ISO 1151-9-1993 Flight dynamics concepts quantities and symbols part 9 models of atmospheric motions along the trajectory of the aircraft《飞行力学 概念、量和符号 第9部分 沿航空器.pdf

1、NORME INTERNATIONALE ISO 1151-9 Premire dition 1993-09- 15 Mcanique du vol - Concepts, grandeurs et symboles - Partie 9: Modles de mouvements atmosphriques le long de la trajectoire de lavion Flight dynamics - Concepts, quantities and symbols - Part 9: Mode/s of atmospheric motions along the traject

2、ory of the aircrafi Numro de rfrence ISO 1151-9:1993(F) ISO 1151-9:1993(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llabo- ration des Normes internationales est en gnral confie aux comi

3、ts 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 collabore troitement avec la Commissi

4、on lectro- technique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotech- nique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des c

5、omits membres votants. La Norme internationale ISO 1151-9 a t labore par le comit technique ISO/TC 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 Mcanique du vol - Concepts, gran

6、deurs et symboles : - Partie 7: Mouvement de lavion par rapport lair Partie 2: Mouvement de lavion et de latmosphre par rapport la Terre Partie 3: Drrves des forces, des moments et de leurs coefficients - Partie 4: Concepts, grandeurs et stabilit et du pilotage des avions symboles utiliss pour ltude

7、 de la - Partie 5: Grandeurs utilises dans les mesures - Partie 6: Gomtrie de lavion - Partie 7: Points de vol et domaines de vol - Partie 8: Concepts et dynamique de lavion grandeurs utiliss pour ltude du comportement - Partie 9: Modles de mouvements atmosphriques le long de la trajectoire de lavio

8、n 0 ISO 1993 Droits de reproduction rservs. 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, sans laccord crit de lditeur. Organisation internationale de normali

9、sation Case postale 56 l CH-1211 Genve 20 l Suisse Imprim en Suisse ii ISO 1151=9:1993(F) LISO 1151 est destine introduire les principaux concepts, dfinir les termes les plus importants utiliss dans les tudes thoriques et exprimentales et, dans la mesure du possible, donner les symboles correspondan

10、ts. Dans toutes les parties de IISO 1151, le terme (avion) dsigne un vhicule destin voler dans latmosphre ou dans lespace. En gnral, il prsente essentiellement une symtrie gauche-droite par rapport un plan. Ce plan est dtermin par les caractristiques gomtriques de lavion. Dans ce plan, on dfinit deu

11、x directions orthogonales: arrire-avant et dessus-dessous. La direc- tion 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 de symtrie, ou lorsquil ny en a aucun, il est nces- saire de choisir

12、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 arbi- traire. Dans tous les cas, il est ncessaire den prciser le choix. Les angles de rotation, les vitesses angulaires et les moments autour dun axe sont positifs dan

13、s 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 162 autour de laxe x amne laxe 7 dans la position prcdemment occupe par laxe z. Le centre de gravit concide avec le

14、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 paragraphes Dans le but de faciliter lindication des rfrences dun arti

15、cle ou dun para- graphe, une numrotation dcimale a t adopte telle que le premier chiffre soit le numro de la partie considre de NS0 1151. Page blanche NORME INTERNATIONALE ISO 1151=9:1993(F) Mcanique du vol - Concepts, grandeurs et symboles - Partie 9: Modles de mouvements atmosphriques le long de l

16、a trajectoire de lavion 9.0 Introduction La prsente partie de IISO 1151 traite des concepts et des grandeurs qui caractrisent les modles des mouvements atmosphriques affectant le comportement dynamique dun avion. Le mouvement de lair par rapport la Terre est dfini par le vecteur vent (2.2.3) en chaq

17、ue point de la trajectoire de lavion (8.2.1). Dans les problmes de mcanique du vol, il est habituel dutiliser des modles mathmatiques du champ du vecteur vent et de ses variations au cours du temps. Ce sont des reprsentations schmatiques des mouvements rels de latmosphre. Dans la prsente partie de I

18、ISO 1151, les modles suivants sont dfinis: - vent constant (9.1); - gradients de vent (9.2); - rafales (9.3); - modles tridimensionnels de vents (9.4); - tourbillons (9.5). Dautres modles peuvent tre dfinis par superposition de ces modles. ISO 1151-9:1993(F) 9.1 Vent constant NO Dnomination 9.1.1 Ve

19、nt stationnaire 9.1.2 Vent constant 9.1.3 Vent moyen Dfinition Modle de vent dfini de telle faon que le vecteur vent (22.3) soit constant dans le temps. Modle de vent dfini de telle faon que le vecteur vent (2.2.3) soit constant en tout point de lespace et dans le temps. NOTE - Cest le modle de vent

20、 utilis dans dautres parties de IISO 1151. Vent constant (9.1.2) dfini de faon conventionnelle dans les modles incluant les variations du mouvement de lair par rapport au temps: Symbole - - -) “W GW 1 T+ =- I T 0 vw dt o fw est le vecteur vent (2.2.3); 7 est la dure de lintervalle de temps considr.

