Аэроплан

From FreeCAD Documentation
Jump to navigation Jump to search
This page is a translated version of the page Aeroplane and the translation is 90% complete.
Other languages:
Deutsch • ‎English • ‎español • ‎français • ‎italiano • ‎română • ‎čeština • ‎русский • ‎中文(台灣)‎

Base ExampleCommandModel.png Руководство

Тема
Part Workbench
уровень
Beginner
Время для завершения
10 minutes
автор
Hughthecat
FreeCAD версия
Пример файла (ов)


Первые шаги

Мы будем работать в Workbench Part.svg верстаке Part - выберите его из меню через Вид → Верстак → Part или переключателем верстаков.

  • Создайте новый пустой документ.
  • Переключитесь на аксонометрический вид.
  • Включите показ осей координат (через меню Вид).
  • Обязательно включите Комбо-панель (через Вид → Панели).
  • Создайте цилиндр, кликнув кнопку Part Cylinder.svg Цилиндр.
  • Выделите его, кликнув на Цилиндр в древе проекта.
  • Кликните на вкладке Данные в комбопанели ниже древа проектов.

Измените Height на 20mm. Оставьте Radius равным 2mm.

Кликните Placement (отметьте маленькую [+]), и появится кнопка с тремя точками.... Кликните на ней. (Вы можете так же выбрать: Меню → Правка → Расположение.) Появится панель задач.

HTCaeroplane01.png

Если Вы не знакомы с осями XYZ, то поиграйте с числами в поле Translation. Когда закончите играть, кликните на кнопке Отмена.

Следующие шаги

HTCaeroplane02.png

Теперь нам надо повернуть цилиндр, чтобы он лежал вдоль оси X. Для этого его надо повернуть по оси Y. Поле Угол означает 'Повернуть ось на угол', так что изменим Ось на Y и увеличьте Angle до 90. Кликните OK.

Мне нравится играть с вращением видов в этом месте (и часто!), поэтому обязательно сделайте это. Найдите "шов" цилиндра внизу.


HTCaeroplane03.png

Теперь мы собираемся добавить и модифицировать куб, так что кликнем на кнопке Part Box.svg Cube. Выделите её, кликнув на Box в древе проекта. Измените Height на 1mm, Length на 5mm, и Width на 20mm.

Кликните на Placement → ..., чтобы получить просмотр задач. Используя поле ввода Перемещение, введите Y: -10 и Z: -1. Кликните OK.

Теперь мы соединим эти две формы с помощью Булевой Операции. Кликнем на кнопке Part Booleans.svg Boolean, и на панели задач появится селектор булевых операций.

Убедимся, что выбрано Объединение, и что Cylinder и Box отмечены по разу на двух списках форм. Кликните Применить, затем Закрыть. Теперь у нас единый объект, называемый Fusion.


Добавим ещё один куб для завершения нашей модели. Создадим Куб, выделим его и сделаем его высоту 5 мм, длину 3 мм, и ширину 1 мм. Изменим его положение по Y=-0.5

Теперь нам надо присоединить к нашему Fusion Box001, так что мы сделаем это быстро. Нажмём Fusion в древе проекта и CTRL+кликнем на Box001. это выделит обе части Теперь кликнем кнопку Part Fuse.svg Union и получим Fusion001.

Теперь мы имеем простую модель аэроплана. Кликнем правой кнопкой на Fusion001 и переименуем его в Аэроплан.

HTCaeroplane04.png

Я думаю, что крылья надо сдвинуть слегка вперёд, но если я выделю Аэроплан и изменю его размещение по X через Перемещение, сдвинется всё. Я хочу переместить только крылья, так что отменю операцию.

Раскроем Аэроплан (кликнем на [+] справа) и раскроем Fusion.

Кликнем на Box получим его Расположение на панели задач. Заметьте, что в Перемещении у него уже Y: -10 и Z: -1. Изменим положение в X на 3 и кликнем Изменить. Так лучше. Кликнем OK.


