Измерване на ъгли на накланяне и наклон, измерване на приплъзване. Завъртане на вектор под ъгъл: какво е кватернион Завъртане около оси

Разделът е много лесен за използване. Просто въведете желаната дума в предоставеното поле и ние ще ви дадем списък с нейните значения. Бих искал да отбележа, че нашият сайт предоставя данни от различни източници - енциклопедични, обяснителни, словообразувателни речници. Тук можете да видите и примери за употребата на въведената от вас дума.

Значение на думата стъпка

стъпка в речника на кръстословицата

Енциклопедичен речник, 1998

стъпка

ПИТЧ (фр. tangage - накланяне) е ъгловото движение на самолет или плавателен съд спрямо напречната (хоризонталната) ос.

Стъпка

(Френски tangage ≈ накланяне), ъгловото движение на самолет или кораб спрямо главната напречна ос на инерция. Ъгъл Т. ≈ ъгълът между надлъжната ос на самолет или кораб и хоризонталната равнина. В авиацията се прави разлика между тангажи с нарастващ ъгъл (pitch up) и с намаляващ ъгъл (pike); причинени от отклонение на асансьора.

Уикипедия

Стъпка

Стъпка- ъглово движение на самолет или кораб спрямо главната напречна инерционна ос. Ъгъл на наклона - ъгълът между надлъжната ос на самолета или кораба и хоризонталната равнина. Ъгълът на наклона се означава с θ. В авиацията има:

• положителна стъпка, с нарастващ ъгъл - накланяне , волан към вас;
• отрицателен, с намаляващ ъгъл - гмуркам се , волан далеч от вас.

Причинено от отклонение на асансьора.

Това е един от трите ъгъла (ролка, стъпкаи yaw), които определят наклона на самолета спрямо неговия център на инерция по три оси. По отношение на морските кораби терминът „диферент“ се използва със същото значение. Трябва да се отбележи, че облицовката има противоположни идеи за позитивност/негативност.

Примери за използване на думата pitch в литературата.

Освен това, ако поддържането на курса се извършва практически без особени затруднения, тогава поддържането на глисадата е свързано с решаването на сложния проблем с надлъжното балансиране на самолета по отношение на скоростта, режима на работа на двигателя и стъпка, обаче, поради по-малкото разсейване при избора и поддържането на курс, тази задача е по-лесна за решаване.

Ако не се вземе предвид вертикалната скорост, както и колебанията, които обикновено съпътстват нейните скокове стъпка, тогава, ако курсът и глисадата формално се поддържат и посочената скорост е постоянна, все още е напълно възможно пред края да има непроектирана висока вертикална скорост, чиято корекция прави корекция на поддръжката на глисадата , а коригирането на грешка в поддръжката на глисадата може да доведе до вече непроектирана вертикална скорост.

С натрупването на опит разбрах, че основата на мекото кацане е стриктното спазване на курса, което означава освобождаване на умствените ми способности да анализирам поведението на машината по надлъжния канал: стъпка, глисада, тяга, вертикална скорост.

Чувствителни жироскопични сензори откриват вибрации на самолета около три конвенционални оси и изпращат сигнали за отклоняване на определени кормила, за да коригират накланянето, стъпкаили курс.

Докато се извършват всички тези манипулации, аз фиксирам ъгъла с помощта на изкуствения хоризонт стъпка, следя скоростта и вариометъра и с крайчеца на окото си забелязвам, че червените предупредителни светлини на колесника изгасват.

В този случай ще бъде много проблематично да се ускори колата до такава скорост, при която е възможно да се премахне режимът на двигателя от номиналния, а самолетът ще намали стъпкадо приемливо съпротивление.

Много ниско и много ясно подравняване, с ясна фиксация на кацането стъпка, нечуто стърже по бетона.

Внезапно изключване на автопилота с натрупана грешка от небалансирани сили на въртене и стъпкаможе да доведе до енергично изхвърляне на самолета в посока на освободените кормила.

Ако увеличаването на вертикалната скорост е свързано със засмукване под плъзгащата се пътека, тогава направляващата игла ще се издигне енергично нагоре със същото стъпкаи то със същата скорост.

Тази увереност е, че тежката машина се доближава до бетона с малка вертикална скорост, осигурявайки меко кацане, и че намаляването на тази вертикална скорост при нивелиране се осигурява от достатъчна управляемост стъпка.

При достигане на скорост 550 се установява постоянна скорост на изкачване, самолетът се настройва според стъпка, а след това посочената скорост се поддържа с леко натискане на тримера.

Така че, в допълнение, чука на ученика, че е по-добре да се обеси и да се люлее в примка, отколкото да се люлее стъпкапред земята.

Веднага щом ламелите бяха прибрани, скоростта скочи над 500, а по-нататъшното изкачване със сто пътници в кабината беше извършено легнало по гръб: стъпка 20 градуса, вариометърът, след като превъртя кръга със стрелката, замръзна на 33.

Махнах спойлерите и отново започнах да балансирам с тримери: стъпка, ролка.

Точно излитане стъпкаи - с ъгълчето на окото - вариометърът определя прекратяването на поемането на руля.

Основни динамични сили

Скокът е сложно понятие: резултат от взаимодействието на две или повече променливи, действието на законите на физиката и човека. За да разберем как се осъществява това взаимодействие, трябва да разгледаме всяко количество поотделно.

"Магнит под масата"

Ако разпръсна метални стружки по масата, сигурно ще ме погледнете учудено. Но ако поставя магнит под повърхността на масата и го преместя, ще ме помислите за магьосник. Разбира се, тук няма чудеса. Това е просто действие на законите на физиката. Очевидна реалност е движението на метални стружки по повърхността на масата без видима причина. Всъщност магнитът действа върху дървените стърготини така, както би трябвало да действа без никаква намеса от неземни сили. Приблизително същото се случва и с полета. Докато не разберем основните динамични сили, ще приемем, че се случва някакво чудо. За да се научите да летите, трябва да разберете как работят тези сили.

Необходимо е да се научите да разбирате ситуацията като цяло. Да вземем например птиците. Те не се смятат за най-умните в света. Те дори не са ходили на детска градина, но имат цялостно разбиране за основните принципи на летене, което им позволява да летят безопасно и по-грациозно, отколкото човек може. Може би мислим твърде много? Човекът обаче може да лети. Можем да се научим да разбираме ситуации и взаимоотношения. Нашето рационално разбиране на принципите на полета го прави възможно. Никога няма да стигнем там, където мислите ни още не са били. Когато помислите и анализирате, разбирате, че има огромен брой части, които контролират летящото тяло. Трябва да проучим всяка съставна част на скока, да я разгледаме под микроскоп, за да разберем как от отделните части се образува цялото. Предлагам да започнете с изучаването на езика на полета.

Език за пространствена ориентация

Различни променливи, свързани с полета, изискват пояснение (дефиниция), което може да се направи с помощта на език. Този език е много специфичен за авиацията, когато обикновените и познати думи придобиват различно значение в зависимост от конкретната ситуация.

Завъртане, накланяне и отклонение

Ориентацията или местоположението трябва да се разбират само във връзка с нещо. Това „нещо“ е най-близкото до нас небесно тяло, т.е. Земята. Когато започнем да скачаме с парашут върху други небесни тела с по-малка гравитация от Земята, ще определим местоположението си спрямо близките планети. Системата, която използваме за определяне на нашето местоположение, изисква изграждането на три ориентиращи оси. Нека опростим нашата задача, като приемем човешкото тяло за летящо тяло. Ако разперете ръцете си встрани, ръцете ви ще представляват „оста на наклона“. Извъносевото отклонение може да се демонстрира чрез накланяне на тялото напред и назад. „Оста на търкаляне“ е стълбът, който минава през гърдите ви. Отклонението от тази ос ще бъде накланяне на страни. Третата ос е „оста на въртене“ (оста на въртене в хоризонталната равнина около вертикалната ос). Може да се разглежда като стълб, минаващ през тялото ви от върха на главата до краката. Отклонение от тази ос ще бъде пируетен завой надясно или наляво.

Нека проверим вашето разбиране на тези термини, като използваме конкретни примери. Представете си, че сте самолет, летящ на определена височина. Ако бъдете помолени да се наклоните надолу, вие ще принудите носа на самолета надолу. Увеличаването на оста ще ви накара да повдигнете носа нагоре по отношение на опашката. Ако трябва да се преобърнете надясно, спускате дясното крило и повдигате лявото. „Завъртане“ надясно би било просто завъртане надясно в хоризонталната равнина.

внимание! Този сайт не е актуализиран. Нова версия: shatalov.su

Трансформации: Последната битка

Дата на създаване: 2009-10-20 03:43:37
Последна редакция: 2012-02-08 09:36:52

Предварителни уроци:
1. Тригонометрия. Отивам.
2. Вектори. Отивам.
3. Матрици. Отивам.
4. Координатни пространства. Отивам.
5. Трансформации на координатни пространства. Отивам.
6. Перспективна проекция. Отивам.

