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飛行中の航空機は、3 次元的に自由に回転します。ヨー(上下に走る軸の周りで機首を左右に振る)、ピッチ(翼から翼に走る軸の周りで機首を上下に振る)、ロール(機首から尾翼に走る軸の周りでの回転) です。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ときに、 宇宙船にも同様に適用されました。
これらの回転は、主軸の周りのトルク（またはモーメント）によって生じます。航空機では、これらは可動操縦翼面によって意図的に生じ、機体の重心の周りの純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）はピッチを、垂直尾翼のラダーはヨーを、エルロン（反対方向に動く翼のフラップ）はロールを生み出します。宇宙船では、動きは通常、機体に非対称の推力を加えるために使用され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
- 法線軸、またはヨー軸 —胴体またはフレーム ステーションに平行で、上から下に引かれた他の 2 つの軸に垂直な軸。
- 横軸、横軸、またはピッチ軸 — 有人航空機ではパイロットの左から右に走る軸、有翼航空機では翼に平行、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、通常 x、y、z と呼ばれる参照フレームと比較するために、文字 X、Y、Z で表されます。通常、これは X が縦軸に使用されるように作成されますが、他の方法もあります。
垂直軸（ヨー）
ヨー軸は重心を起点とし、航空機の底部に向かっており、翼と胴体の基準線に対して垂直である。この軸を中心とした運動をヨーと呼ぶ。正のヨー運動は航空機の機首を右に動かす。[1] [2]ヨーを制御する主な手段はラダーである。[ 3 ]
ヨー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通ります。この軸を中心とした回転はピッチと呼ばれます。ピッチは、航空機の機首が向いている垂直方向を変更します（正のピッチング運動は、航空機の機首を上げ、尾部を下げます）。エレベーターはピッチの主な制御面です。[3]
縦軸（ロール）
ロール軸（または縦軸[5]）は、重心を原点とし、胴体基準線と平行に前方を向いている。この軸を中心とした運動をロールという。この軸を中心とした角変位をバンクという。[3]正のロール運動により、左翼が持ち上がり、右翼が下がる。パイロットは、片方の翼の揚力を増やし、もう一方の翼の揚力を減少させることでロールを行う。これにより、バンク角が変化する。[6]エルロンはバンクを制御する主な手段である。ラダーもバンクに対して二次的な効果を持つ。[7]
基準面
回転の主軸は、それぞれが軸に垂直な 3 つの基準平面を意味します。
- 法線平面またはヨー平面
- 横断面、横面、またはピッチ面
- 縦方向面、またはロール面
3 つの平面によって航空機の重心が定義されます。
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、同じではありません。これらは、航空機の質量分布に関係なく、幾何学的に対称な軸です。[引用が必要]
航空工学および航空宇宙工学では、これらの軸の周りの固有回転はしばしばオイラー角と呼ばれますが、これは他の既存の用法と矛盾しています。その背後にある計算はフレネ・セレの公式に似ています。固有参照フレームで回転を実行することは、その特性行列（参照フレームのベクトルを列として持つ行列）を回転の行列で右掛けすることと同じです。[要出典]
歴史
3軸すべてについて能動的な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した。[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。
- ^ abc Clancy, LJ (1975) Aerodynamics Pitman Publishing Limited、ロンドン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。
- ^ ab "MISB Standard 0601" (PDF) . Motion Imagery Standards Board (MISB) . 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. (1973). 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 DC:米国運輸省、連邦航空局、ch 4、p 2、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
- ピッチ、ロール、ヨー
- V/STOL 航空機の性能を向上させる手段としてのヨー軸制御。
- ヨー軸モーメント補正による二足歩行ロボットの3D高速歩行シミュレーション
- ヨー軸におけるハイブリッド航空機の飛行制御システム
- モーションイメージ標準委員会 (MISB) 2022-08-23 にWayback Machineでアーカイブ