日本工業規格
JIS
W
0112
-1992
(ISO
1151-2
: 1985
)
飛行力学−概念,量及び記号−
第 2 部:地球に対する航空機
及び大気の運動
Flight dynamics
−Concepts, quantities and symbols−
Part 2 : Motions of the aircraft and the
atmosphere relative to the Earth
日本工業規格としてのまえがき
この規格は,1985 年第二版として発行された ISO 1151-2 (Flight dynamics−Concepts, quantities and symbols
−Part 2:Motions of the aircraft and the atmosphere relative to the Earth 及び 1987 年に発行された ISO 1151-2 :
1985/Addendum 1
を翻訳し,技術的内容及び規格票の様式を変更することなく作成した日本工業規格であ
る。
なお,この規格で点線の下線を施してある“参考”は,原国際規格にはない事項である。
まえがき
ISO 1151
Flight dynamics−Concepts, quantities and symbols(飛行力学−概念,量及び記号)は,現在,
次の 7 規格から構成されている。
Part 1
:Aircraft motion relative to the air
[JIS W 0111(飛行力学−概念,量及び記号−第 1 部:航空機の対気運動)−1991]
Part 2
:Motions of the aircraft and the atmosphere relative to the Earth
[JIS W 0112(飛行力学−概念,量及び記号−第 2 部:地球に対する航空機及び大気の運動)−1992]
Part 3
:Derivatives of forces, moments and their coefficients
[JIS W 0113(飛行力学−概念,量及び記号−第 3 部:力,モーメント及びそれらの係数の微係数)
−1992]
Part 4
:Parameters used in the study of aircraft stability and control
[JIS W 0114(飛行力学−概念,量及び記号−第 4 部:航空機の安定性及び操縦性の研究に使用する
パラメータ)−1992]
Part 5
:Quantities used in measurements
[JIS W 0115(飛行力学−概念,量及び記号−第 5 部:測定で使用する量)−1992]
Part 6
:Aircraft geometry
[JIS W 0116(飛行力学−概念,量及び記号−第 6 部:航空機の幾何学的性質)−1992]
Part 7
:Flight points and flight envelopes
[JIS W 0117(飛行力学−概念,量及び記号−第 7 部:飛行点及び飛行包囲線)−1992]
2
W 0112-1992 (ISO 1151-2 : 1985)
備考 [ ] 内に示した日本工業規格が,それぞれの対応国際規格と一致している。
ISO 1151
は,主要な概念を規定し,理論的及び実験的研究で使用する比較的重要な用語を含み,さらに,
できる限り広い範囲にわたり対応記号を与えることを意図するものである。
ISO 1151
の各部において,
“航空機”という用語は,大気中又は宇宙の飛行を目的とする輸送機関を意
味する。通常,航空機は,一つの平面に関して本質的に左右の対称性をもっている。この平面は,航空機
の形状特性によって定まる。この平面上に,二つの直交方向(前後及び上下)を定め,この平面に垂直に,
左右方向を定義する。
対称平面が一つある場合には,それを航空機の基準平面とする。対称平面が二つ以上ある場合又は対称
平面がない場合には,基準平面を選ぶ必要がある。前者の場合には,対称平面の一つを基準平面とする。
後者の場合には,基準平面は任意とする。どの場合でも,選択した結果を明記することが必要である。
どの軸の周りの回転角,角速度及びモーメントも,その軸の正方向を見たとき,時計回りを正とする。
座標軸系はすべて,三次元,直交右手系であって,この座標軸系は,x 軸の周りに正方向に
2
π
回転すれば,
前に z 軸が占めていた位置に y 軸が来ることとなる。
重力場が均一なときには,重心は,質量中心に一致する。重力場が均一でないときには,重心を ISO 1151
の定義による質量中心と置き換えることができ,この場合には,置き換えたことを示しておくとよい。
章及び箇条の番号
章又は箇条の引用の指示が容易になるように,問題とする ISO 1151 の部の番号を最初の数字にするよう
な 10 進番号方式を採用した。