Отдавна не сме мислили за трансформации! Може би, скъпи читателю, вече ти липсват? Както показва практиката, трансформациите са най-любимата тема сред студентите по 3D програмиране.

Досега трябва да сте разбрали добре конверсиите.

45. Принципът на действие на каналите за ролка, тангаж и отклонение на автопилота.

Ако не, гледайте предварителните уроци.

Когато за първи път започнахме да изучаваме трансформациите, написах, че с помощта на матрици можете да манипулирате обекти в пространството: да местите, завъртате, увеличавате. Ако сте изучили всички предишни уроци и сте се опитали да приложите придобитите знания на практика, тогава най-вероятно е трябвало да се сблъскате с определени трудности: как да преместите обекти в произволна посока, как да създадете матрица за трансформация в пространството на камерата, как да завъртане на обекти в произволна посока?

Днес ще разгледаме тези въпроси.

Движение в пространството

Малка забележка: Ще обозначим световното координатно пространство с осите x, y, z. Базисните вектори, образуващи локалното (обект, камера) пространство, ще означаваме като аз=(1,0,0), й=(0,1,0), к=(0,0,1) (имената на векторите се четат като: И, на живо, ка). вектор аз— успореден на оста x, вектор й— ос y, вектор к— ос z.

Нека ви напомня, че с помощта на линейна комбинация (сума) от базисни вектори можете да изразите всеки вектор в пространството. Също така не забравяйте, че дължината на базисните вектори е равна на единица.

Сега погледнете снимката:

За простота изхвърлихме едно измерение - вертикално. Съответно снимките показват изглед отгоре.

Да кажем, че сме в някакъв момент в световното пространство. В този случай местоимението „ние“ може да означава всичко: обект в света на играта, герой, камера. В такъв случай ( Фиг.а) гледаме към точката А. Как да разберем, че „погледът” е насочен към точката А? Е, когато обсъждахме камерите, се съгласихме, че векторът кпоказва посоката на гледане.

Ние сме отделени от центъра на света (световното координатно пространство) с вектор v. И внезапно! Наистина искахме да стигнем до същината А. Първа мисъл: премахнете стойността (dz) от стрелката напред и я добавете към третия компонент на вектора v. Резултатът от това недоразумение може да се види в Фиг.б. Изглежда, че всичко е загубено - сбогом на мечтите за вашия собствен Quake. Спрете да се паникьосвате! Просто трябва внимателно да обмислите текущата ситуация.

Нека си представим, че вече сме в точката А- нека да разгледаме Фиг.в. Както се вижда от фигурата, след преместване на векторите кИ азне се променя. Съответно няма да ги пипаме.

Нека да разгледаме останалата част от картината: вектор vслед преместване това е сумата от два вектора: вектор vпреди движение и непознат за нас вектор, съвпадащ по посока с вектора к... Но сега можем лесно да намерим неизвестния вектор!

Ако сте проучили внимателно урока за векторите, тогава си спомняте, че умножаването на скалар по вектор увеличава (ако скаларът е по-голям от единица) вектора. Следователно неизвестният вектор е равен на к*dz. Съответно векторът vслед преместване може да се намери с помощта на формулата:

Е, не е ли просто?

Въртене около оси

Вече знаем формулите за въртене около оси. В този раздел просто ще ги обясня по-ясно. Нека разгледаме въртенето на два вектора около центъра на координатите в двумерното пространство.

Тъй като знаем ъгъла на въртене (ъгъл алфа), тогава координатите на базисните вектори на пространството могат лесно да бъдат изчислени с помощта на тригонометрични функции:

i.x = cos(a); i.z = sin(a); k.x = -sin(a); k.y = cos(a);

Сега нека разгледаме матриците на въртене около оси в триизмерното пространство и съответните илюстрации.

Въртене около оста x:

Въртене около оста y:

Въртене около оста z:

Фигурите показват кои вектори променят координатите си.

Малка забележка: Неправилно е да се говори за въртене около оси. Ротацията се извършва около вектори.Ние не знаем как да представим прави линии (оси) в компютърната памет. Но векторите са лесни.

И още нещо: как се определя положителният и отрицателният ъгъл на завъртане? Това е лесно: трябва да "застанете" в центъра на координатите и да погледнете към положителната посока на оста (правата линия). Въртенето обратно на часовниковата стрелка е положително, въртенето по посока на часовниковата стрелка е отрицателно. Съответно на фигурите по-горе ъглите на въртене около x и y са отрицателни, а ъгълът на въртене около оста z е положителен.

Въртене около произволна линия

Представете си тази ситуация: завъртате камерата с помощта на матрицата около оста x (накланяте камерата) с двадесет градуса. Сега трябва да завъртите камерата на двадесет градуса около оста y. Да, няма проблем, казвате... Спри! Сега какво ви трябва, за да завъртите обекта? Около оста y, което е било преди предишното завъртане или след? В крайна сметка това са две напълно различни оси. Ако просто създадете две ротационни матрици (около оста x и около оста y) и ги умножите, второто завъртане ще бъде около оригиналната ос y. Ами ако имаме нужда от втори вариант? В този случай ще трябва да се научим как да въртим обекти около произволна линия. Но първо, малък тест:

Колко вектора има на следната картинка?

Верният отговор е три вектора. Запомнете: векторите са дължина и посока. Ако два вектора в пространството имат еднаква дължина и посока, но са на различни места, тогава можем да приемем, че те са един и същ вектор. Освен това на фигурата изобразих сумата от вектори. вектор v = v 1 + v 2 .

В урока за вектори разгледахме накратко точковото произведение и кръстосаното произведение на векторите. За съжаление не проучихме тази тема по-подробно. Формулата по-долу ще използва както точковото, така и кръстосаното произведение. Затова само няколко думи: стойността на скаларното произведение е проекцията на първия вектор върху втория. С кръстосаното произведение на два вектора: ах b = ° С, вектор ° Сперпендикулярни на векторите аИ b.

Нека да разгледаме следната фигура: вектор е дефиниран в пространството v. И този вектор трябва да се завърти около правата линия l (el):

Ние не знаем как да представяме прави линии в програмите. Следователно ще представим правата като единичен вектор н, която съвпада по посока с правата l (el). Нека да разгледаме по-подробен чертеж:

Какво имаме:
1. Права l, представена от вектор с единична дължина н. Както бе споменато по-горе, векторна ротация vще се извършва около вектор, а не права линия.
2. Вектор v, който трябва да се завърти около вектора н. В резултат на въртене трябва да получим вектор u(чете се като при).
3. Ъгълът, на който трябва да се завърти векторът v.

Познавайки тези три величини, трябва да изразим вектора u.

вектор vможе да се представи като сбор от два вектора: v = v ⊥ + v|| . В този случай векторът v || — успореден на вектора н(можете дори да кажете: v || - проекция vНа н), и векторът v⊥ перпендикулярно н. Както може би се досещате, трябва само да завъртите този, перпендикулярен на вектора нвекторна част v. Това е - v ⊥ .

На фигурата има още един вектор - стр. Този вектор е перпендикулярен на равнината, образувана от векторите v|| И v ⊥ , |v ⊥ | = |стр| (дължините на тези вектори са равни) и стр = нх v.

u ⊥ = v⊥ cosa + стрсина

Ако не е ясно защо u⊥ се изчислява точно по този начин, запомнете какво е синус и косинус и какво е умножение на скаларна стойност по вектор.

Сега трябва да премахнем последното уравнение v⊥ и стр. Това се прави с прости замествания:

v || = н(v · н) v ⊥ = v — v || = v — н(v · н) стр = нх vu || = v || u ⊥ = v⊥ cosa + стрсина = ( v — н(v · н))cosa + ( нх v)сина u = u ⊥ + v || = (v — н(v · н))cosa + ( нх v)sina + н(v · н)

Каква тръпка!

Това е формулата за ротация на вектора vот ъгъла a (алфа) около вектора н. Сега с тази формула можем да изчислим базисните вектори:

Упражнения

1. Задължително:заменете базисните вектори във формулата за въртене на вектор около произволна права. Пребройте (като използвате молив и лист хартия). След всички опростявания, трябва да завършите с базисни вектори като на последната снимка. Упражнението ще ви отнеме около десет минути.

Това е всичко.

Роман Шаталов 2009-2012

Въведение.
Кватернион
Основни операции върху кватерниони.
Кватерниони с единична дължина
Интерполация
Преобразуване от две посоки
Състав на ротациите
Физика

Въведение.

