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6자유도에 대한 질문

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로켓연구가 작성일2002-09-28 17:11

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항공기 시뮬레이터를 보면 6자유도 (6 Degree Of Freedom)이라는 것이
자주 나오는데, 이게 무엇을 의미하나요? 6자유도이라면 어느 운동도 표현할
수 있다는 뜻인가요?

 기구학 잘 아시는 분 간단히 답변 부탁드립니다.

 다음은 대한항공의 시뮬레이터, 밑에 6개의 유압실린더가 보이시죠?
http://www.onekorea.net/zeroBoard/data/yasuBoard/1033199987/simulator.jpg

댓글 15

소요유님의 댓글

소요유

  잘은 모르겠지만 역학적인 면을 살펴보면 항공기의 운동은  보통 pitching (전후회전), yawing (좌우회전), rolling(상하회전) 이렇게 자유도 3개에다가, 기준점 (이를테면 지상)에 대한 비행기의 중심의 좌표 x, y, z 이렇게 3개 해서 총 6개의 자유도가 필요할 것 같습니다. 비행기의 운동은 3차원에서 아령의 운동과 마찬가지 일 것 같습니다. 그런데 6개의 유압 실린더는 피치, 요잉, 롤링에 각각 2개씩, 6개가 필요할 것 같은데요 ? 

소요유님의 댓글

소요유

  자세히 보니 이 유압실린더는 피치 (비행기의 앞과 뒤의 상하 운동 =  비행기 중심에서보면 전후의 회전운동), 요윙 (비행기의 좌우 회전운동), 롤링 (비해기 날개의 상하 회전운동), 이렇게 6 방향의 운동을 만들고 제어하는 것 같군요. 6 자유도에서 이 자유도는 역학적 문제는 아닌 것 같습니다.

배성원님의 댓글

배성원

  잉? 세개의 축에 대한 traslation (3) + rotation(3) 해서 6개 아닙니까? 어느 운동도 다 표현할수있습니다. 시뮬레이터라면 translation을 직접모사한다기보다는 아마 가속수치를 제어하는 것일거고(실제로 돌아다니는것이 아니라 이동한계내에서 움직일 것이므로), rotation을 더 사실적으로 모사해주는 것이라고 보여집니다. 비행기라면 각축의 회전운동이 자세제어등에 더 중요하다고 알고 있습니다.

소요유님의 댓글

소요유

  앗 그렇네요. 간단한 문제네요.

환비님의 댓글

환비

  항공기도 용어가 pitching,yawing,rolling 이네요. 6자유도 운동의 표현 방법은 모두 같군요.  x,y,z는 뭐라고 하나요? 혹시 surge,sway,heave라고 하나? ㅡ.ㅡ;

소요유님의 댓글

소요유

  흐~ 저는 사실 인공위성쪽에서 그 용어를 썼었습니다.  궤도 동력학, 위치센서 & 자세제어, 미션 어낼리시스, 등.... 뭐 이런 과목을 들은 적이 있습니다.  학과시간에 듣는 즉시 메모리 '소거' 했지만 말입니다.

이민주님의 댓글

이민주

  항공기는 속도가 있기에 pitch,roll,yaw 와 받음각 그리고 대기와의 상대속도등으로 이루어지는 벡터를 이용하여 3차원 자표계에서의 x,y,z를 구하죠.. 실제비행기에는 side slip 이라는 옆 미끄러짐 현상이 있는데 시뮬레이터에서는 대부분 이 값은 무시합니다. 

이민주님의 댓글

이민주

  그리고 그런 평판형 이동장치의 자세한 예로는 <a href=http://www.simuline.com/siline.html target=_blank>http://www.simuline.com/siline.html</a> 이 싸이트를 방문해보세요..

이민주님의 댓글

이민주

  그리고 이러한 장치로 비행기나 자동차 등의 가속을 실제적으로 표현하기 불가능합니다. 다만 수평상태에서 약간 기울어지는 운동등의 가속도와 기울어짐에 따른 중력벡터의 변화등을 경험시키는것은 가능하나 수십도 이상의 기울어짐이나 배면비행 그리고 고난이도의 곡예비행등의 가속도등은 표현하기 불가능합니다 그리고 자동차의 가감속 같은 것은 느끼기 불가능하죠..

이민주님의 댓글

이민주

  그래서 어떤 자동차 시뮬레이터의 경우 체육관 만한 공간에 X-Y플로터 식의 지주를 설치하고 거기에 자동차 시뮬레이터를 장착하여 가속및 감속시의 가속도를 느낄수 있도록 해주는데 이런것은 비용상 많이 설치하는것은 불가능하겠죠...

이민주님의 댓글

이민주

  간단히 설명하면 비행기가 하늘위에서 무슨 기동을 하던간에 그 비행기의 현제 좌표 x,y,z와 pitch yaw roll 변수만 있으면 그 비행기를 그릴수 있습니다.

이민주님의 댓글

이민주

  항공기 시뮬레이터에 대한 소스로는 과거에 Flight of fantasy 그리고 그 책의 open_gl버전인 open_gl super bible가 있습니다. 그리고 과거에 유닉스에서 작동하는 fof라는 소스가 있었고.. 인터넷에 보면 여러가지 비행시뮬레이터 프로젝트들이 있습니다. 궁금하시면 한번 찾아보시길...

이민주님의 댓글

이민주

  그리고 92년도인가 인하대 졸업생분이 간단한 시뮬레이터를 만들어서 천리안 자료실에 올렸었는데 그분은 지금 뭘하는지 모르겠네요.. 혹시 여기 보시면 연락바랍니다.

로켓연구가님의 댓글

로켓연구가

  음, 이제 의문이 풀렸군요. 감사합니다. ^ ^

Kellypapa님의 댓글

Kellypapa

  x,y,z -> 추력,항력; 양력;중력, 0;0

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