ＧＢ／Ｔ１６６３８《空气动力学 概念、量和符号》分为四个部分,本部分为ＧＢ／Ｔ１６６３８的第２部分。 本部分代替ＧＢ／Ｔ１６６３８．２—１９９６《空气动力学 概念、量和符号 第２部分：坐标轴系和飞机运动状态量》。 本部分规定了描述飞机运动的坐标轴系和基本的运动状态量。本部分适用于固定翼飞机，其他飞行器可参照使用。本部分中将飞机视为刚体，将大地视为平面。本部分与ＧＢ／Ｔ１６６３８．２—１９９６相比主要变化如下：ａ)增加了地面固定坐标轴系、纵轴、横轴和竖轴等定义；ｂ)增加了量纲的单位，并在符号栏注明；ｃ)修改了气流偏航(方向)角、气流俯仰角、气流倾侧角等定义；ｄ)将空速的定义归入飞行速度中。 GB/T 16638.2-2008 空气动力学 概念、量和符号 第2部分：坐标轴系和飞机运动状态量 GB/T16638.2-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS49.020
中华人民共和国国家标准
GB/T16638.2—2008
代替GB/T16638.2—1996
空气动力学
概念、量和符号
第2部分：坐标轴系和飞机运动状态量Aerodynamics-Concepts ,quantities and symbols-Part 2 :Axis systems and aircraft motion state quantities2008-07-18发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会　
2009-01-01实施
GB/T16638《空气动力学概念、量和符号》分为四个部分：一第1部分：空气动力学常用术语；第2部分：坐标轴系和飞机运动状态量；一第3部分：飞机几何特性；
一第4部分：飞机的空气动力、力矩及其系数和导数。本部分为GB/T16638的第2部分。GB/T16638.2—2008
本部分对我国多年使用的空气动力学常用术语进行了归集与筛选，并尽可能与国际上大多数国家的使用习惯相一致，本部分坐标轴系和飞机运动状态量的部分术语、定义和符号与GB/T14410一2008《飞行力学概念、量和符号》相协调。本部分代替GB/T16638.2一1996《空气动力学概念、量和符号第2部分：坐标轴系和飞机运动状态量》。
本部分与GB/T16638.21996相比主要变化如下：a）增加了地面固定坐标轴系、纵轴、横轴和竖轴等定义；b）增加了量纲的单位，并在符号栏注明；c）修改了气流偏航(方向)角、气流俯仰角、气流倾侧角等定义；d）将空速的定义归人飞行速度中。本部分由中国航空工业第一集团公司提出。本部分由中国航空工业第一集团公司归口。本部分起草单位：北京航空航天大学、中国航空综合技术研究所、中国航空工业空气动力研究院、中国航空工业发展研究中心。
本部分主要起草人：刘沛清、焦志强、李周复、陈玉、王志川、郝卫东、邵箭、陈晏清、肖业伦、范洁川、张克军。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为：—GB/T16638.2—1996。
1范围
空气动力学概念、量和符号
第2部分：坐标轴系和飞机运动状态量本部分规定了描述飞机运动的坐标轴系和基本的运动状态量。本部分适用于固定翼飞机，其他飞行器可参照使用。本部分中将飞机视为刚体，将大地视为平面。2规范性引用文件
GB/T16638.2—2008
下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB/T14410.1一2008飞行力学概念、量和符号第1部分：坐标轴系和运动状态变量GB/T14410.62008飞行力学概念、量和符号第6部分：飞机几何形状3术语、定义和符号
下列术语、定义和符号适用于本部分。坐标轴系axissystems
地面固定坐标轴系
earth-fixed axis system
铅垂地面固定坐标轴系
normal earth-fixed axis
system
飞机牵连铅垂地面坐标
aircraft-carried
earthaxissystem
机体坐标轴系
bodyaxis system
longitudinal axis
normal
定义或说明
原点和三个坐标轴均相对于地面固定不动的坐标轴系。