Нека да дефинираме накратко терминологията. Всеки има представа каква е ориентацията на обекта. Терминът "ориентация" предполага, че се намираме в дадена референтна система. Например фразата „той обърна главата си наляво“ има смисъл само когато си представим къде е „ляво“ и къде е била главата преди. Това е важен момент за разбиране, защото ако беше чудовище с глава на корема си с горната част на главата надолу, тогава фразата „той обърна главата си наляво“ вече нямаше да изглежда толкова недвусмислена.

Трансформация, която се върти по определен начин от една ориентация в друга, се нарича ротация. Завъртането може да се използва и за описване на ориентацията на обект, ако въведете ориентация по подразбиране като референтна точка. Например всеки обект, описан от набор от триъгълници, вече има ориентация по подразбиране. Координатите на неговите върхове са описани в локалната координатна система на този обект. Произволната ориентация на този обект може да бъде описана чрез ротационна матрица спрямо неговата локална координатна система. Можете също така да разграничите такова понятие като „въртене“. Под ротация имаме предвид промяна в ориентацията на даден обект по даден начин с течение на времето. За да дефинираме еднозначно въртенето, е необходимо във всеки момент да можем да определим точната ориентация на въртящия се обект. С други думи, въртенето определя "пътя", поет от обекта при промяна на ориентацията. В тази терминология въртенето не определя недвусмислено въртене на обекта. Важно е да се разбере, че например матрицата не определя уникално въртене на тялото; същата матрица на въртене може да бъде получена чрез завъртане на обекта на 180 градуса около фиксирана ос и 180 + 360 или 180 - 360. Използвам тези термини, за да демонстрират разликите в понятията и по никакъв начин не настоявам да ги използвам. В бъдеще ще си запазя правото да казвам „ротационни матрици“.

Думата ориентация често предизвиква асоциация с посока. Често можете да чуете фрази като „той обърна глава към приближаващия локомотив“. Например, ориентацията на автомобил може да се опише от посоката, в която са обърнати фаровете му. Посоката обаче се дава от два параметъра (например, както в сферична координатна система), а обектите в триизмерното пространство имат три степени на свобода (въртене). В случай на кола, той може да гледа в една посока, докато стои на колела или лежи настрани или на покрива. Ориентацията наистина може да се зададе по посока, но ще ви трябват две от тях. Нека да разгледаме ориентацията, използвайки простия пример с човешка глава.

Нека се споразумеем за началната позиция, в която главата е ориентирана по подразбиране (без ротация). За начална позиция ще приемем позицията, в която главата гледа с лицето си по посока на оста "z" и гледа нагоре (с темето) по посока на оста "y". Нека наречем посоката, в която лицето е обърнато "dir" (без въртене съвпада с "z"), а посоката, в която горната част на главата гледа "нагоре" (без въртене съвпада с "y"). Сега имаме референтна точка, има локална координатна система на главата "dir", "up" и глобална с оси x, y, z. Нека произволно завъртим главата си и да отбележим накъде гледа лицето. Гледайки в същата посока, можете да завъртите главата си около ос, която съвпада с посоката на гледане "dir".

Например, като наклоним главата си настрани (с буза, притисната към рамото), ще гледаме в същата посока, но ориентацията на главата ще се промени. За да фиксираме въртенето около посоката на гледане, използваме и посоката „нагоре“ (насочена към върха на главата). В този случай ние сме описали недвусмислено ориентацията на главата и няма да можем да я завъртим, без да променим посоката на осите "dir" и "up".

Разгледахме доста естествен и лесен начин за задаване на ориентация, използвайки две посоки. Как можем да опишем нашите указания в програмата, така че да са удобни за използване? Лесен и познат начин за съхраняване на тези посоки като вектори. Нека опишем посоките с помощта на вектори с дължина едно (единични вектори) в нашата глобална координатна система xyz. Първият важен въпрос е как да предадем нашите указания в разбираема форма на графичния API? Графичните API работят предимно с матрици. Бихме искали да получим ротационна матрица от наличните вектори. Двата вектора, описващи посоката “dir” и “up” са една и съща ротационна матрица или по-скоро два компонента на ротационната матрица 3x3. Можем да получим третия компонент на матрицата от векторното произведение на векторите "dir" и "up" (да го наречем "side"). В примера с главата "страничният" вектор ще сочи в посока на едно от ушите. Матрицата на въртене е координатите на трите вектора "dir", "up" и "side" след въртенето. Преди въртенето тези вектори съвпадаха с осите на глобалната координатна система xyz. Под формата на ротационна матрица много често се съхранява ориентацията на обектите (понякога матрицата се съхранява под формата на три вектора). Матрицата може да се използва за указване на ориентация (ако е известна ориентацията по подразбиране) и ротация.

Подобен начин за представяне на ориентация се нарича ъгли на Ойлер, с единствената разлика, че посоката "dir" е определена в сферични координати, а "нагоре" се описва от един ъгъл на въртене около "dir". В резултат на това получаваме три ъгъла на въртене около взаимно перпендикулярни оси. В аеродинамиката те се наричат ​​Roll, Pitch, Yaw или Bank, Heading, Attitude. Roll е накланяне на главата надясно или наляво (към раменете), въртене около ос, минаваща през носа и задната част на главата. Наклонът е наклонът на главата нагоре и надолу, около ос, минаваща през ушите. И Yaw върти главата около врата. Трябва да помним, че завъртанията в триизмерното пространство не са комутативни, което означава, че редът на завъртанията влияе върху резултата. Ако завъртим към R1 и след това към R2, ориентацията на обекта не е непременно същата като ориентацията, когато се завърти към R2 и след това към R1. Ето защо редът на въртене около осите е важен при използване на ъгли на Ойлер. Моля, обърнете внимание, че математиката на ъглите на Ойлер зависи от избраните оси (използвахме само една от възможните опции), от реда на въртене около тях, а също и от координатната система, в която се извършват въртенията, в глобален или локален обект. Ъглите на Ойлер могат да съхраняват както ротация, така и ротация.

Огромен недостатък на това представяне е липсата на ротационна комбинация. Не се опитвайте да добавяте ъгли на Ойлер компонент по компонент. Полученото завъртане няма да бъде комбинация от оригиналните завъртания. Това е една от най-честите грешки на начинаещите разработчици. За да завъртим обект, като съхраним въртенето в ъгли на Ойлер, ще трябва да преведем въртенето в друга форма, като например матрица. След това умножете матриците на двете завъртания и извлечете ъглите на Ойлер от крайната матрица. Проблемът се усложнява допълнително от факта, че в специални случаи работи директното добавяне на ъгли на Ойлер. В случай на комбинация от завъртания около една и съща ос, този метод е математически правилен. Завъртането му на 30 градуса около оста X и след това завъртането му на 40 градуса около X отново ни дава 70 градуса завъртане около X. В случай на завъртане по две оси простото добавяне на ъгли може да даде някакъв „очакван“ резултат.

Завъртане, накланяне и отклонение

Но веднага щом се появи въртене по третата ос, ориентацията започва да се държи непредсказуемо. Много разработчици прекарват месеци работа, за да накарат камерата да работи „правилно“. Препоръчвам да обърнете голямо внимание на този недостатък, особено ако вече сте решили да използвате ъгли на Ойлер за представяне на ротации. На начинаещите програмисти изглежда, че използването на ъгли на Ойлер е най-лесният начин. Нека изкажа личното си мнение, че математиката на ъглите на Ойлер е много по-сложна и коварна от математиката на кватернионите.

Ъглите на Ойлер са комбинация (композиция) от завъртания около основните оси. Има друг, по-прост начин за указване на ротация. Този метод може да се нарече "смес" от завъртания около основните координатни оси или просто завъртане около произволна фиксирана ос. Трите компонента, описващи въртенето, образуват вектор, лежащ върху оста, около която се върти обектът. Обикновено оста на въртене се съхранява като единичен вектор и ъгълът на въртене около тази ос в радиани или градуси (ъгъл на ос). Като изберете подходящата ос и ъгъл, можете да зададете произволна ориентация на обекта. В някои случаи е удобно да съхранявате ъгъла на въртене и оста в един вектор. Посоката на вектора в този случай съвпада с посоката на оста на въртене, а дължината му е равна на ъгъла на въртене. Във физиката ъгловата скорост се съхранява по този начин. Вектор, чиято посока е оста на въртене и чиято дължина представлява скоростта в радиани в секунда.

Кватернион

След кратък преглед на представянето на ориентация, можем да преминем към въвеждането на кватерниона.

