Фиксированная точечная масса

Объединение уравнений массы точек четвертого или шестого порядка движения в скоординированном полете

Библиотека:
Аэрокосмический блок/Уравнения движения/Точечная масса

Описание

Блок Масса фиксированной точки крыла объединяет уравнения массы точки четвертого или шестого порядка движения в скоординированном полете.

Ограничения

Плоская система отсчёта Земли считается инерционной, приближением, позволяющим пренебрегать силами, обусловленными движением Земли относительно «неподвижных звёзд».
Блок предполагает, что существует полностью скоординированный полёт, то есть отсутствует боковая сила (оси ветра) и боковая скольжение всегда равно нулю.

Порты

Вход

развернуть все

`Lift` - Подъем
скаляр

Подъем, указанный как скаляр в единицах силы.

Типы данных: double

`Drag` - Перетаскивание
скаляр

Перетаскивание, указанное как скаляр в единицах силы.

Типы данных: double

`Weight` - Вес
скаляр

Вес, определяемый как скаляр в единицах силы.

Типы данных: double

`Thrust` - Тяга
скаляр

Тяга, заданная как скаляр в единицах силы.

Типы данных: double

`ɣ_a` - Угол траектории полета относительно воздушной массы
скаляр

Угол траектории полета относительно воздушной массы, определяемый как скаляр в радианах.

Типы данных: double

`μ` - Угол крена
скаляр

Угол банка, заданный как скаляр в радианах.

Типы данных: double

`ɑ` - Угол атаки
скаляр

Угол атаки, заданный как скаляр в радианах.

Типы данных: double

`V_wind` - Вектор ветра
трехэлементный вектор

Вектор ветра в направлении движения воздушной массы, определяемый как трехэлементный вектор.

Типы данных: double

Продукция

развернуть все

`V` - Воздушная скорость
скаляр

Воздушная скорость, возвращенная как скаляр.

Типы данных: double

`G` - Проекция скорости на землю
скаляр

Наземная скорость над Землёй (скорость движения над землёй), возвращённая как скаляр.

Типы данных: double

`V_a` - Вектор скорости относительно массы воздуха
трехэлементный вектор

Вектор скорости относительно воздушной массы, возвращаемый как трехэлементный вектор.

Типы данных: double

`V_e` - Вектор скорости относительно Земли с ориентацией [на северо-восток вниз]
трехэлементный вектор

Вектор скорости относительно Земли с [North East Down] ориентация, возвращаемая как трехэлементный вектор.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите ориентацию опорного кадра в значение [North East Down].

Типы данных: double

`V_ENU` - Вектор скорости относительно Земли
трехэлементный вектор

Вектор скорости относительно Земли с [East North Up] ориентация, возвращаемая как трехэлементный вектор.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите ориентацию опорного кадра в значение [East North Up].

Типы данных: double

`X_e` - Вектор положения относительно Земли
трехэлементный вектор

Вектор положения относительно Земли с [North East Down] ориентация, возвращаемая как трехэлементный вектор.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите ориентацию опорного кадра в значение [North East Down].

Типы данных: double

`X_ENU` - Вектор положения относительно Земли
трехэлементный вектор

Вектор положения относительно Земли с [East North Up] ориентация, возвращаемая как трехэлементный вектор.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите ориентацию опорного кадра в значение [East North Up].

Типы данных: double

`γ_a` - Угол траектории полета относительно воздушной массы
скаляр

Угол траектории полета относительно воздушной массы, возвращаемый как скаляр.

Типы данных: double

`γ` - Угол траектории полета относительно Земли
скаляр

Угол траектории полета относительно Земли, возвращаемый как скаляр.

Типы данных: double

`χ_a` - Курсовой угол относительно воздушной массы
скаляр

Угол курса относительно воздушной массы, возвращаемый как скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра «Степени свободы» значение 6th Order (Coordinated Flight).

Типы данных: double

`χ` - Курсовой угол относительно Земли
скаляр

Угол курса относительно Земли, возвращаемый как скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра «Степени свободы» значение 6th Order (Coordinated Flight).

