飞行动力学课程总结.ppt

《飞行动力学课程总结.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、飞行动力学课程总结第二章坐标变换的原理和方法知识要点：矢量与分量列阵的概念矢量运算的矩阵表示方法坐标变换矩阵的定义及其性质基元旋转矩阵及坐标变换的一般情况zbyb(xb)ααSaSbzayaxazb(yb)xbββSaSbzayaxa(zb)ybxbγγSaSbzayaxax’y’ψψxayazaOOxayazaRza(ψ)Ox’y’zaθθxbz’’Ry’(θ)Oxby’z’’ybzbRxb()Oxbybzb动坐标系中矢量的时间导数矢量对惯性系时间导数与对动坐标系时间导数的关系矢量形式：矩阵形式：矢量对两个动坐标系之间时间导数

2、的关系矢量形式：矩阵形式：坐标变换矩阵的变化率相对惯性坐标系坐标变换矩阵的变化率两动坐标之间坐标变换矩阵的变化率要注意以上两式中角速度的定义及其描述坐标系。知识应用由两矢量的分量列阵求坐标变换矩阵的方法（双矢量定姿）如果已知两个非平行矢量和在两个坐标系Sa和Sb中的分量列阵，如何求得坐标变换矩阵Lba？为解决这一问题，定义坐标系Sc：xc指向，其单位矢量为iczc指向，单位矢量为kcyc与xc和zc轴构成右手坐标系，单位矢量为jc同理，可求得于是重要结论两坐标系之间坐标变换矩阵的时间导数取决于两坐标系之间的相对运动状态（角速度、

3、角位移），与其中某个坐标系是否为惯性坐标系没有关系。矢量和其分量列阵是两个完全不同的概念。同一个矢量，在不同坐标系中的分量列阵是不同的；因此，绝不能把矢量和分量列阵混为一谈！叉乘反对称阵的坐标变换一个矢量在Sa中的分量列阵为，在Sb中的分量列阵为，则其矢量叉乘矩阵的变换关系为第三章平面大地情况下飞行器运动方程知识要点：速度三角形速度三角形各坐标系之间的综合关系SkSgSbSa质心运动方程在任一动坐标系Sm中的一般形式动力学：运动学：旋转运动方程的一般形式动力学：运动学：或知识应用已知两坐标系之间的欧拉角旋转顺序，求三轴角速度与欧

4、拉角时间导数的关系。航迹坐标系的角速度zkxkVkykxgzgyg航迹坐标系角速度若采用z-y-x欧拉角描述飞行器的姿态，则运动学方程可按如下步骤获得。旋转运动学方程第四章圆球形大地情况下飞行器运动方程知识要点：各坐标系之间的综合关系SkSuSbSaSeSi质心运动方程在任一动坐标系Sm中的一般形式航迹速度与经纬度及地心距的关系恒星日与太阳日的概念知识应用用相对加速度表示绝对加速度给定一个动坐标系相对惯性系的旋转运动规律，以及某矢量相对动坐、标系的时间导数，如何得到该矢量相对惯性系的时间导数。或者反问题（已知相对惯性系时间导数，

5、如何求得相对动坐标系的时间导数）相对牵连科氏深入理解平面大地与圆球形大地的假设条件当姿态参考系为动坐标系时，会推导姿态运动学方程重要结论圆球形大地情况下，飞行器姿态角的定义和物理意义与平面大地情况下相同，只是衡量姿态的基准坐标系由平面大地情况下的固定的地面坐标系变为活动的当地铅垂坐标系。飞行器相对地球速度越快，越不能做平面假设，源于加速度中的科氏加速度项。第五章椭球形大地情况下飞行器运动方程知识要点：仅考虑J2项摄动时，椭球形大地情况下引力加速度分量的特点xuyuzu在拟铅垂坐标系中与圆球形大地情况相比，引力加速度有何不同？铅垂

6、坐标系与拟铅垂坐标系的区别ECzuzvxvxu第六章空间飞行器轨道动力学(1)知识要点：Kepler轨道的定义与运动微分方程Kepler轨道的轨道方程椭圆轨道方程的基本公式地球静止轨道卫星的轨道周期（太阳日？恒星日？），其轨道高度如何计算？知识应用Kepler轨道运动时间历程的求解重要结论椭圆轨道的守恒性质动量矩矢量能量Laplace矢量常量a是常值，半长轴不变半通径p是常值偏心率e是常值垂直于轨道面轨道平面方位不变指向近地点轨道长轴方向不变椭圆轨道的轨道能量为负值，能量大小取决于半长轴指向近地点与垂直地球静止（同步）轨道的轨道

7、周期是恒星日第六章空间飞行器轨道动力学(2)知识要点轨道六要素的定义及其物理意义BDPxiSOyizii轨道的形状、尺寸轨道平面在空间的取向拱点线在轨道平面内的位置航天器沿轨道运行的时间基准第一轨道坐标系的定义及其与地心惯性坐标系的关系BDPxiOyizixoyozoi纬度幅角知识应用轨道运动状态量的变换时间t轨道要素时间t惯性系中的位置和速度第一组第二组由和直接构造的方法BDPxiOyizixoyozoiSo的xo轴与矢径共线，因此有So的zo轴与共线，因此有So的yo轴单位矢量的分量列阵于是由上述三个单位矢量的分量列阵可以直

8、接写出重要结论并非所有轨道都有确定的轨道六要素（哪些轨道没有？对没有六要素的特殊轨道，都需要几个要素确定轨道？）第六章空间飞行器轨道动力学(3)知识要点密切轨道和密切轨道要素的定义和物理意义三组轨道摄动方程的区别重要结论fh对a、e、p没有影响（轨道的大小和形状