Кватернион- това са четири числа, които са въведени в обращение (според историците) от Уилям Хамилтън под формата на хиперкомплексно число. В тази статия предлагам да мислим за кватернион като четири реални числа, като 4d вектор или 3d вектор и скалар.

q = [x, y, z, w] = [v, w]

Има други представяния на кватерниона, които няма да разглеждам.
Как се съхранява ротацията в кватернион? Почти същото като в представянето "Ъгъл на осите", първите три компонента представляват вектор, лежащ върху оста на въртене, а дължината на вектора зависи от ъгъла на въртене. Четвъртият компонент зависи само от големината на ъгъла на завъртане. Зависимостта е съвсем проста - ако вземете единичен вектор Vза оста на въртене и ъгъл алфа за въртене около тази ос, тогава кватернионът, представляващ това въртене
може да се запише като:

q = [V*sin(алфа/2), cos(алфа/2)]

За да разберем как кватернионът съхранява въртенето, нека си спомним за двуизмерните въртения. Въртенето в равнина може да бъде определено чрез матрица 2×2, в която ще бъдат записани косинусите и синусите на ъгъла на въртене. Можете да мислите за кватернион като съхраняващ комбинация от ос на въртене и матрица на половината от въртенето около тази ос.

Страници: 123 Следваща »

#кватерниони, #математика

В тази статия ще разгледаме основните принципи за кацане на големи реактивни самолети, приложими към нашата среда. Въпреки че Ту-154 беше избран като основа за разглеждане, трябва да се има предвид, че други типове самолети обикновено използват подобни принципи на пилотиране. Информацията е взета на базата на реално оборудване и засега ще изкушаваме съдбата в MSFS98-2002, Microsoft има такъв компютърен симулатор, може дори да сте чували...

Конфигурация за кацане на самолета

Конфигурация на самолета- комбинация от разпоредби за механизация на крилото, колесника, частите и възлите на самолета, които определят неговите аеродинамични качества.

На транспортен самолет, още преди навлизане в глисадата, механизацията на крилото и колесника трябва да бъдат удължени и стабилизаторът трябва да бъде препозициониран. Освен това, по решение на командира на самолета, екипажът може да включи автопилот и/или автодросел за автоматичен подход.

Механизация на крилата

Механизация на крилата- набор от устройства на крилото, предназначени да регулират неговата товароносимост и да подобрят характеристиките на стабилност и управляемост. Механизацията на крилото включва задкрилки, предкрилки, клапи (прехващачи), активни системи за управление на граничния слой (например издухването му с въздух, взет от двигателите) и др.

клапи

Като цяло задкрилките и предкрилките са предназначени да увеличат носещата способност на крилото при условия на излитане и кацане.

Аеродинамично това се изразява по следния начин:

1. задкрилките увеличават площта на крилото, което води до увеличена подемна сила.
2. клапите увеличават кривината на профила на крилото, което води до по-интензивно отклонение надолу на въздушния поток, което също увеличава повдигането.
3. задкрилките увеличават аеродинамичното съпротивление на самолета и следователно причиняват намаляване на скоростта.

Увеличаването на повдигането на крилото позволява скоростта да бъде намалена до долна граница. Например, ако с маса от 80 тона скорост на спиранеТу-154Б без задкрилки е 270 км/ч, след което след пълно разгъване на задкрилките (с 48 градуса) намалява до 210 км/ч. Ако намалите скоростта под тази граница, самолетът ще достигне опасни ъгли на атака, причинявайки разтърсване на сергия (бюфет)(особено при прибрани клапи) и в крайна сметка ще стане предене.

Крило, оборудвано с клапи и ламели, които образуват профилирани прорези в него, се нарича шлицова. Клапите също могат да се състоят от няколко панела и да имат слотове. Например, на Ту-154М, който използват двупрорезен, и на Ту-154Б трицепензадкрилки (на снимката Ту-154Б-2). При прорезно крило въздухът от зоната на високо налягане под крилото тече с висока скорост през процепите върху горната повърхност на крилото, което води до намаляване на налягането върху горната повърхност. С по-малка разлика в налягането, потокът около крилото е по-плавен и тенденцията за образуване на застой е намалена.

Ъгъл на атака (AoA)

Основна концепция на аеродинамиката. Ъгълът на атака на профила на крилото е ъгълът, под който профилът се обдухва от входящия въздушен поток. В нормална ситуация UA не трябва да надвишава 12-15 градуса, иначе нарушаване на потока, т.е. образуването на турбулентни „прекъсвачи“ зад крилото, като при бърз поток, ако поставите дланта си не покрай, а напречно на потока вода. Сривът води до загуба на повдигане на крилото и забавянесамолет.

При "малките" самолети (включително Як-40, Ту-134) освобождаването на задкрилките обикновено води до "подуване"- самолетът леко увеличава вертикалната си скорост и повдига носа си. На "големите" самолети има системи за подобряване на стабилността и управляемостта, които автоматично контрират възникващия момент чрез спускане на носа. Такава система има на Ту-154, така че "подуването" е малко (освен това там моментът на освобождаване на клапата се комбинира с момента на препозициониране на стабилизатора, което създава обратния момент). На Ту-134 пилотът трябва да намали увеличаването на подемната сила, като ръчно отклони колоната за управление от себе си. Във всеки случай, за да се намали „подуването“, е обичайно да се освобождават клапите на две или три стъпки - обикновено първо с 20-25, след това с 30-45 градуса.

Летви

Освен задкрилки, почти всички транспортни самолети също имат летви, които са монтирани в предната част на крилото и автоматично се отклоняват надолу едновременно с задкрилките (пилотът почти не мисли за тях). По принцип те изпълняват същата функция като клапите. Разликата е следната:

1. При големи ъгли на атака обърнатите надолу ламели се захващат като кука за входящия въздушен поток, отклонявайки го надолу по протежение на профила. В резултат на това ламелите намаляват ъгъла на атака на останалата част от крилото и забавят момента на срив при по-високи ъгли на атака.
2. Ламелите обикновено са с по-малък размер, което означава по-малко съпротивление.

Като цяло удължаването както на клапите, така и на ламелите се свежда до увеличаване на кривината на профила на крилото, което позволява входящият въздушен поток да бъде отклонен повече надолу и следователно увеличава подемната сила.

Доколкото е известно до момента, летвите не са осветени отделно в авиофайла.

За да разберете защо такава сложна механизация се използва в самолетите, вижте как птиците кацат. Често можете да забележите как гълъби и подобни врани кацат с разпръснати крила, прибират опашката и стабилизатора си под себе си, опитвайки се да получат профил на крилото с голяма кривина и да създадат добра въздушна възглавница. Това е освобождаването на клапи и ламели.

Механизация на B-747 при кацане

Прехващачи (спойлери)

Прехващачи, те са спойлериса подвижни спирачни клапи на горната повърхност на крилото, които увеличават аеродинамичното съпротивление и намаляват повдигането (за разлика от клапите и предкрилките). Поради това се наричат ​​​​интерцептори (особено на „тинята“). амортисьори за повдигане.

Интерсепторите са много широко понятие, което включва много различни видове амортисьори, като при различните типове те могат да се наричат ​​по различен начин и да се намират на различни места.

Като пример, помислете за крилото на самолет Ту-154, който използва три вида спойлери:

1) външни спойлери на елерони (спойлери, ролкови спойлери)

Спойлерите за елерони са допълнение към елероните. Те се отклоняват асиметрично. Например при Ту-154 при отклонение на левия елерон нагоре с ъгъл до 20 градуса левият елерон-прехващач автоматично се отклонява нагоре на ъгъл до 45 градуса. В резултат на това повдигането на лявото крило намалява и самолетът се търкаля наляво. Същото и за дясното полукрило.

Защо просто не можем да използваме елерони?

Факт е, че за да се създаде момент на въртене на голям самолет, е необходима голяма площ от отклонени елерони. Но тъй като реактивните самолети летят със скорост, близка до скоростта на звука, те трябва да имат тънък профил на крилото, който не създава прекалено голямо съпротивление. Използването на големи елерони би довело до неговото усукване и всякакви лоши явления като реверс на елерони (това например може да се случи на Ту-134). Следователно имаме нужда от начин да разпределим по-равномерно натоварването върху крилото. За тази цел се използват прихващачи на елерони - клапи, монтирани на горната повърхност, които, когато се отклоняват нагоре, намаляват повдигащата сила върху дадено полукрило и го „потапят“ надолу. Скоростта на въртене по протежение на ролката се увеличава значително.

Пилотът не мисли за елеронните прехващачи; всичко се случва автоматично.

По принцип прихващачите на елерони са предвидени във въздушния файл.

2) средни спойлери (спойлери, скоростни спирачки)

Средните спойлери са това, което обикновено се разбира просто като „прихващачи“ или „спойлери“ - т.е. "въздушни спирачки". Симетричното задействане на спойлерите на двете половини на крилото води до рязко намаляване на подемната сила и спиране на самолета. След като „въздушните спирачки“ бъдат освободени, самолетът ще балансира при по-висок ъгъл на атака, ще започне да забавя скоростта поради увеличеното съпротивление и ще се спуска плавно.

На Ту-154 средните спойлери се отклоняват под произволен ъгъл до 45 градуса с помощта на лост на средната пилотска конзола. Това се отнася до въпроса къде е спирателният вентил в самолета.

