着実な飛行

Steady_flight
定常飛行、非加速飛行、または平衡飛行は、航空機の線形速度と角速度が体に固定された参照フレーム内で一定である飛行力学の特殊なケースです。水平飛行、上昇と下降、協調旋回などの基本的な航空機の操縦は、安定した飛行操縦としてモデル化できます。典型的な航空機の飛行は、短時間の加速遷移によって接続された一連の安定した飛行操作で構成されます。このため、定常飛行モデルの主な用途には、航空機の設計、航空機の性能の評価、飛行計画、および平衡としての定常飛行状態の使用が含まれます。 飛行力学方程式が展開される条件。
安定した水平の縦方向の飛行（直線飛行および水平飛行とも呼ばれます）で飛行機に作用する力で、迎え角は非常に小さくなります。安定したレベルの縦方向の飛行では、推力カウンターバランスの抗力と揚力が航空機の重量を支えます。揚力と抗力は空気力の要素です。

コンテンツ
1 参照フレーム
2 力のバランスと定常飛行方程式
2.1 直線飛行と水平飛行での力のバランス
3 着実な飛行操作
4 も参照してください
5 ノート
6 参考文献

参照フレーム
飛行力学（固定翼航空機）§参照フレーム
定常飛行解析では、3つの異なる参照フレームを使用して、航空機に作用する力とモーメントを表現します。それらは次のように定義されます。
アースフレーム（慣性を想定）
起源-任意、地球の表面に対して固定
X Eは、軸-方向に正北
Y Eの軸-方向に正東
Z Eの軸-地球の中心に向かって正
ボディフレーム
起源-飛行機の重心
x b（縦）軸-航空機の対称面で航空機の機首を正に出します
z b（垂直）軸-x b軸に垂直、航空機の対称面で、航空機の下で正
y b（横）軸-x b、z b平面に垂直、右手の法則によって決定される正（通常、右翼から正）
ウィンドフレーム
起源-飛行機の重心
X W軸-空気に対する航空機の速度ベクトルの方向に正
z w軸-航空機の対称面で、x w軸に垂直で、航空機の下で正
Y W軸-に垂直なX 、W、Z W -plane、右手の法則によって決定される正の（一般的に、右に正）
オイラー角これらの参照フレームをリンクは、次のとおりです。
アースフレームからボディフレーム：ヨー角ψ、ピッチ角θ、ロール角φ
地球フレームから風フレームへ：方位角σ、飛行経路角度γ、およびバンク角μ
風のフレームから体のフレームへ：横滑りの角度β、迎え角α（この変換では、φとμに類似した角度は常にゼロです）

力のバランスと定常飛行方程式
飛行中の航空機に作用する力は、重量、空気力、および推力です。の重量は、振幅有する地球フレームで表現するのが最も簡単であり、Wをと+の中でのZ Eは地球の中心に向かって、方向。重量は、時間の経過とともに一定であり、高度によって一定であると想定されています。
空気力を発現風フレームを、その大きさを持つドラッグ成分持つD -の速度ベクトルと反対のX Wの大きさと方向、横力成分C +の中Y W方向、及び大きさを有するリフト成分Lに- Z wの方向。
一般に、推力は各ボディフレーム軸に沿ってコンポーネントを持つことができます。エンジンや機体に対して固定されたプロペラを有する固定翼航空機のため、推力は通常密接+と整列されるX B方向。推力偏向を使用するロケットや飛行機などの他のタイプの航空機は、他のボディフレーム軸に沿って推力の重要な成分を持つことができます。、航空機は、大きさのスラスト有すると仮定されるT固定方向+ X Bを。
定常飛行は、航空機の線形および角速度ベクトルが、ボディフレームやウィンドフレームなどのボディ固定基準フレーム内で一定である飛行として定義されます。地球のフレームでは、飛行機が回転している可能性があるため、速度が一定でない場合がその場合、飛行機はx E – y E平面で求心加速度（V cos（γ））2 / Rを持ちます。ここで、Vは真対気速度の大きさ、Rは回転半径です。
この平衡は、さまざまな参照フレームのさまざまな軸に沿って表すことができます。従来の定常飛行方程式は、この3つの軸に沿った力平衡発現から派生：X W γ軸、航空機のターンの径方向のx E – Y Eの平面、および軸垂直にX WにおけるX W – ZがE平面、 cosα cos β − W
sin γ
− = 0 （（ w-軸
）。 {T cos { alpha} cos { beta} -W sin { gamma} -D = 0 quad（x_ {w} { text {-axis}}）、}
cosμ + L
sin μ+ （（sin α sin μ+ cos α cos μ
sin β
）。 = W（（ Vcos γ ）。 2 （（ E – E  平面半径方向
）。 {C cos { mu} + L sin { mu} + T（ sin { alpha} sin { mu} + cos { alpha} cos { mu} sin {ベータ}）= { frac {W} {g}} { frac {（V cos { gamma}）^ {2}} {R}} quad（x_ {E} { text {-}} y_ {E} { text {平面半径方向}}）、}
W cos γ +sin μ − L cos μ W0 W1 W2 W3= 0（（ に垂直な軸  w
 の中に  w – E  飛行機
）。 {W cos { gamma} + C sin { mu} -L cos { mu} -T sin { alpha} cos { mu} = 0 quad（{ text {axis }} x_ {w} { text {in}} x_ {w} { text {-}} z_ {E} { text {plane}}）、}に垂直

