
【機】 drift angle
crab; off-course; sheer; yaw
corner; angle; cape; contend; horn; wrestle; role
【醫】 angle; anguli; angulus; Broca's angle; cornu; cornua; gonio-; horn
偏航角(yaw angle)是航空航天與航海領域的重要術語,指飛行器或船舶繞其垂直軸(Z軸)旋轉時産生的角度偏差。在三維坐标系中,偏航角與俯仰角(pitch)、滾轉角(roll)共同構成描述物體空間姿态的歐拉角系統。其數學定義為: $$ psi = arctanleft(frac{v}{u}right) $$ 其中,$u$和$v$分别表示物體在水平面内沿X軸與Y軸的速度分量。
核心特征與應用:
參考來源:
偏航角是描述物體繞垂直軸旋轉導緻方向變化的姿态參數,常見于航空航天、導航等領域。以下是綜合不同場景的核心定義及特點:
坐标系中的角度
偏航角(符號$psi$)屬于歐拉角序列3-2-1中的第一次旋轉角度,表示物體坐标系$x$軸與軌道坐标系$xz$平面之間的夾角()。例如,在飛行器或衛星中,它描述機頭方向相對于參考方向的水平偏轉。
方向判定規則
通常以逆時針方向為正。例如,導彈縱軸在水平面的投影若逆時針偏離地面坐标系$Ax$軸,則偏航角為正();飛機的航迹線若偏右于計劃航線,偏航角也為正()。
飛行器與導彈
用于調整飛行方向,機頭右偏時偏航角增大()。結合俯仰角(繞橫軸)、滾轉角(繞縱軸)共同構成姿态控制的三要素()。
無人機與六自由度平台
無人機偏航角反映機頭實際航向與計劃航向的偏差();六自由度平台則通過此參數模拟繞垂直軸的旋轉運動()。
若地面坐标系為$X_g-Y_g-Z_g$,飛行器坐标系為$X_b-Y_b-Z_b$,則偏航角$psi$可表示為: $$ psi = arctanleft(frac{Y_b}{X_b}right) $$ 該公式描述了飛行器在水平面内的方向變化()。
以上定義需結合具體領域的坐标系和參考方向判斷,實際應用中可能通過陀螺儀等傳感器測量()。
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