نمایش مبدأ برای سمت‌گشت

[[پرونده:Aileron yaw.gif|بندانگشتی|چپ|200px|سمت‌گشت در هواپیما]]
[[پرونده:Flight dynamics with text.png|بندانگشتی|چپ|200px|سمت‌گشت، [[درجه آزادی (مکانیک)|تاب]] و [[درجه آزادی (مکانیک)|غلت]] در یک هواپیما]]
'''سَمت‌گَشت'''<ref>Toolforge.org. “جستجوی واژه‌های مصوب فرهنگستان زبان و ادب فارسی، ” 2024. https://farhangestan.toolforge.org/results?word=yaw&wordstart=&wordend=&hozeh=&daftar=همهٔ+دفترها.</ref> ({{lang-en|Yaw}}) به چرخش یک جسم حول محور عمودی آن اشاره دارد. این محور عمودی معمولاً به عنوان محور z شناخته می‌شود. برای تجسم این حرکت، یک [[هواپیما]] را تصور کنید که دماغه‌اش را به چپ یا راست می‌چرخاند، در حالی که ارتفاع و شیب آن ثابت می‌ماند. در این مثال، هواپیما در حال انجام حرکت سمت‌گشت است.

به تعریف دیگر، چرخش سمتی یا سمت‌گشت، یک حرکت حول [[محورهای اصلی هواپیما|محور سمت‌گشت]] یک جسم صلب است که جهت اشاره آن را به چپ یا راست جهت حرکت آن تغییر می‌دهد. '''آهنگ سمت‌گشت'''<ref>Toolforge.org. “جستجوی واژه‌های مصوب فرهنگستان زبان و ادب فارسی، ” 2024. https://farhangestan.toolforge.org/results?word=yaw&wordstart=&wordend=&hozeh=&daftar=همهٔ+دفترها.</ref> یا '''سرعت سمت‌گشت''' یک خودرو، هواپیما، پرتابه یا جسم صلب دیگر، [[سرعت زاویه‌ای]] این چرخش یا نرخ تغییر زاویه عنوان زمانی است که هواپیما افقی است. معمولاً بر حسب درجه بر ثانیه یا رادیان بر ثانیه اندازه‌گیری می‌شود.

مفهوم مهم دیگر [[گشتاور (فیزیک)|گشتاور]] سمت‌گشت است که مؤلفه [[گشتاور نیرو]] حول محور سمت‌گشت است.

== اندازه‌گیری ==
سرعت سمت‌گشت را می‌توان با اندازه‌گیری سرعت زمین در دو نقطه هندسی جدا شده روی بدنه، یا با [[ژیروسکوپ]] اندازه‌گیری کرد، یا می‌توان آن را از [[شتاب‌سنج]] و موارد مشابه ترکیب کرد. این معیار اصلی نحوه درک بصری رانندگان از چرخش خودرو است.

[[پرونده:Rotations.png|بندانگشتی|چپ|محورهای یک کشتی و چرخش‌های اطراف آن‌ها]]

در [[کنترل پایداری الکترونیکی]] وسایل نقلیه مهم است. آهنگ سمت‌گشت مستقیماً با شتاب جانبی وسیله نقلیه که با سرعت ثابت در اطراف یک شعاع ثابت می‌چرخد، با رابطه زیر مرتبط است:

:سرعت مماسی * سرعت سمت‌گشت = شتاب جانبی = سرعت مماسی ^ ۲ / شعاع چرخش، در واحدهای مناسب

قرارداد علامت را می‌توان با توجه دقیق به دستگاه‌های مختصات ایجاد کرد.

در یک [[مانور ابتدایی جنگنده|مانور]] کلی‌تر که شعاع تغییر می‌کند و/یا سرعت تغییر می‌کند، رابطه فوق دیگر برقرار نیست.{{چپ پاک‌کن}}

== کنترل آهنگ سمت‌گشت ==
آهنگ سمت‌گشت را می‌توان با شتاب‌سنج‌ها در محور عمودی اندازه‌گیری کرد. هر وسیله‌ای که برای اندازه‌گیری آهنگ سمت‌گشت در نظر گرفته شده است، [[حسگر آهنگ سمت‌گشت]] نامیده می‌شود.

== وسایل نقلیه جاده‌ای ==
مطالعه پایداری یک وسیله نقلیه جاده‌ای نیازمند تقریب معقولی برای معادلات حرکت است.