ここで、gは重力による標準加速度です。
これらの方程式は、単純な固定翼飛行に典型的ないくつかの仮定で簡略化できます。まず、横滑りβがゼロ、つまり協調飛行であると仮定します。次に、横力Cがゼロであると仮定します。第三には、攻撃の角度と仮定αが小さい十分であることをCOS（α）≈1とSIN（α）≈ α航空機が攻撃の高い角度で停止するので典型的です。同様に、飛行経路角と仮定γが小さい十分であることをCOS（γ）≈1とSiN（γ）≈ γ、又は登り及び下り小さな角度で水平に対してある等価こと。最後に、推力は、リフトよりもはるかに小さいことを前提とT « L。これらの仮定の下で、上記の方程式はに単純化されます。 =W γ+ 、
{T = W gamma + D、}
L sin μ= WV 、
{L sin { mu} = { frac {W} {g}} { frac {V ^ {2}} {R}}、}
L cos μ =
W {L cos { mu} = W。}

これらの方程式は、推力が抗力と重量の縦方向成分をキャンセルするのに十分な大きさでなければならないことを示しています。彼らはまた、リフトが航空機の重量を支え、ターンを通じて航空機を加速するのに十分な大きさでなければならないことを示しています。
2番目の方程式を3番目の方程式で割り、Rを解くと、真対気速度とバンク角の観点から回転半径を記述できることがわかります。 = V 2 日焼け
μ {R = { frac {V ^ {2}} {g tan { mu}}}。}

ボディフレーム内の一定の角速度は、モーメントのバランスにもつながります。最も注目すべきことに、ピッチングモーメントがゼロであると、エレベータ制御入力を決定するために使用できる航空機の縦方向の動きに制約が課せられます。

直線飛行と水平飛行での力のバランス
直線および水平飛行としても知られる定常水平縦飛行では、航空機は一定の機首方位、対気速度、および高度を保持します。この場合、飛行経路角γ = 0、バンク角μ = 0となり、飛行機が旋回していないため、旋回半径は無限大になります。定常レベルの縦方向の飛行の場合、定常飛行の方程式は次のように簡略化されます。 = 、
{T = D、}
L =
W {L = W。}

したがって、この特定の安定した飛行操作では、揚力が航空機の重量を支えている間、推力は抗力を相殺します。この力のバランスは、記事の冒頭の図に示されています。

着実な飛行操作
上記の定常飛行方程式で説明されている最も一般的な操作は、安定した上昇または下降の調整されたターンです。この操作中軌道航空機ハエは、ヘリックスとZ Eの軸上の円形の突起としてのx E – Y Eの平面。他の安定した飛行操作は、このらせん軌道の特殊なケースです。
安定した縦方向の上昇または下降（回転なし）：バンク角μ = 0
安定したレベルターン：飛行経路角度γ = 0
直線および水平飛行としても知られる定常レベルの縦方向飛行：バンク角μ = 0および飛行経路角度γ = 0
安定した滑空降下（旋回または縦方向）：推力T = 0
安定した飛行の定義は、制御入力が一定に保たれている場合にのみ瞬間的に安定する他の操作も可能にします。これらには、一定でゼロ以外のロールレートが存在する定常ロールと、一定であるがゼロ以外のピッチレートが存在する定常プルアップが含まれます。

も参照してください
飛行力学（固定翼航空機）

ノート
^ McClamroch 2011、p。56。
^ McClamroch 2011、p。60。
^ McClamroch 2011、p。325。
^ Etkin 2005、p。141。
^ McClamroch 2011、p。216。
^ McClamroch 2011、p。57。

参考文献
エトキン、バーナード（2005）。大気飛行のダイナミクス。ニューヨーク州ミネオラ：ドーバー出版。ISBN 0486445224。
McClamroch、N。ハリス（2011）。安定した航空機の飛行と性能。プリンストン、NJ：プリンストン大学出版局。ISBN 9780691147192。”