Vad är flygdynamik?
Flygdynamik är analysen av hur flygplan rör sig genom luften, krafterna och kontrollsystemen som gör det möjligt för dem att upprätthålla flygning och de fysiska krafterna utanför som verkar på dem, såsom tryck, lyft, tyngdkraft och drag. De viktigaste tillämpningarna av vetenskapen om flygdynamik hänför sig till flygplanens inställning under flygning, särskilt på de sätt som de rör sig och görs för att röra sig i de tre separata axlarna för tonhöjd, gäspling och rullning. Vetenskapen om flygdynamik tillämpas också på rymdfarkoster, men de sätt på vilka flyg- och flygkontroll uppnås i sådana farkoster skiljer sig väsentligt från atmosfäriska farkoster som flygplan och helikoptrar.
Orientering av flygplan och rymdskepp använder det som kallas ideal som referenspunkt. För atmosfäriska flygplan är detta väsentligen rak och jämn flygning, med marken som referens. För rymdskepp är denna referens godtycklig och kan baseras på planetariska eller andra föremål som rymdskeppet kretsar kring eller till och med ett annat rymdskepp. När ett rymdfarkoster befinner sig i en bana runt jorden, används ofta jordens yta som referens, men för att manövrera nära och docka med annat rymdskepp eller International Space Station, till exempel, kan det andra farkosten eller föremålet vara referens.
De tre rotationsaxlarna för luft och rymdfarkoster kallas tonhöjd, rulle och gäsp, och ett rymdskepp eller flygplan rör sig runt dessa axlar med dess tyngdpunkt eller massa, som punkten där de tre axlarna möts. Flyg- och rymdtekniker använder flygdynamik för att bestämma hur luft och rymdfarkoster kommer att uppträda när styrmekanismer används för att rotera fordonet i en av dessa riktningar, såväl som riktning av fordonet genom atmosfären eller rymden. Saker som den mängd drivkraft som krävs för flygning, flygstabilitet, manövrerbarhet och stigningsfrekvens kan alla uppskattas med en hög grad av noggrannhet för en luft- eller rymdskeppsdesign genom att tillämpa principer för flygdynamik. Styr- och framdrivningssystem är utformade med hjälp av principer för flygdynamik för att göra det möjligt för luft och rymdskepp att utföra kontrollerad och effektiv flygning.
Medan var och en av de tre rotationsaxlarna har en vetenskaplig definition, kan dessa vara förvirrande, och det är ofta lättare att definiera dem i mer enkla termer. Pitch hänvisar till inställningen för flygriktningen med avseende på referenspunkten, uppåt eller nedåt. När ett flygplan klättrar sägs det att dess tonhöjd är positiv, det vill säga att den är vinklad ovanför referenspunkten.
Yaw hänvisar till flygplanets inställning från sida till sida. Föreställ dig ett modellplan som sitter på ett bord, och utan att flytta planet på mitten, snurra det åt den ena eller den andra sidan. Det här är ju. Rulle kan enkelt avbildas genom att föreställa sig ett flygplan i rak nivåflyg och lyfta en vinge.