简称地轴系。地面固定坐标轴系（3.1.1)之一，其轴铅垂向下。
简称牵连地轴系。原点通常固定于飞机重心、每个坐标轴的方向均与工。，y。，'相同的坐标轴系。
注：在不引起混滑的条件下可以简称为铅垂地面坐标轴系。
简称体轴系。固定在飞机上的坐标轴系，其原点通常位于飞机的重心，三个坐标轴由2.1.4.1～2.1.4.3的定义。
位于飞机参考面（GB/T14410.6-2008中3.1.1)内指向前方的坐标轴。
注：通常规定纵轴平行于机身轴线或翼根弦线。符号和单位
Oroyozo,
简称S。
Org'e'zg',
简称S。
OrgygZg，
简称Ss
简称Sb
GB/T16638.2—2008
transverse axis
normalaxis
气流坐标轴系
air-path axis system
半机体坐标轴系
intermediate axis system
稳定性坐标轴系
stabilityaxis system
计算坐标轴系
computationalaxissystem
风洞坐标轴系
wind-tunnel axis system
定义或说明
垂直于飞机参考面（GB/T14410.6—2008中3.1.1)，指向右方的坐标轴。
在飞机参考面（GB/T14410.6—2008中3.1.1）内垂直于纵轴(2.1.4.1)指向下方的坐标轴。
原点通常固定于飞机的重心，其工轴沿飞行速度的方向，2，轴在飞机参考面（GB/T14410.6—2008中3.1.1）内垂直于工。轴指向下方，y轴垂直于工轴和轴，指向右方（参看图1）。
原点通常固定于飞机的重心，其工；轴沿飞行速度在飞机参考面（GB/T14410.6—2008中3.1.1)上的投影，y轴垂直于参考面指向右方，z；轴在参考面内垂直于工；轴指向下方（参看图1)。
在受扰运动中固连在飞机上的一种机体坐标轴系（2.1.4)，其原点通常位于飞机的重心，工，轴沿未受扰运动飞机速度在飞机参考面（GB/T14410.6-2008中3.1.1）上的投影，y，轴垂直于参考面指向右方，2，轴在参考面内，垂直于工，轴，指向下方。在计算空气动力学中使用的坐标轴系，其原点O通常位于机身顶点，轴工。沿机身轴线，指向后方；轴义。垂直于飞机纵对称平面，指向右方；轴z。在飞机纵对称平面内，垂直于轴工。，指向上方。
在风洞试验中使用的坐标轴系，其原点O在风洞试验段纵轴上的某点，轴工沿风洞试验段纵轴，逆气流方向；轴z在实验段纵对称平面内，垂直于纵轴；轴y垂直于试验段纵对称平面，沿逆气流方向看去指向右方。注：本部分定义的坐标轴系都是右手直角坐标系。2
符号和单位
简称S。
Oxyizi，
简称S;
Otyez,
简称S。
Oreyeze,
简称S。
OrwywZw,
简称S
3.2坐标轴系之间的角度anglesbetweenaxissystemsGB/T16638.2—2008
3.2.1气流坐标轴系与机体坐标轴系之间的角度anglesbetweenair-pathaxissystemandbodyaxissystem（参看图1)
侧滑角
angleof sideslip
angle of attack
定义或说明
飞行速度（3.4.1.1）与飞机参考面（GB/T14410.6—2008中3.1.1）的夹角。当飞行速度沿横轴（3.1.4.2)的分量为正时侧滑角为正。
按习惯，β的范围为：一元/2≤元/2。飞行速度在飞机参考面（GB/T14410.6-2008中3.1.1)上的投影与纵轴(3.1.4.1)的夹角。当飞行速度沿竖轴（3.1.4.3)的分量为正时迎角为正。
按习惯，的范围为：。
注：3.2中各坐标轴系之间的角度关系汇总在图4中。符号和单位
单位为
度(°)
单位为
度(°)
3.2.2机体坐标轴系与飞机牵连铅垂地面坐标轴系之间的角度angles between body axis system andaircraft-carriednormal earthaxis system(参君图2)编号
偏航角（方向角）
yawangle(azimuthangle)
俯仰角
pitch angle
滚转角（倾斜角）
roll angle(bankangle)
定义或说明
工。轴和轴绕z。轴转动，使工。轴与机体纵轴(3.1.4.1)在过原点的水平面上的投影相重合所转过的角度。
或者，机体纵轴在水平面上的投影与工。轴的夹角。当纵轴正半轴的投影线位于工。轴的右侧时中为正。按习惯，中的范围为：一π≤出≤。
