Aerospace Toolbox

 

Aerospace Toolbox

使用参考标准和模型对航天航空飞行器运动进行分析和可视化

开始:

飞行器运动分析

利用航空航天坐标系变换、飞行参数和四元数数学,在 MATLAB 中分析飞行器的飞行动力学和运动。

坐标系变换

借助坐标系函数,您可以标准化飞行动力学和运动数据中所用的单位,转换空间表示和坐标系,并描述三自由度和六自由度运动的机身的行为。

叠加仿真飞行数据和实际飞行数据的示例。

飞行参数

使用函数估计空气动力学飞行参数,如空速、入射角和侧滑角、马赫数,以及相对压力、密度和温度比。

执行最佳滑翔计算的示例。

四元数数学

使用内置函数计算四元数范数、模数、自然对数、乘积、除法、倒数、幂或指数。使用线性、球面线性或归一化线性方法在两个四元数之间进行插值。

Astrium 建立世界上第一条双向激光光学链路。

飞机控制和稳定性分析

根据飞行器的飞行工况和几何结构,使用从 Data Compendium (DATCOM) 中获得的系数创建固定翼飞机对象,估计空气动力学稳定性和控制特性,并进行数值分析。

固定翼飞机

通过导入 USAF Digital DATCOM 文件,您可以创建具有自定义状态的固定翼飞机对象,并在 MATLAB 中执行线性化和静态稳定性分析。

固定翼飞机的动态响应,与基于静态稳定性分析的预期响应一致。

DATCOM 数据

导入静态和动态分析得出的空气动力系数,并将其作为结构体元胞数组(包含与 DATCOM 输出文件相关的信息)传输到 MATLAB 中。

导入 DATCOM 文件。

小型卫星任务分析

使用 satelliteScenario 对象对在轨卫星进行建模和可视化,并计算与地面站的视距接入。使用太阳系星历数据计算给定儒略历日的行星位置和速度。

卫星场景

创建卫星场景以对卫星和星座进行建模和可视化,并执行任务分析,如计算与地面站的视距接入。

用三维查看器可视化卫星场景。

行星星历表

基于从 NASA 喷气推进实验室获得的 Chebyshev 系数,您可以使用 MATLAB 计算给定儒略历日的太阳系天体相对于指定中心对象的位置和速度,以及地球章动和月球天平动。

估计日行迹。

环境模型

使用经过验证的环境模型表示标准的重力和磁场剖面,以获得给定高度的大气变量,并实现美国海军研究实验室的水平风模型。

大气

使用经过验证的环境模型表示地球的大气,包括 1986 年空间研究委员会国际参照大气、1976 年 COESA、国际标准大气 (ISA)、气温垂直递减率大气和 2001 年美国海军研究实验室外逸层。

使用 ISA 模型的超音速风洞示例。

重力和磁场

使用标准模型计算重力和磁场。通过这些函数,您可以实现地球重力位模型、世界地磁模型和国际地磁参考场,包括 EGM2008、WMM2020 和 IGRF13。您还可以根据大地水准面数据(可通过附加功能资源管理器下载)计算高度和起伏。

地球重力位模型大地水准面高度的示例。 

使用水平风函数实现美国海军研究实验室水平风模型例程,并根据一组或多组地球物理数据计算风的经向和纬向分量。

使用 atmoshwm 函数计算静水平风模型。

飞行可视化

使用标准的座舱飞行仪表和 FlightGear 飞行模拟器可视化航空航天飞行器的运动。

飞行仪表

MATLAB 中使用标准座舱飞行仪表显示导航变量。仪表包括空速、爬升率和排气温度指示器,以及高度计、人工地平仪和转弯协调仪。

查看预先记录的飞行测试数据或仿真数据。

飞行模拟器界面

FlightGear 的动画对象让您可以在三维环境中可视化飞行数据和飞行器运动。

在 FlightGear 中回放飞行数据。