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文檔簡介
第三章導(dǎo)彈研究中常用的坐標(biāo)系作為一種飛行器,導(dǎo)彈在飛行力學(xué)中需要用四個坐標(biāo)系來描述其運動。這四個坐標(biāo)系分別為地面坐標(biāo)系,彈體坐標(biāo)系,彈道坐標(biāo)系和速度坐標(biāo)系。1精選2021版課件3.1各坐標(biāo)系定義
3.2地面坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系3.3地面坐標(biāo)系與彈道坐標(biāo)系3.4速度坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系
3.5彈道坐標(biāo)系與速度坐標(biāo)系3.6總結(jié)2精選2021版課件3.1各坐標(biāo)系定義一、地面坐標(biāo)系定義:發(fā)射點(質(zhì)心)為A原點,Ax在發(fā)射點A水平面內(nèi)投影,即彈道面與水平面交線,指向目標(biāo)為正,Ay在包含Ax的鉛垂面內(nèi),垂直Ax向上,Az按右手法則確定。
地面坐標(biāo)系是與地球表面固連的坐標(biāo)系表示:Axyz3精選2021版課件二、彈體坐標(biāo)系定義:彈體質(zhì)心O為原點,Ox1為彈體縱軸,指向彈頭為正,Oy1軸在彈體縱向?qū)ΨQ面內(nèi),與Ox1垂直,向上為正,Oz1軸按右手法則確定。也稱固連坐標(biāo)系,表示:OX1Y1Z1(OXdYdZd)(OXbYbZb)
4精選2021版課件三、彈道坐標(biāo)系定義:彈體質(zhì)心O為原點,Ox2軸與彈體質(zhì)心的速度矢量重合,Oy2軸在包含速度矢量的鉛垂面內(nèi),且垂直于Ox2,向上為正,Oz2按右手法則確定。表示:OX2Y2Z2(OXddYddZdd)
5精選2021版課件四、速度坐標(biāo)系定義:彈體質(zhì)心O為原點,Ox3軸與彈體質(zhì)心的速度矢量重合,Oy3在彈體縱向?qū)ΨQ面內(nèi)且垂直于Ox3,向上為正,Oz3按右手法則確定。也稱氣速坐標(biāo)系,表示:OX3Y3Z3(OXvYvZv)
6精選2021版課件四個坐標(biāo)系7精選2021版課件3.2地面坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系彈體坐標(biāo)系相對地面坐標(biāo)系的姿態(tài):通過三個歐拉角確定。俯仰角
偏航角ψ滾動角
彈體姿態(tài)角兩個坐標(biāo)系的原點、軸對應(yīng)重合以地面系為基準(zhǔn)繞相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)三次依次轉(zhuǎn)過
、ψ、
:Ox1軸與水平面Axz的夾角:Ax’軸與Ax軸的夾角:Oy1軸與平面Ax’y’的夾角得到彈體坐標(biāo)系的姿態(tài)8精選2021版課件第一次旋轉(zhuǎn):繞地面坐標(biāo)系A(chǔ)xyz的Ay軸旋轉(zhuǎn)ψ角Ax軸Az軸Ax’軸Az’軸Axyz與Ax’yz’的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣:9精選2021版課件第二次旋轉(zhuǎn):繞過渡坐標(biāo)系A(chǔ)x’yz’的Az’軸旋轉(zhuǎn)
角Ax’軸Ay軸Ax1
軸Ay’軸Ax’yz’與Ax1y’z’的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣:10精選2021版課件第三次旋轉(zhuǎn):繞過渡坐標(biāo)系A(chǔ)x1y’z’的Ax1軸旋轉(zhuǎn)
角Ay’軸Az’軸Ay1
軸Az1
軸Ax1y’z’與Ax1y1z1的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣:11精選2021版課件Axyz與Ax1y1z1的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣:12精選2021版課件地面坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系之間的方向余弦表13精選2021版課件3.3地面坐標(biāo)系與彈道坐標(biāo)系地面坐標(biāo)系:發(fā)射點(質(zhì)心)A原點,Ax為彈道面與水平面交線,指向目標(biāo)為正,Ay在包含Ax的鉛垂面內(nèi),垂直Ax向上,Az按右手法則確定。彈道坐標(biāo)系:彈體質(zhì)心O為原點,Ox2軸與彈體質(zhì)心的速度矢量重合,Oy2軸在包含速度矢量的鉛垂面內(nèi),且垂直于Ox2,向上為正,Oz2按右手法則確定。Az軸和Oz2軸均在水平面內(nèi)地面坐標(biāo)系與彈道坐標(biāo)系的關(guān)系通常由兩個角度確定:彈道傾角、導(dǎo)彈偏角。14精選2021版課件彈道傾角