按工轴转过中角度后，在铅垂平面内再绕转过中角度后的轴转到与机体纵轴(3.1.4.1)相重合所转过的角度。或者，机体纵轴与水平面的夹角。当纵轴的正半轴位于过原点的水平面之上时，0为正。按习惯，0的范围为：一元/2<元/2。按3.2.2.1和3.2.2.2作了和θ两次转动之后，再绕纵轴(3.1.4.1)转动，使已转过中角度后的y。轴与机体横轴（3.1.4.2)相重合所转过的角度。
或者，机体竖轴与过纵轴的铅垂平面的夹角。当竖轴的正半轴位于该铅垂平面之左时，中为正。按习惯，中的范围为：一。符号和单位
单位为度(）
单位为度（°）
单位为度(°）
GB/T16638.2—2008
3.2.3气流坐标轴系与飞机牵连铅垂地面坐标轴系之间的角度anglesbetweenair-pathaxissystemandaircraft-carriednormalearthaxissystem（参看图3）编号
气流偏航(方向）角
air-path azimuth angle
气流俯仰角
air-pathpitch angle
气流倾侧角
air-path bank angle
定义或说明
工g轴和y轴绕 zg轴转动，使工g轴与工.轴在过原点的水平面上的投影相重合所转过的角度。
或者，工。轴在水平面上的投影与工。轴的夹角。当工，轴正半轴的投影线位于工。轴之右时，X为正。按习惯，X的范围为：一πx,。
工。轴按3.2.3.1转过×。角度后，在铅垂平面内再绕转过X.角度后的y轴转到与工，轴相重合所转过的角度。
或者，工。轴与水平面的夹角。当工。轴的正半轴位于过原点的水平面之上时，。为正。
按习惯，。的范围为一元/2%≤/2。按3.2.3.1和3.2.3.2作了%和.两次转动之后，再绕工。轴转动，使已转过X。角度后的y轴与y。轴相重合所转过的角度。即在GB/T14410.1-2008图7中由S，到S的三次转动所确定的第三次转动的角。符号和单位
单位为度(°)
或6。
单位为度(°）
单位为度（°）
稳定性坐标系与机体坐标系之间的角度anglesbetweenstabilityaxis systemandbodyaxissystem3.2.4利
基准状态迎角
定义或说明
angleofattackindatum在飞机未受扰动的基准状态下的迎角。state
3.3坐标轴系之间的关系——坐标变换矩阵3.3.1坐标变换矩阵的一般表示法设失量v在坐标轴系S。和S，中的分量列阵为式(1)：(v),=(UaUU)T
()b= (VbUbU)T
它们可以通过一个矩阵L联系起来，见式（2)：Uzb
=LhUya
(v)b = Lha(0),
L称为从坐标轴系S.到S的坐标变换矩阵。它取决于S，和S。的相对角位置。4
符号和单位
单位为度(°)
（1）
·（2）
变换矩阵的逆向性质为式（3）：L（L)-1=（L)T
GB/T 16638.2--2008
（3）
绕一个轴转动而形成的矩阵称为基元变换矩阵。与R，(α)相对应，绕轴工转过角α形成的基元变换矩阵为式(4)：
L,(a) =
与R，(β)相对应，绕轴y转过角β形成的基元变换矩阵为式(5）：[cosβ
L,(P)=
Lsinβ
与R（)相对应，绕轴z转过角形成的基元变换矩阵为式(6)：cos?
3.3.2飞机牵连铅垂地面坐标轴系与机体坐标轴系之间的变换(式(7))coscost
LL()L()L()
cossind
singsingcost-cospsing sinpsingsing+cospcosy singcoso[cospsingcost+ singsing costsingsing-singcost cospcose（4）
（5）
（6）
（7）
3.3.3机体坐标轴系与气流坐标轴系之间的变换(式(8)）『cosacos
Lb=L,(P)L(-α)=
cosasinβ
机体坐标轴系与半机体坐标轴系之间的变换(式(9))3.3.4
『cosa
Lib =L,(- α)
3.3.5半机体坐标轴系与气流坐标轴系之间的变换（式（10)）「cosp
Lai= L():
sinacosp
-sinasinβ
3.3.6飞机牵连铅垂地面坐标轴系与气流坐标轴系之间的变换（式（11)）cosY.cosx.
L=L(μ)L,()L,(x)=
cosy,sinx.