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

`Units` - Единицы измерения
`Metric (MKS)` (по умолчанию) | `English (velocity in ft/s)` | `English (velocity in kts)`

Единицы ввода и вывода, указанные ниже:

Единицы	Силы	Скорость	Положение	Масса
`Metric (MKS)`	ньютоны	метров в секунду	метры	килограммы
`English (velocity in ft/s)`	фунты	футов в секунду	ноги	слизняки
`English (velocity in kts)`	фунты	узлы	ноги	слизняки

Программное использование

Параметр блока: units

Текст: символьный вектор

Значения: 'Metric (MKS)' | 'English (velocity in ft/s)' | 'English (velocity in kts)'

По умолчанию: 'Metric (MKS)'

`Reference frame orientation` - Опорные рамки
`[North East Down]` (по умолчанию) | `[East North Up]`

Опорные кадры, используемые для портов ввода и портов вывода, указанные как [East North Up] или [North East Down].

Программное использование

Параметр блока: frame

Текст: символьный вектор

Значения: '[East North Up]' | '[North East Down]'

По умолчанию: '[North East Down]'

`Degrees of freedom` - Степени свободы
`6th Order (Coordinated Flight)` (по умолчанию) | `4th Order (Longitudinal)`

Степени свободы, указанные как 4th Order (Longitudinal) или 6th Order (Coordinated Flight).

Программное использование

Параметр блока: order

Текст: символьный вектор

Значения: '4th Order (Longitudinal)' | '6th Order (Coordinated Flight)'

По умолчанию: '6th Order (Coordinated Flight)'

`Initial crossrange` - Начальное восточное (земное) место пересечения
`0` (по умолчанию) | скаляр

Начальное восточное (земное) местоположение в [North East Down] ориентация, заданная как скаляр.

Зависимости

Спецификация направления этого параметра зависит от ориентации опорной рамки и настроек степеней свободы:

Начальный перекресток	Ориентация опорной рамки	Степени свободы
Восток	[Северо-восток вниз]	6-й порядок (координированный полет)
Север	[Восток на север вверх]	6-й порядок (координированный полет)

Программное использование

Параметр блока: east

Текст: символьный вектор

Значения: скаляр

По умолчанию: '0'

`Initial downrange` - Начальный Северный (Земля) нисходящий диапазон
`0` (по умолчанию) | скаляр

Начальный северный (земной) нисходящий диапазон точечной массы, заданный как скаляр.

Зависимости

Первоначальное понижение	Ориентация опорной рамки	Степени свободы
Север	[Северо-восток вниз]	6-й приказ (координированный полет)
Север	[Северо-восток вниз]	4-й порядок (продольный)
Восток	[Восток на север вверх]	6-й приказ (координированный полет)
Восток	[Восток на север вверх]	4-й порядок (продольный)

Программное использование

Параметр блока: north

Текст: символьный вектор

Значения: скаляр

По умолчанию: '0'

`Initial altitude` - Начальная высота
`0` (по умолчанию) | скаляр

Начальная высота точечной массы, заданная как скаляр.

Программное использование

Параметр блока: altitude

Текст: символьный вектор

Значения: скаляр

По умолчанию: '0'

`Initial airspeed` - Начальная воздушная скорость
`50` (по умолчанию) | скаляр

Начальная воздушная скорость точечной массы, заданная как скаляр.

Программное использование

Параметр блока: 'airspeed'

Текст: символьный вектор

Значения: скаляр

По умолчанию: '50'

`Initial flight path angle` - Угол начальной траектории полета
`0` (по умолчанию) | скаляр

Начальный угол траектории полета точечной массы, заданный как скаляр.

Программное использование

Параметр блока: gamma

Текст: символьный вектор

Значения: скаляр

По умолчанию: '0'

`Initial heading angle` - Угол начального курса
`0` (по умолчанию) | скаляр

Начальный курсовой угол точечной массы, заданный как скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра «Степени свободы» значение 6th Order (Coordinated Flight).

Программное использование

Параметр блока: chi

Текст: символьный вектор

Значения: скаляр

По умолчанию: '0'

`Mass` - Точечная масса
`10` (по умолчанию) | скаляр

Масса точечной массы, заданная как скаляр.

