Aerospace Toolbox

Analice y visualice el movimiento de vehículos aeroespaciales mediante estándares de referencia y modelos

Aerospace Toolbox ofrece herramientas y funciones basadas en estándares para analizar el movimiento, la misión y el entorno de vehículos aeroespaciales. Incluye operaciones matemáticas aeroespaciales, transformaciones espaciales y del sistema de coordenadas, y modelos de entorno validados para interpretar datos de vuelo. Esta toolbox también incluye herramientas de visualización 2D y 3D, e instrumentos de cabina estándar para observar el movimiento del vehículo.

Para los vehículos de vuelo, puede importar archivos de Data Compendium (DATCOM) directamente a MATLAB® para representar la aerodinámica de los vehículos. La aerodinámica se puede combinar con parámetros de referencia para definir la configuración y la dinámica de la aeronave para el diseño de sistemas de control y el análisis de las cualidades de vuelo.

Aerospace Toolbox permite diseñar y analizar escenarios con satélites y estaciones terrestres. Puede propagar trayectorias de satélite, desde elementos orbitales o de dos líneas, cargar efemérides de satélites y constelaciones, realizar tareas de análisis de misiones, como el acceso a la línea de visión, y visualizar el escenario como una trayectoria terrestre o como un globo terráqueo.

Más información:

Análisis del movimiento de vehículos

Analice la dinámica de vuelo y el movimiento de vehículos en MATLAB mediante transformaciones del sistema de coordenadas aeroespaciales, parámetros de vuelo y matemática de cuaterniones.

Transformaciones del sistema de coordenadas

Utilice las funciones del sistema de coordenadas para estandarizar las unidades en los datos que describen la dinámica de vuelo y el movimiento, transformar las representaciones espaciales y los sistemas de coordenadas, y describir el comportamiento de cuerpos de tres y seis grados de libertad.

Ejemplo de superposición de datos de vuelo simulados y reales.

Parámetros de vuelo

Utilice funciones para estimar parámetros de vuelo aerodinámicos, como la velocidad del aire, los ángulos de incidencia y de deslizamiento lateral, el número Mach y las tasas de presión relativa, de densidad y de temperatura.

Ejemplo de cálculos para optimizar el planeo.

Matemática de cuaterniones

Utilice funciones de matemática de cuaterniones integradas para calcular su norma, módulo, logaritmo natural, producto, división, inversa, potencia o exponencial. Realice la interpolación entre dos cuaterniones con métodos lineales, lineales esféricos o lineales normalizados.

Astrium crea el primer enlace óptico láser bidireccional del mundo.

Control de aeronaves y análisis de estabilidad

Utilice los coeficientes obtenidos de Data Compendium (DATCOM) basados en las condiciones y la geometría de vuelo para crear objetos de aeronaves de ala fija, estimar la estabilidad aerodinámica y las características de los sistemas de control, y realizar análisis numéricos.

Aeronaves de ala fija

Mediante la importación de archivos de Digital DATCOM de USAF, puede crear un objeto de aeronave de ala fija con estados personalizados y realizar análisis de linealización y de estabilidad estática en MATLAB.

Respuesta dinámica de una aeronave de ala fija con la respuesta esperada basada en el análisis de estabilidad estática.

Datos de DATCOM

Importe coeficientes aerodinámicos obtenidos de análisis estáticos y dinámicos y transfiéralos a MATLAB como un array de celdas de estructuras que contiene información sobre un archivo de salida de DATACOM.

Importación de archivos de DATCOM.

Análisis de misiones de satélites pequeños

Modele y visualice satélites en órbita y calcule el acceso a la línea de visión con estaciones terrestres utilizando el objeto satelliteScenario. Utilice datos de efemérides del sistema solar para calcular la posición y la velocidad planetarias en una fecha concreta del calendario juliano.

Escenarios satelitales

Cree escenarios satelitales para modelar y visualizar satélites y constelaciones, y realizar análisis de misiones como calcular el acceso a la línea de visión con estaciones terrestres.

Visualización de un escenario satelital con un visor 3D.

Efemérides planetarias

Con los coeficientes de Chebyshev obtenidos del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, puede utilizar MATLAB para calcular la posición y la velocidad de cuerpos celestes del sistema solar en relación con un objeto central específico en una fecha concreta del calendario juliano, así como la nutación de la Tierra y la libración de la Luna.

Estimación del analema solar.

Modelos de entorno

Utilice modelos de entorno validados para representar perfiles estándares de gravedad y campo magnético, obtener variables atmosféricas para una altitud determinada e implementar el modelo de viento horizontal de U.S. Naval Research Laboratory.

Atmósfera

Utilice modelos de entorno validados, incluidos la Atmósfera de referencia internacional de COSPAR de 1986, el modelo de COESA de 1976, la Atmósfera estándar internacional (ISA), la Atmósfera de tasa de caída y la Exoesfera del U.S. Naval Research Lab de 2001, para representar la atmósfera de la Tierra.

Ejemplo de túnel de viento supersónico con el modelo ISA.

Gravedad y campos magnéticos

Calcule la gravedad y los campos magnéticos utilizando modelos estándar. Las funciones permiten implementar los modelos geopotenciales terrestres, los modelos magnéticos mundiales y el campo de referencia geomagnético internacional, incluidos EGM2008, WMM2020 e IGRF13. También puede calcular la altura y las ondulaciones en función de datos geoidales descargables a través de Add-On Explorer.

Ejemplo de altura geoidal para el modelo geopotencial terrestre. 

Viento

Use la función de viento horizontal para implementar la rutina de modelo de viento horizontal utilizada por U.S. Naval Research Laboratory y calcule los componentes meridionales y zonales del viento para uno o varios conjuntos de datos geofísicos.

Uso de la función atmoshwm para calcular el modelo de viento horizontal suave.

Visualización de vuelo

Visualice el movimiento de vehículos aeroespaciales con instrumentos de vuelo de cabina estándares y el simulador de vuelo FlightGear.

Instrumentos de vuelo

Utilice instrumentos de vuelo de cabina estándares en MATLAB para mostrar variables de navegación. Entre los instrumentos se incluyen indicadores de velocidad aerodinámica, de régimen de ascenso y de temperatura de gases de escape, así como altímetro, horizonte artificial y coordinador de viraje.

Revisión de datos pregrabados de pruebas de vuelo o de simulaciones.

Interfaz de simulador de vuelo

El objeto de animación para FlightGear permite visualizar datos de vuelo y movimientos de vehículos en un entorno tridimensional.

Reproducción de datos de vuelo en FlightGear.