21、NOTE - Dans les modles de vent caractriss par les variations du vecteur vent prises uniquement par rapport au temps, le vent moyen est le mme en tout point de la trajectoire considre. 9.2 Gradients de vent NO 9.2.1 Dnomination Gradient de vent Dfinition Modle de vent pour lequel les variations du ve

22、cteur vent - sont gales zro, par rapport au temps, et - sont des fonctions continues par rapport aux coordonnes du tridre normal terrestre (1 .1.2). Symbole Dans ce cas, la variation Avw du vecteur vent par rapport ces coordonnes est donne par: GLo= ;E)=;s. 5, .,y o Ii W.V arrwo =-* 14 314wo ax, Wj

23、= -, etc. ?vCl Gradient de vent constant et Ax, AY, AQ sont les variations des coordonnes. Modle de vent pour lequel le gradient de vent (9.2.1) est le mme dans chaque point de lespace considr. - 2 ISO 1151=9:1993(F) 9.3 Rafales 9.3.1 Description gnrale des rafales NO 9.3.1 .l Dnomination Dfinition

24、Symbole Rafale Modle de vent caractris par une variation dterministe et rapide - du vecteur vent Gw (2.2.3) provoquant une variation du vecteur vitesse-air G (1.3.1). 9.3.1.2 9.3.1.3 Vecteur vitesse de rafale Vitesse de rafale Profil de rafale Composante du vecteur vent itw (2.2.3) attribu la rafale

25、 (9.3.1.1). Module du vecteur vitesse de rafale. Fonction de la distance sur la trajectoire de lavion (8.2.1), ou du temps, caractrisant le vecteur vitesse de rafale (9.3.1.2) dans un modle de rafale. 3 “G - 9.3.1.4 9.3.1.5 Vitesse caractristique de rafale Longueur caractristique de rafale NOTE - Le

26、 profil de rafale est caractris par: - une valeur initiale nulle du vecteur vitesse de rafale; - la vitesse caractristique de rafale (9.3.1.4); - la direction de la rafale; - la valeur finale du vecteur vitesse de rafale. Valeur maximale de la vitesse de rafale (9.3.1.2) dans un modle de rafale. Dis

27、tance la plus courte sur la trajectoire de lavion (8.2.1) correspondant une variation de la vitesse de vent Vw (2.2.3) gale la vitesse caractristique de rafale (9.3.1.4). - lG 9.3.1.6 Rafale longitudinale Profil de rafale (9.3.1.3) pour lequel seule la composante du vecteur vitesse de rafale (9.3.1.

28、2) suivant laxe arodynamiquex, (1.1.6) est diffrente de zro. - NOTE - Une rafale longitudinale peut aussi tre dfinie en utilisant la com- posante suivant laxe longitudinal (1 .1.5). 9.3.1.7 Rafale latrale Profil de rafale (9.3.1.3) pour lequel seule la composante du vecteur vitesse de rafale (9.3.1.

29、2) suivant laxe latral arodynami- que 7 (1 .1.6) est diffrente de zro. NOTE - Une rafale transversale peut tre dfinie en utilisant la compo- sante suivant laxe transversal (1.1.5). - 9.3.1.8 Rafale normale Profil de rafale (9.3.1.3) pour lequel seule la composante du vecteur vitesse de rafale (9.3.1

30、.2) suivant laxe normal arodynami- que Z, (1 .1.6) est diffrente de zro. NOTE - Une rafale normale peut aussi tre dfinie en utilisant la compo- sante suivant laxe normal Cl .1.5). - 9.3.1.9 Rafale verticale Profil de rafale (9.3.1.3) pour lequel seule la composante du vecteur vitesse de rafale (9.3.