На Ту-154 външният и средният спойлер са структурно различни елементи, но на други самолети „въздушните спирачки“ могат да бъдат структурно комбинирани със спойлери на елерони. Например на Ил-76 спойлерите обикновено работят в режим на елерони (с отклонение до 20 градуса) и, ако е необходимо, в режим на спиране (с отклонение до 40 градуса).

Няма нужда да разгръщате средните спойлери по време на кацане. Всъщност освобождаването на спойлери след освобождаване на колесника обикновено е забранено. В нормална ситуация се освобождават спойлери за по-бързо снижаване от нивото на полета с вертикална скорост до 15 m/s и след кацане на самолета. Освен това те могат да се използват по време на прекратено излитане и аварийно спускане.

Случва се „виртуалните пилоти“ да забравят да пуснат газта по време на кацане и да поддържат режим почти на излитане, опитвайки се да се впишат в схемата за кацане с много висока скорост, предизвиквайки гневни писъци от диспечера в стил „Максимална скорост под десет хиляда фута е 200 възела!“ В такива случаи можете за кратко да освободите средните прехващачи, но в действителност това едва ли ще доведе до нещо добро. По-добре е да използвате този груб метод за намаляване на скоростта предварително - само при спускане и не винаги е необходимо да разширявате спойлерите до пълния ъгъл.

3) вътрешни спойлери (наземни спойлери)

Също "спирачни клапи"

Разположен на горната повърхност във вътрешната (коренна) част на крилото между фюзелажа и гондолите на колесника. Ту-154 автоматично се отклонява на ъгъл от 50 градуса след кацане, когато опорите на основния колесник са компресирани, скоростта е над 100 км/ч и дроселът е в положение „празен ход“ или „заден ход“. В същото време средните интерцептори също се отклоняват.

Вътрешните спойлери са предназначени да потискат повдигането след кацане или по време на прекъснато излитане. Подобно на други видове спойлери, те не толкова намаляват скоростта, колкото намаляват повдигащата сила на крилото, което води до увеличаване на натоварването на колелата и подобряване на сцеплението на колелата с повърхността. Благодарение на това, след освобождаване на вътрешните спойлери, можете да продължите към спиране с помощта на колелата.

На Ту-134 спирачните клапи са единственият тип спойлери.

В симулатора вътрешните прехващачи или липсват, или са пресъздадени доста условно.

Подстригване на стъпката

Големите самолети имат редица функции за контрол на тангажа, които не могат да бъдат пренебрегнати. Подрязване, центриране, балансиране, препозициониране на стабилизатор, разход на кормилна колона. Нека разгледаме тези въпроси по-подробно.

Стъпка

Стъпка- ъгловото движение на самолета спрямо напречната ос на инерция, или по-просто "побойник". Моряците наричат ​​тази глупост "подстригване". Pitch се противопостави банкаИ завъртане, които съответно характеризират положението на самолета по време на въртенето му около надлъжната и вертикалната ос. Съответно се разграничават ъгли на наклон, накланяне и отклонение (понякога наричани ъгли на Ойлер). Терминът "yaw" може да бъде заменен с думата "курс", например те казват "в канала на курса".

Надявам се, че няма нужда да обяснявам разликата между ъгъла на тангажа и ъгъла на атака... Когато самолетът падне напълно легнал, като желязо, ъгълът му на атака ще бъде 90 градуса, а ъгълът на тангаж ще бъде близо до нула. Напротив, когато изтребител се изкачва, в форсаж, с добра скорост, ъгълът му на тангаж може да бъде 20 градуса, но ъгълът на атака, да речем, е само 5 градуса.

Подстригване

За да се осигури нормално пилотиране, силата върху контролното колело трябва да бъде забележима, в противен случай всяко произволно отклонение може да изпрати самолета в някакво лошо завъртане. В интерес на истината, това е защо на тежки самолети, които не са предназначени за извършване на резки маневри, обикновено се използват хомотове, а не пръчки - те не са толкова лесни за случайно преобръщане. (Изключение прави Airbus, който предпочита джойстици.)

Ясно е, че при тежък контрол бицепсите на пилота постепенно ще се развият доста прилични, освен това, ако самолетът неуравновесени в усилиятатрудно е да се пилотира, защото всяко отслабване на силата ще тласка кормилна колона (SHK)не където трябва. Ето защо, така че по време на полет пилотите понякога да могат да ударят стюардесата Катя по задника, на самолетите са инсталирани тримери.

Тримерът е устройство, което по един или друг начин фиксира волана (лоста за управление) в дадена позиция, така че папелатите да могат да се спускат, да набират височина и да летят в хоризонтален полет и т.н. без да прилагате сила върху кормилната колона.

В резултат на подрязването точката, до която се изтегля воланът (дръжката), няма да съвпадне с неутралното положение за даден волан. как по-нататъкот позицията на подрязване, на голямтрябва да се положат усилия за задържане на волана (ръкохватката) в дадено положение.

Най-често под тример разбират тример в канала на стъпката - т.е. Елеваторен тример (ER). Въпреки това, на големи самолети, за всеки случай, тримерите са монтирани и в трите канала - там те обикновено изпълняват спомагателна роля. Например, в канала на ролката, подрязването може да се използва, когато самолетът е надлъжно небалансиран поради асиметрично производство на гориво от резервоарите на крилото, т.е. когато едното крило дърпа другото. В курсовия канал - при повреда на двигателя, за да не се кривне самолета настрани, когато единият двигател не работи. и т.н.

Подрязването може да бъде технически изпълнено по следните начини:

1) с помощта на отделен аеродинамичен тример, както на Ту-134 - т.е. малко „копче“ на асансьора, което държи главния рул в дадена позиция с помощта на аеродинамична компенсация, т.е. използвайки силата на настъпващия поток. На Tu-134 такъв тример се използва за управление тримерно колело, на който е навит кабелът, отиващ към RV.

2) като се използва MET (механизъм за ефект на изрязване), както на Ту-154 - т.е. просто чрез регулиране на напрежението в пружинната система (би било по-правилно да се каже пружинни товарачи), който чисто механично държи кормилната колона в дадена позиция. Когато MET прътът се движи напред-назад, товарачите се разхлабват или затягат. За управление на MET се използват малки превключватели на дръжките на волана, когато са включени, MET прътът и зад него кормилната колона бавно се придвижват до дадена позиция. Няма аеродинамични тримери като на Ту-134 или Ту-154.

3) използвайки регулируем стабилизатор, както при повечето западни типове (вижте по-долу)

В симулатора е трудно да се пресъздаде истински тример за асансьор; ​​за това ще трябва да използвате моден джойстик с ефект на подстригване, защото това, което се нарича тример в MSFS, всъщност не трябва да се възприема като такова - би било по-правилно е да покриете джойстика с пластилин или дъвка или просто да поставите мишката върху масата (в FS98) - тук имате тример. Трябва да кажа, че контролът като цяло е болна точка на всички симулатори. Дори и да купите най-сложния волан и педална система, тя пак най-вероятно ще бъде далеч от истинското нещо. Имитацията е точно това, имитация, защото за да получите абсолютно точно копие на истински самолет, трябва да похарчите същото количество усилия и да обработите същото количество информация, както за да построите истински самолет...

Центриране (CG)

Положение на центъра на тежестта (CG).- положението на центъра на тежестта, измерено като процент от дължината на т.нар средна аеродинамична хорда (MAC)- т.е. хорди на конвенционално правоъгълно крило, еквивалентно на дадено крило и имащо същата площ като него.

Хорда е прав сегмент, свързващ предния и задния ръб на профила на крилото.

позиция на центъра на тежестта 25% MAR

Дължината на средната аеродинамична хорда се намира чрез интегриране на дължините на хордите по всички профили на полукрила. Грубо казано, MAR характеризира най-често срещания, най-вероятния профил на крилото. тези. предполага се, че цялото крило с цялото му многообразие от профили може да бъде заменено с един единствен осреднен профил с една единствена осреднена хорда - MAR.

За да намерите позицията на MAR, като знаете неговата дължина, трябва да пресечете MAR с контура на истинското крило и да видите къде се намира началото на получения сегмент. Тази точка (0% MAR) ще служи като отправна точка за определяне на подравняването.

Разбира се, един транспортен самолет не може да има постоянна центровка. Той ще се променя от заминаване до заминаване поради движение на товари, промени в броя на пътниците, а също и по време на полета, тъй като горивото се изразходва. За всеки самолет се определя допустим диапазон на центровки, който осигурява неговата добра устойчивост и управляемост. Обикновено разграничават отпред(за Ту-154Б - 21-28%), средно аритметично(28-35%) и отзад(35-50%) подравняване - за други видове числата ще бъдат малко по-различни.

