Dušan Slavětínský: O letadlech
Souřadnicové soustavy používané v letectví
Zpět
Stavba letadel
Tato stránka si nečiní nárok pojednat o všech souřadnicových soustavách, které se ve stavbě letadel a jmenovitě v mechanice letu používají. Zaměří se na pouze ty, na něž se občas odvolává text jiných výkladových stránek a odstavců z této kolekce a bez jejichž popisu by výklad nemusel být zcela srozumitelný a jednoznačný.
Zvyklosti v používání souřadnicových soustav se v průběhu dějin vývoje letadel také vyvíjely a ustálily se na dvou nejfrekventovanějších formátech lišících se v označení a orientaci souřadnicových os. V naší zemi jsou soustavy souřadnic v letectví normalizovány normou ČSN 310201 "Pojmy, veličiny a značky v mechanice letu", která se opírá a je kompatibilní s aktuálními mezinárodními normami ISO 1151-1 a 1151-2 a liší se od staršího formátu, který byl u nás používán do přelomu 70. a 80. let minulého století a který vycházel z normy GOST 20058-80. Rozdíl mezi starším a novým formátem je zřejmý z obr.1. Je však dlužno dodat, že v starší odborné literatuře se běžně setkáme i původním formátem GOST a rovněž v naší současné letecké inženýrské praxi se systém ISO také ještě beze zbytku nezabydlel. Tomu, kdo se s touto problematikou teprve seznamuje, může setkání se zmíněnou nejednoznačností vyvolat v hlavě zbytečný zmatek.
Všechny dále uvedené souřadnicové soustavy mají společné to, že jsou trojrozměrné, pravoúhlé a pravotočivé. (Otočení kladné osy
x
do kladné osy
y
a současné posunutí ve směru kladné osy
z
dává pravotočivý šroubový pohyb).
Letadlová souřadnicová soustava
Letadlová souřadnicová soustava je pevně svázaná s letadlem. (Obr. 2). Její počátek je v těžišti letounu a osa
x
(
podélná osa letounu
) bývá přibližně rovnoběžná s podélnou osou trupu. Kladný smysl osy
x
směruje k přídi letounu. Osa
z
(
svislá osa letounu
) svírá s osou
x
pravý úhel a její kladný směr míří dolů pod letoun. Osy
x
a
z
určují
rovinu souměrnosti letoun
u. Osa
y
(
bočná osa letounu
) je kolmá na rovinu souměrnosti a její kladný smysl směřuje vpravo při pohledu ve směru letu.
Na obr. 2 jsou vedle označení os a jejich kladných smyslů naznačeny i kladné smysly momentů, které vyvolávají rotační pohyby okolo jednotlivých os. Tyto rotace mají specifická pojmenování. Otáčení okolo osy
x
se nazývá
klonění
, okolo osy
y
klopení
a rotace okolo osy
z
je
zatáčení
. Od těchto pohybů jsou odvozeny i názvy momentů, které je vyvolávají.
M
x
je klonivý moment,
M
y
- klopivý moment a
M
z
je moment zatáčivý.
Aerodynamická souřadnicová soustava
Aerodynamická souřadnicová soustava není s pevně svázána s letounem jako s celkem, má s ním svázán pouze počátek, který je umístěn stejně jako v předešlém případě v těžišti letounu. Směr a kladný smysl osy
x
a
je určen vektorem
V
okamžité rychlosti letounu, který obecně nemusí být kolineární s podélnou osou letounu (osa
x
z obr.2). Osa
z
a
je kolmá na osu
x
a
a leží vždy v rovině souměrnosti letounu (rovina
xz
z obr 2). Osa
y
a
je kolmá na rovinu
x
a
a
z
a
a směřuje vpravo od této roviny při pohledu ve směru rychlosti
V
. K osám aerodynamické soustavy vztahujeme aerodynamické síly, které jsou vyvolány pohybem letounu ve vzdušném prostředí. Kladné smysly aerodynamických sil jsou opačné jako smysly příslušných aerodynamických os.
Odporová síla
působí ve směru a v opačném smyslu k ose
x
a
, proto je tato osa nazývána
odporovou osou
. Podobně
vztlaková síla
působí v směru a v opačném smyslu osy
z
a
, tedy
vztlakové os
y a
příčná aerodynamická síla
v opačném smyslu osy
y
a
, nazývané
příčná osa
.
Polohu letounu vůči aerodynamické souřadnicové soustavě charakterizují dva úhly:
•
Úhel náběhu
a,
který svírá průmět osy
x
a
do roviny souměrnosti se střední aerodynamickou tětivou křídla (SAT se obvykle odchyluje od podélné osy letounu
x
o úhel nastavení
j
kř
- viz
obecná geometrie křídla
, obr. 9).
•
Úhel vybočení
b
, který svírá osa
x
a
s rovinou souměrnosti (
x
a
,
z
a
).
V aerodynamické souřadné soustavě jsou běžně vyjadřovány aerodynamické charakteristiky křídel i letadel jako celku.
Zpět
Stavba letadel
Stránka není dosud dokončena, je ve vývoji. Poslední aktualizace 1. 8. 2007 15:51:11