Программное использование

Параметр блока: mass

Текст: символьный вектор

Значения: скаляр

По умолчанию: '10'

Алгоритмы

Интегрированные уравнения движения для точечной массы:

$\begin{array}{l} \overset{}{} V˙= (Tcosα - D −_{} \\ {\overset{Wsinγ ai}{}}_{})/ mγ˙a= ((L + Tsinα)_{} cos, - \\ {\overset{}{}}_{}_{} Wcosγ ai_{} \end{array}$ )/( mV) X˙e=Va+Vw

Уравнения 6-го порядка:

$\begin{array}{l} {\overset{}{}}_{} X˙a= ((L + Tsinα) sinλ)/(_{} \\ {\overset{}{}}_{}_{mVcosγ a)}_{}_{} \\ {\overset{}{}}_{}_{}_{}_{} \\ {\overset{}{}}_{}_{}_{} \end{array}$ X˙a'East=VcosχacosγaX˙a'North=VsinχacosγaX˙a'Up=Vsinγa

Уравнения 4-го порядка:

$\begin{array}{l} {\overset{}{}}_{} \\ {\overset{}{}}_{}_{}_{} \\ {\overset{}{}}_{}_{} \\ {\overset{}{}}_{}_{}_{χ˙a=0X˙a'East=VcosγaX˙a'North=0X˙a'Up=Vsinγa} \end{array}$

где:

м - Масса.
g - Гравитационное ускорение.
W - вес (м * г).
L - Сила подъема.
D - Сила перетаскивания.
T - Сила тяги.
α - Угол атаки.
λ - Угол крена.
_{γ ai} - значение входного порта для угла траектории полета.
V - Воздушная скорость, измеренная на самолете, по отношению к воздушной массе. Это также величина вектора _Va.
Vw - вектор установившегося ветра.
Нижний индекс a - для переменных обозначает, что они относятся к постоянно движущейся воздушной массе:
- γ a - Угол траектории полета.
- δa - Угол курса.
- Xa - Положение [Восток, Север, Вверх].
Подстрочный индекс e - инерционный каркас плоской Земли, такой, что так Xe является положением на Земле после коррекции Xa для движения воздушной массы.

К числу дополнительных мероприятий относятся:

$\begin{array}{l} G \sqrt{= {_{(}}_{^{}} {{Ve 'East2}_{} +}_{^{}}} \\ {Ve' North2)}^{γ} = \frac{{_{}}_{\sin}}{- \underset{}{_{1}} (} \\ ^{} Ve'Up‖Ve¯ \frac{{_{}}_{}}{{_{}}_{}} \end{array}$ ‖)

где:

Обратная касательная с четырьмя квадрантами (atan2) вычисляет угол курса.
Грунтовая скорость, G, - скорость над плоской Землёй (2-D проекция).

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Масса точки 4-го порядка (продольная) | Массовые силы 4-го порядка (продольные) | 6DOF (Эйлеровы углы) | 6DOF (кватернион) | 6DOF ECEF (кватернион) | 6DOF Ветер (углы ветра) | Масса пункта 6-го порядка (координированный полет) | Массовые силы 6-го порядка (скоординированный полет) | Настраиваемые переменные массовые 6DOF (углы Эйлера) | Настраиваемые переменные массовые 6DOF (кватернион) | Настраиваемая переменная масса 6DOF ECEF (кватернион) | Пользовательская переменная масса 6DOF Ветер (кватернион) | Пользовательская переменная масса 6DOF ветер (углы ветра) | Простые переменные массовые 6DOF (углы Эйлера) | Простая переменная массовая 6DOF (кватернион) | Простая переменная масса 6DOF ECEF (кватернион) | Простая переменная масса 6DOF ветер (кватернион) | Простая переменная масса 6DOF ветер (углы ветра)

Представлен в R2021a

Документация

Фиксированная точечная масса

Описание

Ограничения

Порты

Вход

Lift - Подъем скаляр

Drag - Перетаскивание скаляр

Weight - Вес скаляр

Thrust - Тяга скаляр

ɣa - Угол траектории полета относительно воздушной массы скаляр

μ - Угол крена скаляр

ɑ - Угол атаки скаляр

Vwind - Вектор ветра трехэлементный вектор

Продукция

V - Воздушная скорость скаляр

G - Проекция скорости на землю скаляр

Va - Вектор скорости относительно массы воздуха трехэлементный вектор

Ve - Вектор скорости относительно Земли с ориентацией [на северо-восток вниз] трехэлементный вектор

