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座標系について

機体座標系

  • ランチャ仰角0度の状態で定義する
    • 右手座標系
    • 原点: 重心
    • X軸: ノーズ方向を正,エンジン方向を負
    • Y軸: X軸を右に90度回転させた方向を正(なんか物が置いてあっても良い方向)
    • Z軸: 鉛直下向きを正
      • このとき,X軸を北に向けるとX,Y,Z成分がNEDと対応する
    • ロール角: X軸周りの回転角
    • ピッチ角: Y軸周りの回転角
    • ヨー角: Z軸周りの回転角
      • ランチャ仰角がピッチ角と対応する

大気モデル

ISA: International Standard Atmosphere

USSA1976: U.S. Standard Atmosphere 1976

実装例

空気抵抗

  • ρ: 大気密度

  • S: 基準面積(代表面積)

  • Va: 対気速度(ベクトル) 空気に対する機体の速度ベクトル. Vwind - Vrocket

  • α: 迎角(angle of attack) 機体が流れに対してどれだけ傾いているか. tan(α) = Va.x / Va.z α = atan(Va.x / Va.z)

  • β: 横滑り角(angle of side slip) sin(β) = Va.y / norm(Va) β = asin(Va.y / norm(Va)

  • q: 動圧 0.5 * ρ * norm(Va)^2 圧力と同じ次元を持つ

  • D: 空気抵抗(drag force) 空気力の合力Aの機体座標x軸のマイナス方向成分(軸力Xとも) q * S * Cd

  • N: 法線力 空気力の合力Aの機体座標z軸のマイナス方向成分(航空機でいう揚力) q * S * Cl

  • C_D: 空気抵抗係数(軸力係数)

  • C_N: 法線力係数(揚力係数)

  • C_Nα: 法線力係数傾斜(揚力傾斜) C_N / α[rad]

  • C_D, C_Nは物体の形状及び迎角αの関数

    • だから条件仰角少しずつずらしてCFDする
    • 大きさは関係無い(相似でも同じ)
    • だから風洞が有用

参考