[[پرونده:Car0 stabilty.png|بندانگشتی|چپ|دینامیک یک وسیله نقلیه جاده‌ای]]

نمودار یک وسیله نقلیه چهار چرخ را نشان می‌دهد که در آن محور جلو '''''a''''' متر جلوتر از [[مرکز جرم]] و محور عقب '''''b''''' متر به سمت عقب از مرکز ثقل قرار دارد. بدنه خودرو در جهت <math>\theta</math> (theta) است در حالی که در جهت <math>\psi</math> (psi) حرکت می‌کند. به‌طورکلی، این‌ها یکسان نیستند. آج لاستیک‌ها در ناحیه نقطه تماس در جهت حرکت است، اما توپی‌ها با بدنه خودرو تراز می‌شوند و [[فرمان]] در مرکز نگه داشته می‌شود. لاستیک‌ها با چرخش برای تطبیق با این ناهماهنگی، منحرف می‌شوند و در نتیجه نیروهای جانبی ایجاد می‌کنند.

از مطالعه [[پایداری جهتی]]، با نشان دادن سرعت زاویه‌ای <math>\omega</math>، معادلات حرکت عبارتند از:

:<math>\frac{d\omega}{dt}=2k\frac{(a-b)}{I}\beta-2k\frac{(a^2+b^2)}{VI}\omega</math>
:<math>\frac{d\beta}{dt}=-\frac{4k}{MV}\beta+(1-2k)\frac{(b-a)}{MV^2}\omega</math>

با <math>M</math> جرم وسیله نقلیه، <math>V</math> سرعت وسیله نقلیه و <math>\beta = \theta - \psi</math> زاویه کلی وسیله نقلیه.

ضریب <math>\frac{d\beta}{dt}</math> را با تشبیه به یک دمپر جرم-فنر که معادله حرکت مشابهی دارد، '[[میرایی]]' می‌نامیم. با همین قیاس، ضریب <math>\beta</math> را 'سختی' می‌نامیم، زیرا عملکرد آن بازگرداندن سیستم به انحراف صفر است، به همان شیوه یک فنر.

شکل راه‌حل فقط به علائم عبارات میرایی و سختی بستگی دارد. چهار نوع راه‌حل ممکن در شکل ارائه شده است.

[[File:Second Order Solutions.png|600px]]


تنها راه حل رضایت بخش مستلزم مثبت بودن هم سختی و هم میرایی است. اگر مرکز ثقل جلوتر از مرکز [[فاصله بین محورها]] <math>(b>a)</math> باشد، این همیشه مثبت خواهد بود و وسیله نقلیه در همه سرعت‌ها پایدار خواهد بود. با این حال، اگر دورتر عقب باشد، این عبارت پتانسیل منفی شدن در بالای سرعت داده شده توسط:

::<math>V^2=\frac{2k(a+b)^2}{M(a-b)}</math>

بالاتر از این سرعت، وسیله نقلیه از نظر جهتی (سمت‌گشت) [[ناپایداری|ناپایدار]] خواهد بود. اصلاحات برای اثر نسبی لاستیک‌های جلو و عقب و نیروهای فرمان در مقاله اصلی موجود است.

== رابطه با سایر سیستم‌های چرخشی ==
این چرخش‌ها [[چارچوب حرکت|چرخش‌های ذاتی]] هستند و حساب پشت آن‌ها شبیه به [[فرمول‌های فرنت-سرت]] است. انجام چرخش در یک چارچوب مرجع ذاتی معادل ضرب راست ماتریس مشخصه آن (ماتریسی که بردار قاب مرجع را به عنوان ستون دارد) در ماتریس چرخش است.

== تاریخچه ==
اولین هواپیمایی که کنترل فعال در هر سه محور را نشان داد، گلایدر [[برادران رایت]] در سال ۱۹۰۲ بود.<ref>{{cite web | url=[https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/rotations.html](https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/rotations.html) | title=Aircraft rotations | date=2015-05-05 | publisher=[[مرکز تحقیقات گلن]] | access-date=2018-10-13}}</ref>

== جستارهای وابسته ==
* [[انحراف ناخواسته هواپیما]]
* [[محورهای اصلی هواپیما]]
* [[اثر کوریولیس]]
* [[دینامیک پرواز]]
* [[دینامیک خودرو]]

== منابع ==
{{پانویس|چپ‌چین=بله}}
* {{یادکرد-ویکی|پیوند =//en.wikipedia.org/w/index.php?title=Yaw_(rotation)&oldid=1167220066|عنوان = Yaw (rotation)|زبان =انگلیسی|بازیابی =۳ اوت ۲۰۲۴}}

[[رده:دینامیک]]
[[رده:کنترل وضعیت]]