彈道偏角ψv:導(dǎo)彈的速度矢量(Ox2軸)與水平面Axz的夾角:導(dǎo)彈速度矢量在水平面內(nèi)投影與與Ax軸的夾角兩個坐標(biāo)系的原點、軸對應(yīng)重合以地面系為基準(zhǔn)繞相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)兩次依次轉(zhuǎn)過
v、
得到彈道坐標(biāo)系角度定義15精選2021版課件第一次旋轉(zhuǎn):繞地面坐標(biāo)系A(chǔ)xyz的Ay軸旋轉(zhuǎn)ψv角Ax軸Az軸Ax’軸Oz2
軸Axyz與Ax’yz2的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣:16精選2021版課件第二次旋轉(zhuǎn):繞過渡坐標(biāo)系A(chǔ)x’yz2的Az’軸旋轉(zhuǎn)
角Ax’軸Ay軸Ax2
軸Ay2
軸Ax’yz2與Ax2y2z2的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣:17精選2021版課件Axyz與Ax2y2z2的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣:18精選2021版課件地面坐標(biāo)系與彈道坐標(biāo)系之間的方向余弦表19精選2021版課件3.4速度坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系彈體坐標(biāo)系:彈體質(zhì)心O為原點,Ox1為彈體縱軸,指向彈頭為正,Oy1軸在彈體縱向?qū)ΨQ面內(nèi),垂直O(jiān)x1向上,Oz1軸按右手法則確定。速度坐標(biāo)系:彈體質(zhì)心O為原點,Ox3軸與彈體質(zhì)心的速度矢量重合,Oy3在彈體縱向?qū)ΨQ面內(nèi)且垂直于Ox3,向上為正,Oz3按右手法則確定。Oy3軸和Oy1軸均在縱向?qū)ΨQ面內(nèi)兩個坐標(biāo)系的關(guān)系通常由兩個角度確定:攻角、側(cè)滑角。20精選2021版課件攻角/迎角/沖角α側(cè)滑角β:導(dǎo)彈速度矢量(Ox3軸)在Ox1y1的投影與Ox1的夾角:導(dǎo)彈速度矢量與縱向?qū)ΨQ面的夾角兩個坐標(biāo)系的原點、軸對應(yīng)重合以速度坐標(biāo)系為基準(zhǔn)繞相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)兩次依次轉(zhuǎn)過β、得到彈體坐標(biāo)系角度定義21精選2021版課件第一次旋轉(zhuǎn):繞速度坐標(biāo)系Oy3軸旋轉(zhuǎn)β角Ox3軸Oz3軸Ox’軸Oz1
軸圖2-7Ox3y3z3與Ox’y3z1的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣:22精選2021版課件第二次旋轉(zhuǎn):繞過渡坐標(biāo)系Ox’y3z1的Oz1軸旋轉(zhuǎn)
角Ox’軸Oy3軸Ox1
軸Oy1
軸Ox’y3z1與Ox1y1z1的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣:23精選2021版課件Ox1y1z1與Ox3y3z3的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣:24精選2021版課件速度坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系之間的方向余弦表25精選2021版課件3.5彈道坐標(biāo)系與速度坐標(biāo)系速度坐標(biāo)系:彈體質(zhì)心O為原點,Ox3軸與彈體質(zhì)心的速度矢量重合,Oy3在彈體縱向?qū)ΨQ面內(nèi)且垂直于Ox3,向上為正,Oz3按右手法則確定。彈道坐標(biāo)系:彈體質(zhì)心O為原點,Ox2軸與彈體質(zhì)心的速度矢量重合,Oy2軸在包含速度矢量的鉛垂面內(nèi),且垂直于Ox2,向上為正,Oz2按右手法則確定。Ox3軸和Ox2軸均與速度矢量重合兩個坐標(biāo)系的關(guān)系通常由一個角度確定:速度傾斜角。26精選2021版課件速度傾斜角
V:導(dǎo)彈Oy3軸與包含速度矢量的鉛垂面Ox2y2的夾角兩個坐標(biāo)系的原點、軸對應(yīng)重合以彈道坐標(biāo)系為基準(zhǔn)繞Ox2軸旋轉(zhuǎn)一次轉(zhuǎn)過
v得到速度坐標(biāo)系角度定義27精選2021版課件一次旋轉(zhuǎn):繞彈道坐標(biāo)系
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