航空機の主軸
飛行中の航空機は、3次元的に自由に回転します。ヨー（上下に走る軸を中心に機首を左右に振る） 、ピッチ（翼から翼へ走る軸を中心に機首を上下に振る）、ロール（機首から尾翼へ走る軸を中心に回転する）です。これらの軸は、それぞれ垂直、横方向（または横断方向）、縦方向とも呼ばれます。これらの軸は機体とともに移動し、地球に対して機体とともに回転します。これらの定義は、1950年代後半に最初の有人宇宙船が設計された際に、 宇宙船にも同様に当てはめられました。
これらの回転は、主軸周りのトルク（またはモーメント）によって生じます。航空機では、これらの回転は可動操縦翼面によって意図的に生じさせられ、機体の重心周りの正味空気力の分布を変化させます。エレベーター（水平尾翼の可動フラップ）はピッチ角を、垂直尾翼のラダーはヨー角を、エルロン（翼の反対方向に動くフラップ）はロール角を生み出します。宇宙船では、これらの動きは通常、機体に非対称推力を加える小型ロケットスラスタで構成される 反応制御システムによって生じます。
主軸
ヨー- ピッチ
- ロール
- 垂直軸またはヨー軸 — 上から下に描かれ、他の 2 つの軸に垂直な軸。
- 横軸、横軸、またはピッチ軸 — 有人航空機の場合はパイロットの左から右に走る軸、有翼航空機の場合は翼に平行、臀部ラインに平行。
- 縦軸、またはロール軸 — 船の喫水線と同様に、機体の尾部から機首にかけて通常の飛行方向、つまりパイロットの向いている方向に引かれた軸。
通常、これらの軸は、X、Y、Zという文字で表され、通常はx、y、zと呼ばれる参照フレームと比較されます。通常は、X軸を縦軸として使いますが、他の方法もあります。
垂直軸（ヨー）
ヨー軸は重心を原点とし、機体下面に向かって、翼と胴体基準線に垂直に伸びています。この軸を中心とした運動をヨーと呼びます。正のヨー運動は機首を右に動かします。[ 1 ] [ 2 ]ヨーを制御する主な手段はラダーです。 [ 3 ]
ヨー（yaw）という用語は、もともと航海において、不安定な船が垂直軸を中心に回転する動きを指していました。その語源は定かではありません。[ 4 ]
横軸（ピッチ）
ピッチ軸（横軸または横軸とも呼ばれる）[ 5 ]は、航空機の翼端から翼端までを貫通する軸である。この軸を中心とした回転をピッチと呼ぶ。ピッチは、航空機の機首が向いている垂直方向を変化させる（正のピッチング運動は、航空機の機首を上げ、尾翼を下げる）。エレベーターは、ピッチを制御するための主要な操縦翼面である。[ 3 ]
縦軸（ロール）
ロール軸（または縦軸[ 5 ]）は重心を原点とし、機体の基準線と平行に前方を向いています。この軸を中心とした運動をロールといいます。この軸を中心とした角度変位をバンクといいます。[ 3 ]正のロール運動により、左翼は揚力を受け、右翼は降下します。パイロットは片方の翼の揚力を増加させ、もう片方の翼の揚力を減少させることでロールを制御します。これによりバンク角が変化します。[ 6 ]エルロンはロールを制御する主要な手段です。ラダーもロールに二次的な影響を与えます。[ 7 ]
他の軸システムとの関係
これらの軸は慣性主軸と関連していますが、同一ではありません。航空機の質量分布に関係なく、幾何学的に対称な軸です。
航空宇宙工学では、これらの軸を中心とした固有回転はしばしばオイラー角と呼ばれますが、これは他の分野における既存の用法と矛盾します。その背後にある計算はフレネ・セレの公式に似ています。固有座標系における回転は、その特性行列（座標系のベクトルを列として持つ行列）に回転行列を右乗することと等価です。
歴史
3軸すべての能動制御を実証した最初の航空機は、ライト兄弟が1902年に開発したグライダーであった。[ 8 ]
参照
参考文献
- ^ 「ヨー軸」 . Answers.com . 2008年7月31日閲覧。
- ^ 「Specialty Definition: YAW AXIS」 2012年10月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年7月31日閲覧。
- ^ a b c Clancy, LJ (1975) Aerodynamics Pitman Publishing Limited, London ISBN 0-273-01120-0、セクション16.6
- ^ 「オンライン語源辞典」 。 2020年10月22日閲覧。
- ^ a b「MISB規格0601」(PDF) . Motion Imagery Standards Board (MISB). 2017年3月24日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2015年5月1日閲覧。ファイル:MISB Standard 0601.pdfでも参照できます。
- ^ Wragg, David W. (1972–73). A Dictionary of Aviation (初版). Osprey. p. 224. ISBN 9780850451634。
- ^ FAA (2004).飛行機飛行ハンドブック. ワシントンD.C.:米国運輸省、連邦航空局、第4章、2ページ、FAA-8083-3A.
- ^ “Aircraft rotations” . 2008年7月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年8月4日閲覧。
外部リンク