Подравняването на празен самолет е много различно от подравняването на зареден с гориво самолет с всички товари и пътници и за да се изчисли преди излитане, специален центрираща диаграма.

Празен Ту-154В има центровка около 49-50% MAR, въпреки факта, че при 52,5% вече се преобръща на опашката си (двигателите на опашката са издърпани). Поради това в някои случаи е необходимо да се монтира предпазен прът под задната част на фюзелажа.

Балансиране в полет

Самолет със стреловидно крило център на повдигане на крилоторазположен в точка приблизително 50-60% от MAR, т.е. зад центъра на тежестта, който по време на полет обикновено се намира в района на 20-30% от MAR.

В резултат на това при хоризонтален полет на крилото се появява лост за повдиганекойто иска да обърне самолета на носа, т.е. в нормална ситуация самолетът е под влияние момент на гмуркане.

За да избегнете всичко това, ще трябва да противодействате на произтичащия момент на гмуркане през целия полет. балансиращо отклонение РВ, т.е. Деформацията на елеватора няма да бъде нула дори при хоризонтален полет.

По принцип, за да предпазите самолета от „кълване“, ще трябва да създадете момент на накланяне, т.е. RV ще трябва да се отклони нагоре.

Подрязвам – от фр. cabrer, "да отзад."

Винаги нагоре? Не винаги.

С увеличаване на скоростта, скоростна главаще се увеличи, което означава, че общата подемна сила на крилото, стабилизатора и повдигането ще се увеличи пропорционално

F под = F под1 – F под2 – F под3

Но гравитацията ще остане същата, което означава, че самолетът ще започне да се изкачва. За да възстановите баланса на папелатите в хоризонтален полет, ще трябва да спуснете асансьора по-ниско (преместете волана от себе си), т.е. намали срока F под3. Тогава носът ще падне и самолетът отново ще балансира в хоризонтален полет, но при по-нисък ъгъл на атака.

Така за всяка скорост ще имаме собствено балансиращо отклонение на RT - ще получим доста цяло балансираща крива(зависимост на отклонението на самолета от скоростта на полета). При високи скорости ще трябва да избутате кормилната колона от себе си (RV надолу), за да попречите на Samik да се наклони нагоре; при ниски скорости ще трябва да вземете кормилната колона към вас (RV нагоре), за да попречите на Samik да се гмурне. Штурвалът и асансьорът ще бъдат в неутрално положение само при една определена указана скорост (около 490 км/ч за Ту-154В).

Стабилизатор (хоризонтален стабилизатор)

Освен това, както се вижда от диаграмата по-горе, самолетът може да бъде балансиран не само от повдигача, но и от регулируем стабилизатор (компонент Fpod2). Такъв стабилизатор може да бъде напълно инсталиран под нов ъгъл с помощта на специален механизъм. Ефективността на такъв трансфер ще бъде приблизително 3 пъти по-висока - т.е. 3 степени на отклонение на радиото ще отговаря на 1 степен на отклонение на стабилизатора, т.к. неговата площ на хоризонталния стабилизатор при „трупа“ е приблизително 3 пъти по-голяма от площта на RV.

Какво е предимството от използването на регулируем стабилизатор? На първо място, в този случай Консумацията на асансьора е намалена. Факт е, че понякога, поради прекалено центроване напред, за да задържите самолета под определен ъгъл на атака, трябва да използвате целия ход на колоната за управление - пилотът избра управлението изцяло върху себе си и самолетът не може по-дълго да бъдете привлечени нагоре от всеки морков. Това може да се случи особено на площадки с изключително предно центриране, когато при опит за връщане на кръг асансьорът може да не е достатъчен. В интерес на истината, стойността на максималното изравняване напред се задава въз основа на това, че наличната деформация на асансьора е достатъчна във всички режими на полет.

Тъй като RV се отклонява спрямо стабилизатора, лесно е да се види, че използването на регулируем стабилизатор ще намали потреблението на волана и ще увеличи наличния диапазон от центровки и налични скорости. Това означава, че ще можете да вземете повече товари и да ги подредите по по-удобен начин.

При хоризонтален полет на ниво полет стабилизаторът на Ту-154 е под ъгъл на наклон -1,5 градуса спрямо фюзелажа, т.е. почти хоризонтално. При излитане и кацане, той допълнително се измества към накланяне под ъгъл до -7 градуса спрямо фюзелажа, за да се създаде достатъчен ъгъл на атака за поддържане на самолета в хоризонтален полет при ниска скорост.

Особеност на Ту-154 е, че стабилизаторът е пренареден само при излитане и кацане, а по време на полет се прибира до позиция -1,5 (която се счита за нула), след което самолетът се балансира с един асансьор.

В същото време за удобство на екипажа и по ред други причини преместването комбиниранис освобождаване на клапи и ламели, т.е. при преместване на дръжката на клапата от позиция 0 до позиция за освобождаване, автоматичноЛамелите се удължават и стабилизаторът се премества в уговорената позиция. Когато прибирате задкрилките след излитане, направете същото в обратен ред.

Да дадем една маса, която да виси в пилотската кабина, за да му напомня постоянно, че не произвеждат нищо...

Така всичко става от само себе си. На кръга преди кацане със скорост 400 km/h екипажът трябва само да провери дали балансиращото отклонение на самолета съответства на позицията на регулатора на стабилизатора и, ако не, тогава настройте регулатора в желаната позиция. Да кажем, че стрелката на индикатора за позиция на PV е в зеления сектор, което означава, че поставяме зададения указател на зеленото „P“ - всичко е съвсем просто и не изисква значителни умствени усилия...

В случай на повреди в автоматизацията, всички освобождавания и премествания на механизацията могат да се извършват ръчно. Например, ако говорим за стабилизатор, трябва да сгънете капачката отляво на снимката и да преместите стабилизатора в уговорената позиция.

При други видове самолети тази система работи по различен начин. Например на Як-42, MD-83, B-747 (трудно ми е да кажа за цяла Одеса, но това трябва да е така при повечето западни самолети) стабилизаторът се отклонява през целия полет и напълно замества тримера. Тази система е по-усъвършенствана, тъй като ви позволява да намалите съпротивлението по време на полет, тъй като стабилизаторът, поради голямата си площ, се отклонява на по-малки ъгли от маховика.

На Як-40, Ту-134 стабилизаторът също обикновено се регулира независимо от механизацията на крилото.

Сега за MSFS. В симулатора имаме ситуация на „подрязващ стабилизатор“, както при западните типове. В MSFS няма отделен виртуален тример. Това правоъгълно нещо (като на Cessna), което Microsoft нарича "тример", всъщност е стабилизатор, което се забелязва от неговата независимост на работа от радиото.

Защо така? Вероятно цялата работа е, че първоначално (в края на 80-те години) FS е използван като софтуерна база за пълнофункционални симулатори, на които има реални кормилни колони и истински MET. Когато MS купи (открадна?) FS, той не се задълбочи в характеристиките на неговата работа (и може би дори нямаше пълно описание за него), така че стабилизаторът започна да се нарича тример. Поне това е предположението, което бих искал да направя, когато изучавам MS+FS, защото описанието на въздушния файл никога не е публикувано и съдейки по качеството на моделите по подразбиране и редица други признаци, можем да заключим, че Самият Microsoft не е особено запознат с това.

В случая с Ту-154 вероятно трябва да настроите microsoft trim веднъж преди кацане в хоризонтален полет, така че индикаторът на елеватора да е приблизително в неутрално положение и да не се връщате отново към него, а да работите само с трима на джойстика, което никой няма.. Или работете с „правоъгълника“, затворете очи и си повтаряйте: „Това не е стабилизатор, това не е стабилизатор...“

Автоматична газ

В режим на управление, KVS или 2P контролира използваните двигатели Тласкачи (лостове за управление на двигателя)на средната конзола или чрез подаване на команди на бордния инженер: „Режим такъв и такъв“

Понякога е удобно да управлявате двигателите не ръчно, а с помощта автоматична тяга (автоматична газ, AT), който се опитва да поддържа скоростта в допустими граници чрез автоматично регулиране на режима на двигателя.

Включете AT (клавиш Shift R), задайте желаната скорост на САЩ-I(индикатор за скорост), а автоматизацията ще се опита да го поддържа без намесата на пилота. На скоростта на Ту-154, когато е включен АТ-6-2може да се регулира по два начина: 1) чрез завъртане на тресчотката отляво или отдясно US-I 2) чрез завъртане на регулатора на PN-6 (= дистанционно управление за STU и автодросел).

Видове системи за кацане

Разграничете визуален подходИ инструментален подход.

Чисто визуалните подходи рядко се използват на големи самолети и могат да създадат трудности дори за опитен екипаж. Следователно обикновено се извършва въвеждане по инструменти, т.е. използване на радиосистеми под контрола и управлението на ръководител на полети.

