力f中补偿掉,才能提取出载体的运动加速度。
包含两部分,一部分是重力加速度g,另一部分是哥氏加速度和法向加速度。
由于加速度是在机体坐标系下得到,故需要将其转换到地理坐标系上,即为
,
为由机体坐标系转移到地理坐标系的转移矩阵。
将在地理坐标系下的加速度代入(18)中,即可得到所需要的加速度。
经过积分即可得到各轴的速度。
那么经纬度
为初始纬度,为初始位移,为纬度。
e为椭球度,为赤道半径。
几个主要的坐标系:
1.地心惯性坐标系(i系)。
地球绕太阳公转,其公转速度为29.8km/h,地心和日心距离km,公转周期为365.2422d,向心加速度为g,公转角速度为/h,由于地球公转角速度很小,在研究地球表面的导航时,对导航的精度影响一般可以不考虑,可将惯性坐标系的原点取在地心,且原点随地球移动,z轴是沿地球的自转轴,x轴,y轴在赤道平面内,指向太阳系外的任意恒星。
2.地球坐标系(e系)。
随地球一起转动,其原点在地心,z轴沿地球自转的方向,x轴在赤道平面内,与零度子午线相交,y轴与x轴,z轴构成右手直角坐标系,
3.地理坐标系(g系)。
原点位于载体质心,其中一坐标轴沿当地地理垂线的方向,另外两个轴在当地水平面内分别沿当地经线和纬线的切线方向。
本次采用x轴指向东,y轴指向北,z轴垂直与当地水平面,沿当地垂线向上。
4.载体坐标系(b系)。
原点与载体质心重合,对于飞机等巡航载体,x轴沿载体横轴向右,y轴沿载体纵轴向前,z轴沿载体竖轴向下。
5.平台坐标系(p系)。
描述平台是惯导系统中平台指向的坐标系,它与平台固连。
6.导航坐标系(n系)。
它是惯性导航系统在求解导航参数时所采用的坐标系,通常,它与导
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- 波音 737 800 建模 作业