Uçuş dinamikleri

Uçuş dinamikleri, dış uzayda ya da hava boyunca uçan taşıtların kontrolü, stabilitesi ve performansı üzerine yapılan inceleme ve çalışmalardır. Zamana göre onun motoru üzerine etkiyen kuvvetlerin onun davranışını ve hızını nasıl etkilediğine dikkat eder.

Sabit kanatlı uzay aracında, yerel hava akışına göre aracın değişen döngüsü iki kritik parametreyle gösterilir. atak açısı(alfa) ve yana kayma açısı(beta). Bu açılar hava süratinin vektör yönünü tanıtır çünkü o aerodinamik kuvvetlerindeki modüllerin ve uzay aracına uygulanan momentlerin temel kaynağıdır.

Uzay aracı akışkan dinamiği üç kuvvet içerir: itici, yerçekimsel ve kaldırma ve direnç (herhangi diğer gök atmosferi ya da dünya boyunca seyahat ettiğin zaman). Uzay aracı uçuşunu içeren aerodinamik kuvvetleri çok küçük olduğunda dolayı bu baskın kuvvet olarak yerçekimini terk eder.

Uçak ve uzay aracı dünya horizonu ve başına göre onların dönüşünde ciddi bir ilgiyi paylaşır ve bu açıların başka seti tarafından gösterilir “yaw, pitch, roll” onların günlük konuşma dilinin anlamına denk açılardır ve ayrıca eular dizisi olarak tanımlanan resmi bir tanıma sahiptir. Bu açılar, bir aracın hızının kuvvete karşılık gelmesindeki gibi dönüşün torka karşılık geldiği yerde hareketin dönme denklemlerinin çarpımıdır. Tüm uçuş araçları için dinamik, dönüş ve çevirmenin bu iki parçası benzer bir şekilde kullanılır ve aracın durumunu geliştirmek için bir çift biçiminde (dönüş ve hız) yoldur.

Uçuş dinamikleri uçak dönüşünün üç boyutta kontrolün bilimidir. Bu üç kritik uçuş dinamiği parametreleri roll, pit ve yaw olarak bilinen aracın kütle merkezi hakkındaki üç boyuttaki dönüş açısıdır. (Tait-Bryan açıları olarak onların kullanılışından oldukça farklı.)

Uzay aracı mühendisleri,aracın kütle merkezindeki onun dönüşü(davranışı) için kontrol sistemlerini geliştirir. Bu kontrol sistemleri çeşitli yönlerde kuvvetler uygulayan ve uza aracının yerçekimi merkezindeki momentleri ya da dönüş kuvvetlerini üreten aktüatorleri içerir. Bu yüzden, pitch, roll ya da yaw'da uzay aracını döndürür. Örneğin,bir sendeleme hareketiyle ileriye doğru ya da uzay aracını yukarı ya da aşağıya doğru gitmesine neden olan uzay aracının yerçekimi merkezinden geriye doğru uygulanan dik bir kuvvettir.

Roll, pitch, yaw, bu içerikte tanımlı bir denge durumundan başlayan şahsi eksenler çevresindeki dönüşlerdir. Denge roll açısı kanatlı seviye ya da bir gemi de yan yatma açısı seviyesine denk sıfır yatış açısı olarak bilinir. Yaw rota olarak bilinir.

Sabit kanatlı bir uzay aracı, o atak açısını artırarak ya da azaltarak burnunu yukarı ya da aşağıya eğdiği zaman kanatları tarafından üretilen yükselişi artırır ya da azaltır. Roll açısı uçuşun yatay yönünü değiştirmek için sabit kanatlı bir uzay aracı üzerindeki yatış açısı olarak bilinir. Bir uzay aracı kasti bir şekilde yatırılabildiği (sabit kanatlı bir uzay aracındaki bir eğim)örnekler olmasına rağmen bir uzay aracı genellikle sıfıra yakın yatay açıda tutmak için tipik bir şekilde onu avantajlı yapan direncini azaltmak için burnundan kuyruğuna hava akımına dirençli yapılır.

Uzay aracı üzerine etkiyen kuvvetlerin üç tip vardır: itici kuvvet (genellikle aracın motor direncini tarafından sağlanan); Dünya ve diğer gök cisimleri tarafından uygulanan yerçekimsel kuvvet;ve aerodinamik kaldırma ve direnç (Dünya ya da Mars, Venüs gibi başka cisimlerin atmosferinde uçtuğu zaman). Aracın davranışı, aerodinamik ve itici kuvvetler üstündeki onun etkisinden dolayı hesaba katılmak zorundadır. Uçuş dinamiğinden bağımsız, güç olmayan uçuştaki aracın davranışını kontrol etmek için (termal kontrol, güneş gücü üretimi, iletişimler ya da astronomik gözlem) gibi başka nedenler vardır.

Uzay aracının uçuş dinamiği,aracın uçuşunun çoğu için hızlıca küçük bir etki ya da çok küçük aerodinamik kuvvetler de uçakların uçuş dinamiğinden farklılaşır ve o zaman sırasında davranış kontrolü için kullanılamaz. Ayrıca, bir uzay aracının uçuş zamanının baskın kuvvet olarak yerçekimini bıraktığından dolayı çoğu genellikle güç olmadan gerçekleşir.