Контрол на въздушното движение (ATC)- управление на движението на ВС в полет и на маневрената площ на летището.

Радиотехнически системи за кацане

Нека разгледаме подходи с използване на радиотехнически системи за кацане. Те могат да бъдат разделени на следните видове:

“по OSB”, т.е. използвайки DPRM и BPRM

„според RMS“, т.е. с помощта на ILS

"според RSP", т.е. по локатор.

Вход с OSB

Също известен като "подход чрез задвижвания".

OSB (оборудване на системата за кацане)- комплекс от наземно оборудване, включващ две задвижващи радиостанции с маркерни радиофарове, както и осветително оборудване (STO), монтирани на летището съгласно одобреното стандартно оформление.

По-конкретно, NSP включва

"отдалечен" (локаторен маяк) (DPRM, външен маркер, OM)- далекобойна радиостанция със собствен маркер, която се намира на 4000 (+/- 200) м от края на пистата. При преминаване на маркер се задейства светлинна и звукова аларма в пилотската кабина. Морзовият код на сигнала в системата ILS изглежда като „тире-тире-тире...”.

"близо" (локаторен маяк) (BPRM, среден маркер, MM)- радиостанция за близък обсег, също със собствен маркер, която се намира на 1050 (+/- 150) m от края на пистата. Морзовата азбука в системата ILS изглежда като „тире-точка-...“

Задвижващите радиостанции работят в диапазона 150-1300 kHz.

При летене в кръг, първият и вторият комплект автоматичен радио компас (ARK, автоматичен пеленгатор, ADF)са настроени на честотите на DPRM и BPRM - в този случай една стрелка на индикатора ARC ще сочи към DPRM, втората към BPRM.

Нека ви напомним, че стрелката на индикатора ARC винаги сочи към радиостанцията, както стрелката на магнитния компас винаги сочи на север. Следователно, когато летите по схемата, може да се определи моментът на началото на четвъртия завой според ъгъла на насочване на радиостанцията (KUR). Да кажем, че ако радиостанцията DPRM е точно отляво, тогава CUR = 270 градуса. Ако искаме да завием към него, тогава завиването трябва да започне 10-15 градуса по-рано (т.е. при CUR = 280...285 градуса). Прелитането над радиостанцията ще бъде придружено от завъртане на стрелката на 180 градуса.

По този начин, когато летите в кръг, ъгълът на насочване на DPRM помага да се определят моментите, когато започват завоите на кръга. В това отношение DPRM представлява нещо като отправна точка, спрямо която се изчисляват много действия по време на кацане.

Също така прикрепен към радиостанцията маркер, или маркерен маяк- предавател, който изпраща нагоре тясно насочен сигнал, който при прелитане над него се възприема от приемниците на самолета и предизвиква изключване на светлинния индикатор и електрическия звънец. Благодарение на това, знаейки на каква височина трябва да се преминат DPRM и BPRM (обикновено това е 200 И 60 m съответно) можете да получите две точки, от които можете да изградите права линия преди кацане.

На запад, на летища от категории II и III с труден терен, на разстояние 75..100 m от края на пистата, те също инсталират вътрешен радио маркер (Inner Marker, IM)(с морзова азбука „точка-точка-точка...”), което се използва като допълнително напомняне на екипажа, че наближава моментът, в който започва визуалното насочване и необходимостта от вземане на решение за кацане.

Комплексът OSP е опростена система за кацане, която трябва да осигури на екипажа на самолета движение до района на летището и маневра за спускане до височината на визуално откриване на пистата. На практика той играе спомагателна роля и обикновено не замества необходимостта от използване на ILS или радарна система за кацане. Те влизат само с помощта на OSB само при липса на по-модерни системи за кацане.

При приближаване само с OSP хоризонталната видимост трябва да бъде най-малко 1800 m, вертикалната видимост най-малко 120 m. Ако този метеорологичен минимум не се спазва, е необходимо да се премине към поле за разпръскване.

Моля, обърнете внимание, че DPRM и BPRM в различни краища на обхвата имат една и съща честота. В нормална ситуация радиостанциите от другия край трябва да бъдат изключени, но в sim това не е така, така че когато лети в кръг, ARC често започва да се сблъсква, хващайки една радиостанция, след това друга.

Обадете се чрез RMS

Казват също "Влизам". Като цяло това е същото като ILS подход. (вижте също статията на Дмитрий Проско на този сайт)

В руската терминология система за кацане на радиомаяк (RMS)се използва като общ термин, който включва различни видове системи за засаждане - по-специално, ILS (система за кацане по прибори)(като западен стандарт) и SP-70, SP-75, SP-80 (като вътрешни стандарти).

Принципите за подход към RMS са доста прости.

Наземната част на RMS се състои от два радиомаяка - локализатор (LOB)И радиофар за плъзгане (GRM), които излъчват два наклонени лъча (равносигнални зони) във вертикална и хоризонтална равнина. Пресечната точка на тези зони образува пътя на подхода. Приемащите устройства на самолета определят позицията на самолета спрямо тази траектория и издават контролни сигнали Устройство за управление на полета PKP-1(с други думи, на изкуствения хоризонт) и устройство за планиране и навигация PNP-1(с други думи, към индикатора на курса).

Ако честотата е зададена правилно, тогава при приближаване до пистата пилотът ще види две движещи се линии на големия индикатор за отношение - вертикална стрелка за управление на курсаИ хоризонтална стрелка за команда за наклон на плъзгане, както и два триъгълни индекса, показващи позицията на самолета спрямо изчислената траектория.

• положителна стъпка, с нарастващ ъгъл (повдигане на носа) - накланяне , волан към вас;
• отрицателен, с намаляване на ъгъла (падане на носа) - гмуркам се , волан далеч от вас.

Това е един от трите ъгъла (ролка, стъпкаи yaw), които определят наклона на самолета спрямо неговия център на инерция по три оси. По отношение на морските кораби терминът „диферент“ се използва със същото значение. Трябва да се отбележи, че облицовката има противоположни идеи за позитивност/негативност.

Вижте също

Напишете отзив за статията "Pitch"

Бележки

Връзки

• Aresti FAI Aerobatic Catalog = FAI Aresti Aerobatic Catalog. - Международна аеронавтична федерация, 2002 г.

Откъс, характеризиращ Pitch

Въпросът беше зададен с причина. Самолетът, за който сега се говори само под сурдинка, се разби след обикаляне. Тоест влезе за кацане, спусна се до определена надморска височина (не много ниска, казват около 400 м), след което влезе в изкачване (т.е. според нас „заобиколи“), набра височина около 900 м, след това...

Как работи пропуснатият подход?

Почти по същия начин, както се случва излитането. Пилотът задава повишена тяга на двигателите и включва самолета в предавка. По време на тази маневра самолетът ускорява и пилотите прибират крилото и колесника.

Ако пропуснатият подход е свързан с попадане в срязване на вятъра (това трябва да е много чувствително срязване, а не само вятърът се е променил), тогава процедурата става малко по-сложна и позицията на механизацията и колесника не се променят до достигане на безопасна надморска височина.

По време на заобикаляне няма нищо супер сложно . Мисля, че има поне сто такива заминавания за един ден по целия свят, ако не и повече - просто нямам статистика. Ако го имате, моля споделете.

Но понякога нещата се объркват. И бедствия, подобни на случилото се в Ростов, се случват.

Защо?

Да се ​​върнем на зададения въпрос. Авторът на въпроса предполага, че по време на пропуснатия подход по някаква причина е разрешен много висок тон ( реф. - "прекомерно вирнат нос"). Е, защо не вариант.

„Много висок тон“- това е сложна пространствена позиция. В нашия случай това означава стойност на тангаж над 25 градуса или по-малко от това, но със скорост, която е неадекватна за условията на полет (например летите в конфигурация за кацане, със скорост, по-малка от очакваната - в такава ситуация, стъпка от 10 ще бъде „много голяма“).

Тази ситуация е изпълнена с бърз спад на скоростта и спиране. Вярно, в спокойна атмосфера, ако не безпокоите това самолет, в повечето подобни ситуации той просто ще свали носа си, ще ускори и ако има достатъчно височина, отново ще бъде напълно управляем.

Много високата стъпка обаче може да доведе до МНОГО бърз спад на скоростта, а други фактори (поривист вятър, заледяване на самолета) могат да доведат до спиране не на носа, а при дълбоко накланяне (при много ниска скорост) , като цяло, нека да преминем към тирбушон, така че пилотът трябва да дам всичко от себе сиза да се предотврати ситуация, при която самолетът ще спре.

Позволете ми да отбележа, че ако критичните повърхности на самолета са станали значително заледени, тогава спирането може да се случи при скорост, при която пилотът просто не го очаква. Особено в бурна атмосфера.

Връщане към историята. За съжаление имаше доста бедствия поради попадане в трудна пространствена ситуация.