参考 JIS W 0112 の“2.1 座標軸系”で,“2.1” の最初の 2.は,JIS W 0112 の末尾の 2(ISO 1151-2 の
末尾の 2)である。
2.0
序文
この規格は,地球に対する航空機及び大気の運動について,基本的な定義を規定する。
大気は,地球に対して静止しているか,一定速度で並進運動をしているものと仮定する(
1
)
。
航空機は,剛体と仮定するが,定義の多くは,弾性体とした場合にも適用できる。
地表での鉛直方向(重力による加速度の局地的方向)の変化を考慮するときには,問題の細目箇条及び
図に示す用語は,
“局地”という用語によって修飾する。
注(
1
)
この仮定が成立しない大気の運動は,ISO 1151の他の部で規定する。
備考 以下の箇条で,一つの用語欄に,二つ以上の用語が“,”で継いで併記してある場合には,記載
してある順位に従って優先的に使用する。
2.1
座標軸系
番号
用語
定義
記号
対応英語
2.1.1
飛行経路軸系
原点を航空機(通常は重心)に固定し,x
k
軸が飛
行経路速度 (2.2.1) の方向にある座標軸系。他の
2
軸は適切に選ぶ。
x
k
y
k
z
k
flight-path
axis
system
3
W 0112-1992 (ISO 1151-2 : 1985)
2.2
速度
番号
用語
定義
記号
対応英語
2.2.1
飛行経路速度
飛行経路軸系 (2.1.1) の原点の地球に対する相
対速度。
K
V
flight-path
velocity
飛行経路速さ
飛行経路速度の大きさ。
V
K
flight-path speed
対地速度
水平面上への飛行経路速度の投影。
− ground
speed
2.2.2
飛行経路速度成分
使用する座標軸系に対する飛行経路速度
K
V
の
成分。
components
of
flight-path
velocity
1.1.1
∼1.1.4 の座標軸系では,
x
o
軸に沿う成分
u
Ko
y
o
軸に沿う成分
v
Ko
z
o
軸に沿う成分
w
Ko
機体軸系 (1.1.5) では,
前後軸に沿う成分
u
K
左右軸に沿う成分
v
K
上下軸に沿う成分
w
K
備考 飛行経路軸系 (2.1.1) では,x
K
軸に沿
う成分 u
Kk
=V
k
である。
2.2.3
風の速度
航空機を取り巻く空気の,地球に対する相対的な
速度。
K
V
wind
velocity
風速
風の速度の大きさ。
V
w
wind
speed
備考 航法及び気象では,風の速度は,通常
W
V
の水平成分を指す。
2.2.4
風の速度成分
使用する座標軸系に対する風の速度
W
V
の成分。
wind velocity
components
1.1.1
∼1.1.4 の座標成分では,
x
o
軸に沿う成分
u
Wo
y
o
軸に沿う成分
v
Wo
z
o
軸に沿う成分
w
Wo
機体軸系 (1.1.5) では,
前後軸に沿う成分
u
W
左右軸に沿う成分
v
W
上下軸に沿う成分
w
W
飛行経路軸系 (2.1.1) では,
x
k
軸に沿う成分
u
Wk
y
k
軸に沿う成分
v
Wk
z
k
軸に沿う成分
w
Wk
2.3
飛行経路角
機体標準地面軸系に関する飛行経路速度の方向(
付図 1 参照)。
番号
用語
定義
記号
対応英語
2.3.1
飛行経路方位角
機体標準地面軸系 (1.1.4) の x
o
(x
g
)
軸を,その軸
系 の 原 点 を 通 る 水 平 面 上 へ の 飛 行 経 路 速 度
(2.2.1)
の投影と一致させるために,z
o
(z
g
)
軸周り
に回転させなければならない角度。
χ
flight-path azimuth
angle
時計回り方向を正とする。
備考 航法では,飛行経路方位角は,特定方
向の x
o
軸を基準とするとき,
“航跡角
(angle of track)
”として知られている。
4
W 0112-1992 (ISO 1151-2 : 1985)
番号
用語
定義
記号
対応英語
2.3.2
上昇角,
飛行経路速度 (2.2.1) と水平面との間の角度。
γ
angle of climb,
飛行経路傾斜角
飛行経路速度が機体標準地面軸系 (1.1.4) の原
点を通る水平面より上にあるとき,上昇角は正と
する。慣例に従って,次の範囲とする。
flight-path
inclination angle
2
2
π
γ
π
≦
≦
−
2.4
風向角
標準地面軸系に関する風速の方向(
付図 2 参照)。
番号
用語
定義
記号
対応英語
2.4.1
風の方位角
標準地面軸系 (1.1.2) の x
o
(x
g
)
軸を,その軸系の
原点を通る水平面上への風の速度 (2.2.3) の投
影と一致させるために,z
o
(z
g
)
軸回りに回転させ
なければならない角度。
時計回り方向を正とする。