Вращения

Кликнем на Aeroplane и получим его размещение на панели задач (дополнительные пояснения на Placement). В секции Rotation изменим 'Ось вращения с углом' на 'Углы Эйлера'

Tache Placement Lacet fr Mini.gif

Рыскание это вращение вокруг оси Z, то есть слева на право. (Угол рыскания обозначают Psi ψ).

Tache Placement Tangage fr Mini.gif

Тангаж это вращение по оси Y, то есть подъём и опускание носа. (Угол тангажа обозначают Phi φ).

Tache Placement Roulis fr Mini.gif

Крен это вращение по оси X, то есть наклон крыльев. (Угол крена обозначают Thêta θ).


Но даже здесь следует помнить некоторые важные вещи:

  • Положительное вращение по часовой стрелке, глядя из начала координат в положительном направлении оси. Или с другой стороны: положительное вращение против часовой стрелки, глядя с положительного направления оси к началу координат.
  • Хотя метки обозначены как Рысканье, Тангаж и Крен, это не совсем они. Рысканье, Тангаж и Крен это ссылки на координаты тела объекта в трёхмерном пространстве. Меткам следовало быть Курс, Подъём и Крен или даже Азимут, Наклон и Крен, поскольку они фактически ссылаются на пространственные координаты трёхмерной системы. Это углы Тейта-Брайана. За дальнейшей информацией смотрите Углы Эйлера.
  • С Аэропланом с его текущей позиции применимы простейшие правила. Рысканье (yaw) это поворот вокруг оси Z, то есть влево или вправо. Тангаж (pitch) это поворот вокруг оси Y, то есть подъём и опускание носа. Крен (roll) это поворот вокруг оси X, то есть подъём и опускание крыла. Это хорошо для начала, но это не останется верным и дальше!

Поиграем с тремя номерами YPR. Вам надо изменить их лишь на несколько градусов, чтобы понять идею. Сбросьте, когда закончите.

Теперь мы посмотрим, почему метки Рысканье-Тангаж-Крен (Yaw-Pitch-Roll) не совсем подходят. Установите величину Крена (Roll) на 90°. Тогда рысканье (Yaw) будет перемещать нос самолёта вверх и вниз, а тангаж (Pitch) двигать его из стороны в сторону, глядя на аэроплан снаружи, где мы и находимся. Сделано? Нет, не так! Тангаж (Pitch) меняет рысканье (yaw) и рысканье меняет тангаж. OK, сброс.

Так что лучше думать о вращениях, что Рысканье (Yaw) меняет высоту (Longitude), Тангаж (Pitch) меняет Latitude, а Крен (Roll) меняет направление взгляда. Посмотрите Axes conventions для дальнейшего описания.

Ладно, вернёмся к делу. Сделаем рысканье (Yaw) на 45° и Тангаж (Pitch) на -30°. Кликнем OK для завершения операции. Теперь вернёмся к Placement Task и поглядим на поле Rotation. Он изменился на 'Rotation axis with angle' содержит некоторые странные числа в полях Axis и Angle. У меня Axis: (0.219493,-0.529904,0.819161), а Angle: 53.65°. Три номера в скобках это компоненты XYZ вектора элемента в трёхмерном пространстве. Это оси, относительно которых наш оригинальный Aeroplane поворачивается, чтобы получился итоговый Aeroplane. Углы показывают, насколько он повёрнут. Да, умно, но не слишком дружелюбно! Эйлер показал, что можно скомбинировать последовательность вращений XYZ в единое вращение относительно одной оси.

Вот ещё несколько предложений для игры с самолётом:

  • Измените положение Z (и примените), затем измените величины YPR и посмотрите, что будет. Затем попробуйте изменить положения X и Y и повернуть.
  • Измените центр X (и примените), затем измените величины YPR и посмотрите, что будет. Затем попробуйте изменить центры Y и Z и повернуть.

Я надеюсь, что этот небольшой учебник помог Вам почувствовать, что такое вращение.