（8）
（9）
（10）
。sinμ.sin,sinx.+cosacosx。sinpacossin/asiny.cosx,cossin
[cosu.sin,cosx,+sinμ,sinxcosu,sin,sinx,sinμ.cosx。cos.cosy（11）
GB/T16638.2--2008
稳定性坐标轴系与机体坐标轴系之间的变换（式（12)）cosa。
Lb=L(a)=
3.4速度和角速度velocityandangularvelocity3.4.1
速度velocity
飞行速度（空速）
flight velocity
(airspeed)
飞行速度分量
components of flight ve-
locity
角速度
angular velocity
飞机角速度
aircraft angular velocity
飞机角速度分量
components of aircraft angu-larvelocity
滚转角速度
rateof roll
俯仰角速度
rate of pitch
偏航角速度
rateofyaw
Lsinae
定义或说明
气流坐标轴系(3.1.5)的原点相对于未受飞机流场影响的空气的速度。
飞行速度在各坐标轴系中的分量。在飞机牵连铅垂地面坐标轴系（3.1.3)中：沿工。轴的分量
沿轴的分量
沿z。轴的分量
在机体坐标轴系（3.1.4)中：Www.bzxZ.net
沿纵轴的分量
沿横轴的分量
沿竖轴的分量
注：在气流坐标轴系中，沿工。轴的分盘等于空速，即u。=V.
定义或说明
机体坐标轴系(3.1.4)相对于地面惯性系的角速度。
飞机角速度在各坐标轴系中的分量。在飞机牵连铅垂地面坐标轴系（3.1.3)中：绕工的分量
绕的分量
绕z。的分量
在机体坐标轴系（3.1.4)中：
绕纵轴的分量
绕横轴的分量
绕竖轴的分量
......(12)
符号和单位
单位为米/秒
单位为米/秒
符号和单位
单位为弧度/秒
(rad/s)
单位为弧度/秒
(rad/s)
操纵面偏转角
deflection angle of the control surface术语
升降能偏角
elevatordeflection
全动平尾偏角
deflection of movable sta-
bilizer
方向能偏角
rudder deflection
左副翼偏角
deflection of left aileron
右副翼偏角
deflection of right aileron
副翼偏角
ailerondeflection
升降能调整片偏角
deflection of elevator trim
方向能调整片偏角
deflection of rudder trim
副翼调整片偏角
deflection of aileron trim-
襟翼偏角
flapdeflection
鸭翼(前翼)偏角
canard (fore wing)deflec-
定义或说明
GB/T16638.2—2008
符号和单位
升降能绕其铰链轴偏转的角度，以后缘向下为正。
注：升降舵的正向偏转(即3.>0)产生负的俯仰力矩全动平尾绕其铰链轴偏转的角度，以后缘向下为正。
注：全动平尾的正向偏转（即>0)产生负的俯仰力矩。
方向舵绕其铰链轴偏转的角度，以后缘向左为正。
注：方向能的正向偏转(即8,>0)产生负的偏航力矩。左副翼绕其铰链轴偏转的角度，以后缘向下为正。
单位为度(°）
单位为度（°）
单位为度(°)
注：左副翼的正向偏转（即>0)产生正的滚转|单位为度(°）
力矩。
右副翼绕其铰链轴偏转的角度，以后缘向下为正。
注：右副翼的正向偏转（即%>0)产生负的滚转|单位为度(\）
力矩。
由左副翼偏角（3.5.4)和右副翼偏角（3.5.5）决定的综合量：
8,=(8,-01)/2
左副翼和右副翼总是反向偏转的。升降能调整片绕其铰链轴偏转的角度，以后缘向下为正。
方向能调整片绕其铰链轴偏转的角度，以后缘向左为正。
副翼调整片绕其铰链轴偏转的角度，以后缘向下为正。
襟翼相对于收起位置偏转的角度。对于后缘襟翼，以襟翼后缘向下为正；对于前缘襟翼，以襟翼前缘向下为正。
鸭翼绕其铰链轴偏转的角度，以后缘向下为正。
注：鸭翼的正向偏转(8>0)产生正的俯仰力矩。8
单位为度（°）
单位为度（°）
单位为度(°）
单位为度（）
单位为度（）
单位为度(°）
GB/T16638.2—2008
x轴在zx平面上的投影
纵对称面zx
xy平面
xyz为机体轴系
%2,为气流轴系
气流轴系、半机体轴系与机体轴系的关系图1
水平面
平面上的投
参考面:x
为机体轴系
进备量
机体轴系的原点
y2平面
机体轴系与铅垂地面轴系的关系图2
轴在xg%平台上的投影
织对称面zx
为气流轴系
gg为铅垂地面轴系
水平面g
气流轴系与铅垂地面轴系的关系Ryae)
R:(-β)
R (μa)
各坐标轴系之间的关系总图
GB/T16638.2—2008
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