Зависимости

VENU - Вектор скорости относительно Земли трехэлементный вектор

Зависимости

Xe - Вектор положения относительно Земли трехэлементный вектор

Зависимости

XENU - Вектор положения относительно Земли трехэлементный вектор

Зависимости

γa - Угол траектории полета относительно воздушной массы скаляр

γ - Угол траектории полета относительно Земли скаляр

χa - Курсовой угол относительно воздушной массы скаляр

Зависимости

χ - Курсовой угол относительно Земли скаляр

Зависимости

Параметры

Units - Единицы измерения Metric (MKS) (по умолчанию) | English (velocity in ft/s) | English (velocity in kts)

Программное использование

Reference frame orientation - Опорные рамки [North East Down] (по умолчанию) | [East North Up]

Программное использование

Degrees of freedom - Степени свободы 6th Order (Coordinated Flight) (по умолчанию) | 4th Order (Longitudinal)

Программное использование

Initial crossrange - Начальное восточное (земное) место пересечения 0 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программное использование

Initial downrange - Начальный Северный (Земля) нисходящий диапазон 0 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программное использование

Initial altitude - Начальная высота 0 (по умолчанию) | скаляр

Программное использование

Initial airspeed - Начальная воздушная скорость 50 (по умолчанию) | скаляр

Программное использование

Initial flight path angle - Угол начальной траектории полета 0 (по умолчанию) | скаляр

Программное использование

Initial heading angle - Угол начального курса 0 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программное использование

Mass - Точечная масса 10 (по умолчанию) | скаляр

Программное использование

Алгоритмы

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Документация по аэрокосмическим блокам

Поддержка

`Lift` - Подъем
скаляр

`Drag` - Перетаскивание
скаляр

`Weight` - Вес
скаляр

`Thrust` - Тяга
скаляр

`ɣ_a` - Угол траектории полета относительно воздушной массы
скаляр

`μ` - Угол крена
скаляр

`ɑ` - Угол атаки
скаляр

`V_wind` - Вектор ветра
трехэлементный вектор

`V` - Воздушная скорость
скаляр

`G` - Проекция скорости на землю
скаляр

`V_a` - Вектор скорости относительно массы воздуха
трехэлементный вектор

`V_e` - Вектор скорости относительно Земли с ориентацией [на северо-восток вниз]
трехэлементный вектор

`V_ENU` - Вектор скорости относительно Земли
трехэлементный вектор

`X_e` - Вектор положения относительно Земли
трехэлементный вектор

`X_ENU` - Вектор положения относительно Земли
трехэлементный вектор

`γ_a` - Угол траектории полета относительно воздушной массы
скаляр

`γ` - Угол траектории полета относительно Земли
скаляр

`χ_a` - Курсовой угол относительно воздушной массы
скаляр

`χ` - Курсовой угол относительно Земли
скаляр

`Units` - Единицы измерения
`Metric (MKS)` (по умолчанию) | `English (velocity in ft/s)` | `English (velocity in kts)`

`Reference frame orientation` - Опорные рамки
`[North East Down]` (по умолчанию) | `[East North Up]`

`Degrees of freedom` - Степени свободы
`6th Order (Coordinated Flight)` (по умолчанию) | `4th Order (Longitudinal)`

`Initial crossrange` - Начальное восточное (земное) место пересечения
`0` (по умолчанию) | скаляр

`Initial downrange` - Начальный Северный (Земля) нисходящий диапазон
`0` (по умолчанию) | скаляр

`Initial altitude` - Начальная высота
`0` (по умолчанию) | скаляр

`Initial airspeed` - Начальная воздушная скорость
`50` (по умолчанию) | скаляр

`Initial flight path angle` - Угол начальной траектории полета
`0` (по умолчанию) | скаляр

`Initial heading angle` - Угол начального курса
`0` (по умолчанию) | скаляр

`Mass` - Точечная масса
`10` (по умолчанию) | скаляр

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™