Уикипедия:
Списък, съставен от Boeing, установи, че 2051 живота са били загубени в 22 произшествия през годините 1998-2007 г. поради произшествия на LOC. Данните на NTSB за 1994-2003 г. наброяват 32 произшествия и повече от 2100 загубени живота по целия свят

От друга страна, ако не сте подготвени за пропуснат подход, тогава можете да се сблъскате с проблем дори при хубаво време, по време на пропуснат подход. Една много известна авиокомпания в близкото минало претърпя „почти катастрофа“ в голям руски град, но пилотът разпозна позицията UPSET и спада на скоростта навреме и успя да предприеме необходимите действия, изтегляйки самолета близо до земята.

Скоро ще ви разкажа за тази процедура.

Защо може да възникне тази ситуация по време на заобикаляне?

При работещи всички двигатели максималната налична тяга на двигателя за нормален пропуснат подход е прекомерна. Особено за лек самолет.

Тоест, ако натиснете дросела докрай напред, самолетът ще започне да се ускорява много интензивно и ще е необходима голяма стъпка, за да се поддържа необходимата скорост. В повечето случаи на излитане такава тяга просто не е необходима и самият г-н Боинг е предвидил това конструктивно - при работеща автоматична дроселна клапа едно натискане на бутона TOGA (Takeoff/Go Around) командва инсталирането на такъв режим на работа на двигателите , което ще осигури изкачване с вертикална скорост от 1000 до 2000 fpm (5-10 m/s). Второто натискане ще настрои пълната тяга и след това вижте как върви.

В режим на ръчно управление на тягата каквото пилотът зададе, това се случва. В повечето случаи, повтарям, натиснете лостовете докрай не е задължително . Това може само да влоши ситуацията, особено ако след напускане трябва да спечелите много малко височина спрямо това, което вече имате.

FCTM (Ръководство за обучение на летателния екипаж), което ще бъде разгледано по-долу, дава доста подробни препоръки в това отношение.

Вероятно трябва да се каже, че историята познава случаи, когато пилоти, изтощени от дълъг нощен полет и изпълнявайки силов заход, продължиха да заобикалят, натиснаха TOGA, което изведе необходимите индикации на бордовия уред... но, деактивиран (! ) до този момент автоматичният контрол на сцеплението, разбира се, не се движеше. Пилотът увеличи тангажа, но скоростта намаля. До задействането на предупредителната система за предстоящ срив, което върна екипажа към реалността.

Имаше също много уникални случаикойто за щастие завърши без трагедия. Те ме карат да се усмихвам днес, въпреки че вероятно трябва да се изчервя.

Въпреки това отново ще пиша отделно - в света има хиляди обиколки за една седмица, за една година - десетки, а може би и стотици хиляди. Така че няма нужда отново да демонизираме тази процедура. Правилно изпълнените обиколки не стигат до първите страници.

Има и нюанси

И така, нека се върнем към големите терени и как да се справяме с тях.

В идеалния случай, за да не се биете, трябва да предотвратите такава ситуация. Хората обаче не са роботи и условията на полет не винаги са „ледени“, следователно, в случай че възникне ситуация, чрез съвместните усилия на западните производители на самолети бяха разработени препоръки как да се преодолее.

Специално за ситуация с ВИСОКО ВЪРШЕН НОС, процедурата UPSET RECOVERY предлага на пилота следното:

0. Определете, че самолетът е в тази ситуация

1. Деактивирайте автопилота и автоматичния газ

2. Наклонете волана от вас(ако е необходимо, до пълно отхвърляне)

Трябва да внимавате с интензивността. изход.Ако претоварването достигне отрицателни стойности, това може да дезориентира пилоти, които не са майстори на спорта по висш пилотаж. Смята се, че подобен ефект е важен фактор за катастрофата в Казан.

3. Ако е необходимо, преместете стабилизатора на гмуркане(трябва да внимавате с това, защото прекомерното изместване на гмуркането може да влоши ситуацията до още по-сложна по време на изтеглянето)

4. Намалете апетита(ниско монтираните двигатели дават момент на накланяне, намаляването на тягата го намалява)

Ако тези действия не помогнат, продължете маневрата за изтегляне:

5. Навийте самолета на руло

Тук трябва да направим бележка - Наръчник за бързи справки (QRH, екранна снимка от която е дадена по-горе) не пише специфични стойности на преобръщане. Но FCTM пише. Като инструктор изисквам от моите пилоти да изучават тези документи паралелно - ако QRH (или SOP) съдържат процедури „какво да направя“, тогава FCTM има много текст „как да го направя и защо“. Например препоръките и обясненията за спиране на самолета и трудно поведение заемат няколко страници.

И така, FCTM предлага ролка от 45 до 60 градуса. Много? да Такава ролка ще допринесе за интензивно намаляване на ъгъла на наклона, тоест това, от което се нуждаем.

В допълнение, FCTM предлага (ако всичко по-горе не помогне) още една стъпка - внимателно подавайте крака си към „земята“, но само малко. Едно рязко, дълбоко натискане на педала може да счупи гърба на камилата. QRH маневрата не съдържа този елемент.

Когато се учехме да летим с B737CL в United Airlines през 2005 г., инструкторите много обичаха да създават ситуации на симулатора, в които би било проблематично да извадим самолета без използването на крак.

6. Когато ъгълът на наклона се намали до приемливо ниво, извадете самолета от ролката, увеличете тягата, подрежете самолета, като цяло върнете всичко към нормалното.

Но.

Всичко това звучи красиво, когато самолетът не се върти.

Или пилотът поне е в постоянен контролен цикъл и не е бил разсеян по време на развитието на ситуацията. Имайки предвид цирка, който се случваше около самолета тази нощ, и дори умората на екипажа... това са много негативни фактори, които значително усложняват ситуацията.

Или всичко това заедно.

Ето какво пишат в буржоазния портал:

„Надявам се, че ще разгледат докладите за умора. Пилотите попълниха десетки ASR относно умората, нищо не се случи... Летете 3 нощи подред, след това 2 дни почивка и започвате отново 3 нощи. Пилотите се оплакват, че са изтощен и уморен през последните няколко месеца, а на сутринта на инцидента главните пилоти започват в офиса, че този инцидент няма нищо общо с умората...

И още нещо. Имах 2 полета с flydubai през последните 4 години, когато операциите се опитаха да ме принудят да се върна към първоначалната дестинация, след като бях решен да отклоня... Така че летите със самолета при много лоши wx условия и от Дубай OPS ви се обажда по радиото SATCOM или Стокхолм и всички те искат да се върнете назад и да "опитате друг подход, както те казват"... Просто се случи толкова много момчета, но хората не смеят да говорят, тъй като се страхуват загубят работата си..."

--==(o)==--

Възможно ли е да си представим такъв вариант: по време на пропуснатия подход носът се повдигна прекомерно

да, можеш

(може би кормилата или стабилизаторът са блокирали)

Не задръсти целия подход, но сега задръсти? - 99,99%, че не.

-> пилотите, отчаяно опитвайки се да свалят носа, направиха голямо преобръщане -> не можаха да излязат от тази ситуация?

Не знам, какво ще кажете за „те дадоха голяма игра“. За съжаление, да, не можахме.

--==(o)==--

Заобикаляне след опит за подход с два свързани автопилота от височина по-малко от 300 фута е изпълнен с много голям трик. Както знаете, на тази височина автоматичната система превключва стабилизатора на височина и ребалансирането е много значително. Под управлението на автопилота това не се забелязва външно, т.к той компенсира това повторно балансиране, като отклонява тласкащото устройство в гмуркане.

Ако по някаква причина (обикновено само механично) по време на това заминаване изключите автопилота в момента, в който натиснете TOGA, тогава ще получите NOSE HIGH почти 100% гарантирано. В края на краищата в главата ви е написано - „заобиколете - поемете кормилото!“ Тоест имаме стабилизатора „дърпане към вас“, кормилото с обичайното темпо „дърпане към вас“ и... след прибиране на задкрилките от позиция за кацане (особено от 40, което се препоръчва за подходи в CATII/III условия) до позиция 15 чувствителен принос към общия момент на накланяне на самолета.

Преди да имате време да кажете „мамо“, теренът вече е „там“ и скоростта пада.

Много е важно винаги да сте подготвени за заобикаляне. Винаги. „Кацането е прекратено преминаване на втори кръг“ (c)

Отношението на пилота към предстоящото кацане трябва да се основава на следната мисъл:

„Ще се приближим към кацането в постоянна готовност за пропуснат подход и ще напуснем при първа възможност. Въпреки това, ако установим необходимия визуален контакт на височината за вземане на решение и самолетът е стабилизиран, тогава можем да се опитаме да кацнем, докато оставаме готови за. пропуснат подход дори след докосване"