慣例に従って,次の範囲とする。
χ
w
wind azimuth angle
0
≦
χ
W
<2
π
備考 x
o
(x
g
)
軸が地理上の北を指していれ
ば,風の方位角は,気象学で使用する
風向きとは 180°だけ相違する。
2.4.2
風の仰角
風の速度 (2.2.3) と水平面との間の角度。
γ
w
wind elevation angle
風が上向きのとき,正とする。
慣例に従って,次の範囲とする。
2
2
W
π
γ
π
≦
≦
−
2.5
エネルギーに関する量
2.5.1
∼2.5.4 で定義する量は,地球に関する航空機のエネルギーに関係する。任意に,ジオポテンシャル
高度 H=0 を,位置エネルギーがゼロの高度として選ぶ。全飛行経路上昇速さ (2.5.3) 及び全飛行経路上昇
角 (2.5.4) は,飛行測定によって直接知ることができる。全飛行経路高度 (2.5.2) は,全飛行経路上昇速さ
(2.5.3)
の積分から得られる。
2.5.1
∼2.5.4 の定義で,
m
: 航空機の質量 (1.4.1)
V
K
: 飛行経路速さ (2.2.1)
h
: 幾何学的高度 (5.2.1)
H
: ジオポテンシャル高度 (5.2.2)
g(h)
:使用する標準大気 (JIS W 0201) で,幾何学的高度 h (5.2.1) の関数として定義する自由落下加速度
g
n
:自由落下の標準加速度(JIS W 0201 によれば,g
n
=9.806 65 m・s
−
2
)
備考 次の用語において,1.10 で定義した量と混同のおそれがないときには,修飾語“飛行経路”を
省略してもよい。
番号
用語
定義
記号
対応英語
2.5.1
全飛行経路エネルギ
ー
次の通りに定義するエネルギー。
E
tK
total flight-path
energy
2
2
K
n
tK
V
m
H
mg
E
+
=
5
W 0112-1992 (ISO 1151-2 : 1985)
番号
用語
定義
記号
対応英語
2.5.2
全飛行経路高度
全飛行経路エネルギー (2.5.1) mg
n
に対する比。
H
tK
total flight-path
altitude
2
2
1
K
n
tK
V
g
H
H
+
=
2.5.3
全飛行経路上昇速さ
全 荷 重 倍 数 ベ ク ト ル (1.5.7) と 飛 行 経 路 速 度
(2.2.1)
とのスカラー積として定義する速度の大
きさ。
V
ztK
又は
V
tk
total flight-path
climb speed
K
t
V
n
V
⋅
=
ZtK
備考 全飛行経路上昇速さと,全飛行経路高
度 (2.5.2) の時間微分との間には,次
の関係がある。
t
H
h
g
g
V
n
d
d
)
(
tK
ZtK
⋅
=
2.5.4
全飛行経路上昇角
その正弦が全飛行経路上昇速さ (2.5.3) の飛行
経路速さ (2.2.1) に対する比に等しい角度。
γ
tk
total flight-path
climb angle
K
ZtK
tK
V
V
=
γ
sin
備考 全飛行経路上昇角は,全飛行経路上昇
速さの大きさが飛行経路速さ以下の
ときだけ,定義する。
6
W 0112-1992 (ISO 1151-2 : 1985)
付図 1 飛行経路角
備考 図示の角度を正とする。
7
W 0112-1992 (ISO 1151-2 : 1985)
付図 2 風向角
備考 図示の角度を正とする。
8
W 0112-1992 (ISO 1151-2 : 1985)
社団法人 日本航空宇宙工業会 航空規格原案作成委員会 構成表
氏名
所属
(委員長)
竹 中 規 雄
東京大学
(副委員長)
前 田 辰 三
三菱重工業株式会社名古屋航空宇宙システム製作所航
空機技術部
今 井 康 夫
通商産業省機械情報産業局
伊 東 厚
工業技術院標準部
安 川 醇
運輸省航空局技術部
本 多 悦 郎
海上保安庁装備技術部
石 川 安 男
防衛庁装備局
山 根 晧三郎
科学技術庁航空宇宙技術研究所機体部
久木田 実 守
社団法人日本航空技術協会技術部
藤 嶋 敏 夫
航空企画調査会
白 浜 洋 海
日本航空株式会社技術研究所基礎技術部
吉 井 正 洋
株式会社日本エアシステム整備本部技術部
足 立 三 郎
川崎重工業株式会社航空宇宙事業本部航空宇宙技術本
部技術管理部
川 崎 純 男
富士重工業株式会社航空宇宙事業本部研究部
葛 馬 孝
石川島播磨重工業株式会社航空エンジン事業部技術部
渡 辺 晃
日本飛行機株式会社技術本部
藤 井 洋 三
帝人製機株式会社第二技術部
本 間 邦 彦
三菱電機株式会社鎌倉製作所管制システム第三部
吉 田 嘉 幸
株式会社島津製作所航空機器事業部技術部
宇田川 知 行
横河電機株式会社航空宇宙特機事業部技術部
(事務局)
冨 田 泉
社団法人日本航空宇宙工業会
浮 田 尚 家
社団法人日本航空宇宙工業会技術部