31、1.2) suivant laxe vertical Z, (1.1.2) est diffrente de zro. - 9.3.1 .lO Rafale horizontale Profil de rafale (9.3.1.3) pour lequel seule la composante du vecteur vitesse de rafale (9.3.1.2) suivant un axe fixe dans le plan hori- zontal xdO (1.1.2) est diffrente de zro. NOTE - Dans ce cas, il convient

32、 de spcifier la direction de laxe par rapport au tridre normal terrestre (1.12). - 3 ISO 115%9:1993(F) 9.32 Rafales types Dans des tudes de la rponse dynamique de lavion des perturbations atmosphriques, diffrents profils types de rafales (9.3.1.3) sont utiliss. Dautres profils de rafales peuvent tre

33、 dfinis sur la base des profils types de rafales donns ci- dessous. Dans les articles suivants, les symboles suivants sont utiliss: a valeur constante i indice alphanumrique caractrisant la perturbation atmosphrique considre t0 instant initial de la perturbation atmosphrique At intervalle de temps c

34、aractristique Tous les profils types de rafales sont nuls pour t c t,. Si t, = 0, la rfrence linstant initial peut tre omise dans le symbole. Lintervalle de temps caractristique, At, peut tre omis du symbole sil est clairement dfini. NO Dnomination 9.3.2.1 Rafale en chelon Dfinition Modle de rafale

35、pour lequel la composante du vecteur vitesse de rafale (9.3.1.2) suivant laxe considr varie en chelon (8.5.1) par rapport au temps: Symbole rGi(t,) rG;(t,) = i 0 sita, a sitt, 9.3.2.2 Rafale en rampe Modle de rafale pour lequel la composante du vecteur vitesse de rafale (9.3.1.2) suivant laxe consid

36、r varie en rampe limite (8.5.3) par rapport au temps: pGj(tot At) 9.3.2.3 Rafale en chelon (1 - COS) 9.3.2.4 Rafale en impulsion (1 - COS) 0 sit =a, pGUO, At) rafale (9.3.1.2) suivant laxe considr varie par rapport au temps daprs la loi: sita, Q;UO, W = si t, t L t, + At Si(+, +At ISO 1151=9:1993(F)

37、 9.4 Modles tridimensionnels de vents NO 9.4.1 I 9.4.2 Dnomination Cisaillement de vent (Downburst) 9.5 Tourbillons NO 9.5.1 9.5.2 9.5.3 Dnomination Tourbillon Modle de tourbillon de Rankine Modle de tourbil que Ion empiri- Dfinition Modle de vent dfini par la juxtaposition de deux vents constants (

38、9.1.2) situs de part et dautre dun plan dont les vecteurs vitesses sont diffrents et parallles ce plan. NOTES 1 Ce concept implique ncessairement lexistence dune discontinuit au niveau du plan de sparation. 2 Au passage du plan de sparation, lavion est soumis un changement du vecteur vent comparable

39、 une rafale en chelon (9.3.2.1). 3 II est possible de remplacer le plan de sparation par une couche mince lintrieur de laquelle le gradient de vent (9.2.1) est fort, mais limit. I Symbole Modle de vent tridimensionnel caractris par: - une symtrie cylindrique suivant laxe vertical, - de grandes vites

40、ses de vent descendant. NOTE - La vitesse du vent est essentiellement verticale dans la partie suprieure du (downburst) et horizontale prs du sol. Dfinition Modle de vent caractris par la rotation de lair autour dun axe. Modle de tourbillon (9.5.1) dans lequel les vecteurs vitesses locaux de lair so

41、nt contenus dans les plans normaux laxe du tourbillon et sont tangents des cercles centrs sur cet axe. La vitesse de lair la distance I de laxe du tourbillon est: V,=V$ pour -21 et avec ;? I =- . . In o 1-n est le rayon du noyau du tourbillon; V, est la vitesse tangentielle de lair pour I- = 1-n NOT

42、E - Dans le modle de Rankine, lair dans le noyau tourne vitesse angulaire identique. Modle de tourbillon (9.5.1) dans lequel les vecteurs vitesses locaux de lair sont contenus dans les plans normaux laxe du tourbillon et sont tangents des cercles centrs sur cet axe. La vitesse de lair la distance I.

43、 de laxe du tourbillon est: 2; vv = vn - I+F* avec F 1 =- ;1 o 1-n est le rayon du noyau du tourbillon; Vn est la vitesse tangentielle de lair pour I* = 1-n Symbole 5 Page blanche Page blanche ISO1151-9:1993(F) CDU 629.7.015:001.4:003.62 Descripteurs: aronef, arodynamique, vol, mcanique de vol, perturbation atmosphrique, notion, dfinition, symbole, grandeur. Prix bas sur 5 pages