ISO 1151-4-1994 Flight dynamics - Concepts quantities and symbols - Part 4 Concepts quantities and symbols used in the study of aircraft stability and control《飞.pdf

1、NORME INTERNATIONALE ISO 1151-4 Deuxime dition 1994-1 I-OI Mcanique du vol - Concepts, grandeurs et symboles - Partie 4 Concepts, grandeurs et symboles utiliss pour ltude de la stabilit et du pilotage des avions Flight dynamics - Concepts, quantities and symbols - Part 4: Concepts, quantifies and sy

2、mbols used in the study of aircrafi stability and control Numro de rfrence ISO 1151-4:1994(F) ISO 1151-4:1994(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llabo- ration des Normes intern

3、ationales est en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouver- nementales et non gouvernementales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO

4、 collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l

5、approbation de 75 % au moins des comits membres votants. La Norme internationale ISO 1151-4 a t labore par le comit technique lSO/K 20, Aronautique et espace, sous-comit SC 3, Concepts, grandeurs et symboles de la mcanique du vol. LISO 1151 comprend les parties suivantes prsentes sous le titre gnral

6、 Mcanique du vol - Concepts, grandeurs et symboles : - Partie 7: Mouvement de lavion par rapport lair - Partie 2: Mouvement de lavion et de latmosphre par rapport- la Terre - Partie 3: Qrives des forces, des moments et de leurs coefficients - Partie 4: Concepts, grandeurs et symboles utiliss pour lt

7、ude de la stabilit et du pilotage des avions - Partie 5: Grandeurs utilises dans les mesures - Partie 6: Gomtrie de lavion - Parfie 7: Points de vol et domaines de vol - Partie 8: Concepts et grandeurs utiliss pour ltude du comportement dynamique de lavion - Parfie 9: Modles de mouvements atmosphriq

8、ues le long de la trajectoire de lavion 0 ISO 1994 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, s

9、ans laccord crit de lditeur. Organisation internationale de normalisation Case postale 56 l CH-1211 Genve 20 l Suisse Imprim en Suisse ii ISO ISO 1151-4:1994(F) LISO 1151 est destine introduire les principaux concepts, dfinir les termes les plus importants utiliss dans les tudes thoriques et exprime

10、ntales et, dans la mesure du possible, donner les symboles correspondants. Dans toutes les parties de IISO 1151, le terme avion) dsigne un vhicule destin voler dans latmosphre ou dans lespace. En gnral, il prsente essen- tiellement une symtrie gauche-droite par rapport un plan. Ce plan est dtermin p

11、ar les caractristiques gomtriques de lavion. Dans ce plan, on dfinit deux directions orthogonales: arrire-avant et dessus-dessous. La direction transversale, sur la perpendiculaire ce plan, en rsulte. Lorsquil y a un seul plan de symtrie, cest le plan de rfrence de lavion. Lorsquil y a plus dun plan

12、 de symtrie, ou lorsquil ny en a aucun, il est nces- saire de choisir un plan de rfrence. Dans le premier cas, le plan de rfrence est lun des plans de symtrie. Dans le second cas, le plan de rfrence est arbitraire. Dans tous les cas, il est ncessaire den prciser le choix. Les angles de rotation, les

13、 vitesses angulaires et les moments autour dun axe sont positifs dans le sens dhorloge, pour un observateur regardant dans la direc- tion positive de cet axe. Tous les tridres utiliss sont trirectangles et directs, cest-dire quune rotation positive de 7t1/2 autour de laxe x amne laxe y dans la posit

14、ion prcdemment occupe par laxe Z. Le centre de gravit concide avec le centre dinertie si le champ de gravit est homogne. Si tel nest pas le cas, le centre de gravit peut tre remplac par le centre dinertie dans les dfinitions de IISO 1151. Cela devra alors tre spcifi. Numrotation des articles et des

