Was ist Flugdynamik?
Die Flugdynamik ist die Analyse der Art und Weise, wie sich Flugzeuge durch die Luft bewegen, der Kräfte und Kontrollsysteme, die es ihnen ermöglichen, den Flug aufrechtzuerhalten, und der äußeren physikalischen Kräfte, die auf sie einwirken, wie Schub, Auftrieb, Schwerkraft und Luftwiderstand. Die Hauptanwendungen der Wissenschaft der Flugdynamik beziehen sich auf die Fluglage von Flugzeugen, insbesondere auf die Art und Weise, wie sie sich in den drei getrennten Achsen Nick, Gier und Roll bewegen und bewegen. Die Wissenschaft der Flugdynamik wird auch auf Raumfahrzeuge angewendet, aber die Art und Weise, wie Flug und Flugsteuerung in solchen Fahrzeugen erreicht werden, unterscheidet sich erheblich von denen von Luftfahrzeugen wie Flugzeugen und Hubschraubern.
Die Ausrichtung von Flugzeugen und Raumfahrzeugen verwendet das, was als Ideal bezeichnet wird, als Bezugspunkt. Für atmosphärische Flugzeuge ist dies im Wesentlichen ein gerader und ebener Flug, wobei der Boden als Referenz dient. Für Raumfahrzeuge ist diese Referenz willkürlich und kann auf dem Planeten oder einem anderen Objekt basieren, um das das Raumfahrzeug kreist, oder sogar auf einem anderen Raumfahrzeug. Wenn sich ein Raumfahrzeug in einer Umlaufbahn um die Erde befindet, wird die Erdoberfläche häufig als Referenz verwendet, aber zum Zwecke des Manövrierens in der Nähe eines anderen Raumfahrzeugs oder der Internationalen Raumstation kann es sich beispielsweise um das andere Fahrzeug oder Objekt handeln Referenz.
Die drei Drehachsen von Luft und Raumfahrzeugen werden als Nick-, Roll- und Gierbewegung bezeichnet, und ein Raumfahrzeug oder Flugzeug bewegt sich um diese Achsen mit seinem Schwerpunkt oder seiner Masse als dem Punkt, an dem sich die drei Achsen treffen. Luft- und Raumfahrtingenieure und -designer verwenden die Flugdynamik, um zu bestimmen, wie sich Luft- und Raumfahrzeuge verhalten, wenn Steuerungsmechanismen zum Drehen des Fahrzeugs in eine dieser Richtungen verwendet werden, sowie um die Richtungsbewegung des Fahrzeugs durch die Atmosphäre oder den Raum zu bestimmen. Dinge wie der für den Flug erforderliche Schub, die Flugstabilität, die Manövrierfähigkeit und die Steiggeschwindigkeiten können unter Anwendung von Prinzipien der Flugdynamik mit einem hohen Maß an Genauigkeit für ein Luft- oder Raumfahrzeugdesign geschätzt werden. Steuerungs- und Antriebssysteme basieren auf Prinzipien der Flugdynamik, die es Luft- und Raumfahrzeugen ermöglichen, einen kontrollierten und effizienten Flug durchzuführen.
Während jede der drei Rotationsachsen eine wissenschaftliche Definition hat, können diese verwirrend sein, und es ist oft einfacher, sie mit einfacheren Begriffen zu definieren. Die Steigung bezieht sich auf die Flugrichtung in Bezug auf den Bezugspunkt in Aufwärts- oder Abwärtsrichtung. Wenn ein Flugzeug klettert, heißt es, dass seine Steigung positiv ist, das heißt, dass es über dem Referenzpunkt abgewinkelt ist.
Gieren bezieht sich auf die Fluglage des Flugzeugs von Seite zu Seite. Stellen Sie sich ein Modellflugzeug vor, das auf einem Tisch sitzt, und ohne die Mitte des Flugzeugs zu bewegen, drehen Sie es zur einen oder anderen Seite. Das ist Gähnen. Roll kann leicht dargestellt werden, indem man sich ein Flugzeug im Geradeausflug vorstellt und einen Flügel anhebt.