一、飞机空间运动的描述

1、 坐标系

为了明确描述飞机的运动状态，必须选定适当的坐标系。例如，为确定飞机相对于地面的位置，就必须采用地面坐标系，飞机的转动可用机体轴系表示，飞机的轨迹运动可采用速度轴系。
（1）地面坐标系：（地轴系）Sg–ogxgygzg
原点o为地面上某一点（例如飞机起飞点）。ogxg轴处于地平面内并指向某方向（指向飞行航线）；ogyg轴也在地平面内，且垂直于ogxg指向右方；ogzg轴垂直于地面指向地心。坐标按右手定则规定，拇指代表ogxg轴，食指代表ogyg，中指代表ogzg轴。如下图所示。

机体坐标系与地面坐标系
（2）机体坐标系：(机体轴系)Sb–oxyz
原点o取在飞机质心处，坐标与飞机固连。ox轴在飞机的对称面内且与翼弦平行，称为飞机的纵轴，以指向机头为正；oy轴垂直于飞机对称面指向右方；oz轴在飞机对称面内，且垂直于ox轴并指向下方，如上图所示。
（3）速度坐标系：(速度轴系)Sa–oxayaza
速度坐标系也称气流坐标系，如下图所示。原点o取在飞机质心处，oxa轴与飞行速度的方向一致，一般情况下，不一定在飞机对称平面内；za轴在飞机对称面内垂直于oxa轴指向机腹；ya轴垂直于xaoza平面指向右方。

速度坐标系与地面坐标系

2、飞机的运动参数

（1）飞机姿态角
三个姿态角表示机体轴系与地面轴系关系，定义如下（参看图 机体坐标系与地面坐标系）：
俯仰角θ——机体轴ox与地平面间的夹角，以抬头为正。
偏航角ψ——机体轴ox在地面上的投影与地轴ogxg间的夹角，以机头右偏航为正。
滚转角Φ——又称为倾斜角，指机体轴oz与包含机体轴ox的铅垂面间的夹角，飞机向右倾斜时Φ为正。
（2）速度轴系与地面轴系的关系
以下三个角度表示速度坐标系与地面坐标系的关系（参看图 速度坐标系与地面坐标系）：
航迹倾斜角γ——飞行速度矢量与地平面间的夹角，以飞机向上飞时为正。
航迹方位角χ——飞行速度矢量在地平面上的投影与ogxg轴间的夹角，以速度在地面的投影在ogxg轴的右边为正。
航迹滚转角μ——速度轴oza与包含速度轴oxa的铅垂面间的夹角，以飞机右倾斜为正。
（3）速度向量与机体轴系的关系
迎角α——速度矢量在飞机对称面上的投影与机体轴ox的夹角。以的投影在ox轴之下为正。

速度向量与机体轴系
侧滑角β——速度矢量与飞机对称面的夹角。以处于对称面之右时为正。

3、 飞机空间运动的描述

利用上述坐标系的相对关系，可以把飞机在空间的六个自由度运动描述为姿态和轨迹运动两种形式。
姿态运动：飞机绕着本身的重心相对于机体坐标系的运动。绕着重心的运动是在力矩的作用下产生的机体转动运动。转动运动量可用固连机体轴系相对于地轴坐标系间的欧拉角来表示。这些欧拉角又称为飞机的姿态角，即偏航角ψ，俯仰角θ和倾斜角Φ。
轨迹运动：飞机的重心相对于参考坐标系的运动。如飞机重心相对地轴系的关系，表示出的飞行高H、侧向偏离Z和飞行距离L，见下图。

地轴坐标系

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