15、paragraphes Dans le but de faciliter lindication des rfrences dun article ou dun paragraphe, une numrotation dcimale a t adopte telle que le premier chiffre soit le numro de la partie considre de IISO 1151. . . . III Page blanche - NORME INTERNATIONALE 0 ISO ISO 1151-4:1994(F) Mcanique du vol - Conc

16、epts, grandeurs et symboles - Partie 4: Concepts, grandeurs et symboles utilis s pour ktude de la stabilit et du pilotage des avions 4.0 Introduction La prsente partie de IISO 1151 traite des concepts, grandeurs et symboles utiliss pour ltude de la stabilit et du pilotage des avions. 4.1 Commandes L

17、es dfinitions suivantes, sauf celles en 4.1.4, sappliquent un avion dont les commandes de pilotage (7.2.1.1) principales sont - le manche ou le volant, pour les commandes de tangage (4.1.1.1) et de roulis (4.1.2A); - les pdales, pour la commande de lacet (4.1.3.1). NOTES 1 Dans les symboles donns en

18、 4.1.1 4.1.4, la lettre 6 peut tre omise sil ny a pas de risque de confusion. 2 Les signes adopts pour les dplacements des commandes de pilotage sont usuels, mais pas ncessairement conformes aux conventions adoptes normalement. 4.1.1 Commande de tangage commande de tangage tangage (4.1.1.1 positif v

19、ers lavant 60.4). Effort sur la commande de Compensateur de tangage commande de tangage (4.1 .1.3). ans la plupart des cas, cette commande sert rduire ou annuler la commande de tangage (4.1.1.3) pour un tat de vol (8.1.2) 1 ISO 1151-4:1994(F) ISO 4.1.2 Commande de roulis - II - - II L Dfinition - II

20、 Symbole Commande de pilotage (7.2.1.1) permettant au pilote de modifier le moment de roulis (1.5.5). - (1) Manche: Dplacement dun point de rfrence li la commande de roulis (4.1.2.1) dans un repre convenablement choisi. II est positif vers la gauche (au sens de 6.0.4). DC3 (2) Volant: Angle de rotat

21、ion de la commande de roulis. II est ngatif dans le sens dhorloge pour le pilote. (1) Manche: Force exerce par le pilote sur la commande de roulis (4.1.2.1). Elle est positive vers la gauche (au sens de 6.0.4). E6l (2) Volant: Moment du couple rsultant de leffort du pilote sur le volant, divis par l

22、e rayon du volant. Cet effort est ngatif lorsque le couple mentionn est exerc dans le sens dhorloge pour le pilote. Commande permettant au pilote de modifier leffort sur la commande de roulis (4.1.2.3). NOTE - Dans la plupart des cas, cette commande sert rduire ou annuler leffort sur la commande de

23、roulis (4.1.2.3) pour un tat de vol (8.1.2) considr. Dfinition Symbole Commande de pilotage (7.2.1.1) permettant au pilote de modifier le moment de lacet (1.5.5). Dplacement dun point de rfrence li la commande de lacet (4.1.3.1) dans un repre convenablement choisi. II est positif lorsque le pied gau

24、che du pilote se dplace vers lavant (6.0.4). D,fl Force exerce par le pilote sur la commande de lacet (4.1.3.1). Elle est positive lorsque le pilote pousse vers lavant (6.0.4) avec le pied gauche. Commande permettant au pilote de modifier leffort sur la commande de lacet (4.1.3.3). NOTE - Dans la pl

25、upart des cas, cette commande sert rduire ou annuler leffort sur la commande de lacet (4.1.3.3) pour un tat de vol (8.1.2) considr. - - II - ESn NO Dnomination Commande de roulis 4.1.2.1 4.1.2.2 4.1.2.3 Dplacement de la commande de roulis Effort sur la commande de roulis 4.1.2.4 Compensateur de roul

26、is 4.1.3 Commande de lacet N” Dnomination 4.1.3.1 Commande de lacet Dplacement de la commande de lacet Effort sur la commande de lacet 4.1.3.2 4.1.3.3 4.1.3.4 Compensateur de lacet 4.1.4 Commande de pot-tance Un tel type de commande existe sur les hlicoptres. Cette commande agit sur le pas collectif

