Achsen und Winkel am Flugkörper

Achsen

Längsachse

Achsen eines Flugzeugs

Als Längsachse wird in der Technik, der Biologie und anderen Wissenschaften jene Achse eines Körpers bezeichnet, die der Richtung seiner größten Ausdehnung entspricht. Häufig ist die Längsachse auch eine annähernde Symmetrieachse des Körpers. Bei Fahrzeugen zeigt die Längsachse nach vorn.
Handelt es sich bei dem Körper um ein Luft- oder Wasserfahrzeug, wird stattdessen auch von seiner Rollachse (engl. roll axis), bei einem Landfahrzeug dagegen von dessen Wankachse gesprochen. Der Kippwinkel heißt Rollwinkel (englisch bank angle), oder Wankwinkel, die Bewegung bei Luft- oder Wasserfahrzeugen auch Rollen, bei Landfahrzeugen dagegen Wanken genannt wird.

Gierachse

Als Gierachse, auch Hoch- oder Vertikalachse (engl. yaw axis), bezeichnet man die vertikale Achse des fahrzeugfesten Koordinatensystems bei Luft-, Wasser-, Raum- oder Landfahrzeugen. Die Drehbewegung um diese Achse wird als Gieren bezeichnet. Zusammen mit dem Wanken/Rollen und Nicken/Stampfen ist das Gieren eine der drei Grund-Rotationsbewegungen eines Körpers im Raum.
Eine Kombination von Rollen, Gieren und Stampfen bezeichnet man als Schlingern.

Die Gierrate (auch Giergeschwindigkeit) bezeichnet die Winkelgeschwindigkeit der Drehung eines Fahrzeuges um die Hochachse. Das Gierträgheitsmoment beschreibt das Trägheitsmoment um die Achse. Das Moment um die Gierachse wird als Giermoment bezeichnet.
Gierstabilität ist die Eigenschaft eines Fahrzeugs, sich ohne zusätzliche Steuerung annähernd geradeaus zu bewegen. Ein gierstabiles Fahrzeug zeigt geringe Tendenz zum Gieren, nimmt vielleicht sogar ohne Steuerhilfe erneut Geradeausfahrt auf, wenn es durch äußeren Einfluss vom Kurs abgebracht wurde.

Querachse

Die Querachse ist die Körperachse, die quer zur längsten Ausdehnung eines Körpers oder zur normalen Bewegungsrichtung eines Fahrzeuges steht. Handelt es sich um ein Fahrzeug, wird die rechtwinklig zu dessen Längs- und Hochachse verlaufende Querachse auch Nickachse genannt. Der Drehwinkel um diese Achse wird als Nickwinkel bezeichnet. Ein im Flug auftretendes Drehmoment um die Querachse wird Nickmoment genannt.

Winkel am Flugzeug

Roll-Nick-Gier-Winkel (Eulerwinkel)
0 Rotationsachsen:	Bewegung:
↙ Längsachse (Roll-/Wankachse):	Rollen, Wanken

↖ Querachse (Nickachse):	Nicken, Stampfen

↓ Vertikalachse (Gierachse):	Gieren (Schlingern)

Roll-Nick-Gier-Winkel, englisch roll-pitch-yaw angle, sind spezielle Eulerwinkel (Lagewinkel), die zur Beschreibung der Ausrichtung eines Fahrzeugs im dreidimensionalen Raum herangezogen werden. Diese Art der Richtungsmessung und -bestimmung durch Drehratensensoren wurde zur Navigation im Luftverkehr eingeführt und wird inzwischen neben Luftfahrzeugen auch für Raum-, Land- und Wasserfahrzeuge verwendet.

Die aus der Flugsteuerung übernommenen Winkel beschreiben drei aufeinander folgende Drehungen, die ein festes Referenzsystem (engl. world-frame) in ein objektbezogenes rechtshändiges Koordinatensystem (engl. body frame) überführen. Dessen Ursprung denkt man sich im Mittelpunkt des Fahrzeugs, wobei die Winkelbezeichnungen sich unmittelbar aus den Namen der drei möglichen Drehbewegungen des Fahrzeugs um seine Körperachsen ableiten (siehe Abb. rechts). Zu Beginn der Drehungen stimmen Referenzsystem und körperfestes System überein.