27、 des pales du rotor principal. Cest en gnral un levier plac ct du pilote. commande de portante hlicoptre de modifier la portante (1.6.2.8) en faisant varier le calage moyen des pales du rotor principal. commande de pas collectif collectif (4.1.4.1) dans un repre convenablement choisi. II est positif

28、 vers le dessus (au sens de 6.0.4). ISO ISO 1151-4:1994(F) 4.2 Paramtres de stabilit Ce paragraphe traite de concepts et de grandeurs utiliss dans les tudes simplifies de la stabilit dun avion. Ces tudes sappuient sur un modle dans lequel les coefficients des composantes du moment arodynamique du pl

29、aneur (1.7.2.8) sont supposs tre des fonctions continues et drivables des variables de vol (8.1.1) suivantes: lincidence, a (1.2.1.2), le drapage, p (1.2.1.1), les trois braquages de gouvernes, 6 1, 6 ml 6” (1.8.3.11, 1.8.3.12, 1.8.3.13 respectivement), entre autres, dont les variations sont faibles

30、. Dans la plupart des cas, il est ncessaire de prciser la variable indpendante, les variables qui sont supposes fixes, et les relations entre variables. Par exemple, pour ltude de la stabilit longitudinale: a) on carte, a priori, les cas de vol en virage stabilis (8.2.8); b) on retient usuellement l

31、es deux cas suivants: 1) gouverne bloque: - la variable indpendante est lincidence, - les vitesses angulaires p, 4 et r (1.3.6) sont nulles, - la gouverne de tangage est bloque 6m (1.8.3.12) constant; 2) gouverne libre: - la variable indpendante est lincidence, - les vitesses angulaires p, 4 et r so

32、nt nulles, - la gouverne de tangage est libre, sa position 6, ne dpend que de lincidence, de telle faon que son moment de charnire (1.9.1) reste nul. La fonction 6,(a) est suppose drivable. (Cela exclut le cas o la gouverne est commande par une servocommande irrversible.) 4.2.1 Foyers coefficient de

33、 moment arodynamique de tangage (1.7.2.8) reste constant lorsque lincidence varie, la gouverne de = constante (1.7.2.8) reste constant lorsque lincidence varie, la gouverne de tangage tant libre: 3 ISO 1151-4:1994(F) ISO p (1.7.2.8) restent constants lorsque le drapage varie, les gouvernes tant bloq

34、ues: = 0 avec 6, et 6, = constantes coefficient de moment arodynamique de tangage (1.7.2.8) reste constant lorsque le braquage de la gouverne tangage varie, lincidence tant constante: - = 0 avec a = constante auquel le coefficient de moment arodynamique de lacet (1.7.2.8) reste constant lorsque le b

35、raquage de la gouverne lacet varie, le drapage tant constant: 4.2.2 Marges statiques Dans les dfinitions 4.2.2.1 et 4.2.2.2 on suppose que laxe longitudinal x (1.1.5) est parallle laxe “b du tridre de base de laile (6.6.11). x1 est la coordonne longitudinale (1.1.5) du centre dinertie; x2 est la coo

36、rdonne longitudinale du foyer pour lincidence gouverne bloque (4.2.1 .l); Z est la longueur de rfrence (1.4.6). 1 Cette grandeur est gnralement exprime en pourcentage de la longueur de rfrence (1.4.6). 2 La longueur de rfrence gnralement utilise est la longueur de la corde moyenne arodynamique de la

37、ile (6.6.17). 3 La marge statique est positive lorsque le foyer correspondant est situ en arrire du centre dinertie. ISO ISO 1151-4:1994(F) N” 4.2.2.2 Dnomination Marge statique gouverne libre Dfinition Grandeur dfinie par le rapport xl - x3 1 x1 est la coordonne longitudinale (1.1.5) du centre dine

38、rtie; x3 est la coordonne longitudinale du foyer pour lincidence gouverne libre (4.2.1.2); Z est la longueur de rfrence (1.4.6). NOTES 1 Cette grandeur est gnralement exprime en pourcentage de la longueur de rfrence (1.4.6). 2 La longueur de rfrence gnralement utilise est la longueur de la corde moy

39、enne arodynamique de laile (6.6.17). 3 La marge statique est positive lorsque le foyer correspondant est situ en arrire du centre dinertie. Symbole 4.2.3 Centre de pousse N” 4.2.3.1 Dnomination Centre de pousse (arodynamique) Dfinition Point par rapport auquel le moment arodynamique (1.6.2.9) est nu

40、l. Dans le cas particulier dun tat de vol (8.1.2) donn pour lequel 1 YA 0 = LA 0 = N A=o ce terme dsigne le point P de laxe longitudinal (1.1.5) dfini par sa coordonne longitudinale MA xp=- ZA o YA et ZA sont les composantes de la force arodynamique (1.6.2.2) par rapport lorigine du tridre avion (1.

41、1.5); LA, MA, NA sont les composantes du moment arodynamique (1.6.2.10) par rapport lorigine du tridre avion (1.1.5). Symbole 5 ISO 1151-4:1994(F) ISO 4.2.4 Stabilits ) lorsque, aprs en avoir t cart, il est 1 Cette stabilit est assure si %Il o da o c, est le coefficient de moment de tangage (1.5.6)

42、par rapport au centre dinertie. 2 Dans le cas o le moment de tangage des forces de propulsion (1.6.1.4) est nul, cette stabilit est obtenue lorsque la marge statique gouverne bloque (4.2.2.1) est positive. 4.2.4.3 Stabilit statique longitudinale gouverne libre Stabilit statique (4.2.4.1) dans le mou

43、vement longitudinal dun avion (8.2.9), la gouverne de tangage tant libre autour de sa charnire (voir 4.2). - NOTES 1 Cette stabilit est assure si Gl CO da o c, est le coefficient de moment de tangage (1.5.6) par rapport au centre dinertie. 2 Dans le cas o le moment de tangage des forces de propulsio

44、n (1.6.1.4) est nul, cette stabilit est obtenue lorsque la marge statique gouverne libre (4.2.2.2) est positive. 4.2.4.4 Stabilit dynamique Un avion est dynamiquement stable sil revient un tat de vol stabilis (8.1.3) aprs avoir t soumis une perturbation (8.1.8) ou une sollicitation (8.1.7). - 4.3 Gr

45、andeurs utilises pour lvaluation du comportement de lavion Les grandeurs suivantes sont pour la plupart des critres pratiques qui ncessitent gnralement des visualisations graphiques pour pouvoir conclure sur les phnomnes. Dans chaque cas, les variables de vol (8.1.1) maintenues constantes doivent tr

46、e prcises. manoeuvre E6, est leffort sur la commande de tangage (4.1.1.3); est le facteur de charge (1.5.9). 6 ISO ISO 1151-4:1994(F) N” 4.3.2 Dnomination (Gradient de) dplacement en manoeuvre Dfinition Grandeur dfinie par la formule - %Grl an o Symbole 4.3.3 (Gradient d) effort par nombre de Mach D

47、, est le dplacement de la commande de tangage (4.1.1.2); n est le facteur de charge (1.5.9). Grandeur dfinie par la formule dEgf?l dM 4.3.4 (Gradient de) dplacement par nombre de Mach o Eg, est leffort sur la commande de tangage (4.1.1.3); M est le nombre de Mach (1.3.3). Grandeur dfinie par la form

48、ule dDhl dM 4.3.5 (Gradient d) effort par rapport la vitesse conventionnelle o D, est le dplacement de la commande de tangage (4.1.1.2); A4 est le nombre de Mach (1.3.3). Grandeur dfinie par la formule - %hl av, 4.3.6 (Gradient de) dplacement par rapport la vitesse conventionnelle o vc est la vitesse conventionnelle (5.6.1). Grandeur dfinie par la formule - w5rn % o D, es