Existe uma relação específica entre o ângulo do sideslip e a taxa de yaw OU como o ângulo do sideslip depende da taxa de yaw?

Since, yaw rate is controlled via rudder

Não, o yaw é controlado por muitas coisas, e o leme está lá principalmente para compensá-los para manter o avião voando para frente.

A maneira usual de fazer um sistema de controle é que você controla (com um controlador PID):

• Mova o elevador para a aceleração vertical (coordenadas planas) de destino.
• Mova os ailerons para a taxa de rolagem desejada.
• Mova o leme para atingir a aceleração lateral zero (coordenadas planas). A aceleração lateral é medida pela bola no cockpit tradicional.

Note que cada eixo é basicamente independente e o leme é usado apenas para eliminar o deslizamento lateral, que é proporcional à aceleração lateral, a menos que você tenha empuxo ou arrasto assimétrico - e eu não ouvi falar de um FBW que corrigisse automaticamente aqueles condições.

Ao voar com o piloto automático, o piloto automático define o alvo da velocidade vertical a partir do erro de altitude e aceleração vertical do erro de velocidade vertical para a inclinação e define o rol do erro de rumo e da taxa de rolagem do erro de rolagem para o eixo de rolagem. Os pilotos automáticos não definem metas de aceleração lateral - isso é sempre zero.

É por isso que a auto-terra tem um limite de vento cruzado muito menor - o piloto automático não lida com o leme, por isso não pode desacelerar.

Não, não há relação específica ou dependente entre o ângulo do sideslip e a taxa de guinada.

Uma taxa de guinada momentânea pode resultar em escorregamento, mas uma manobra contínua de insulto lateral envolverá uma taxa de yaw zero. Observe que uma taxa de guinada é uma medida da velocidade de rotação, enquanto um ângulo de deslizamento é uma medida da posição relativa.

Considere uma taxa de guinada momentânea causada pela deflexão do leme com as asas niveladas. Essa taxa de guinada momentânea resultará em um deslize de algum ângulo (cujo ângulo dependerá de vários fatores, incluindo, mas não se limitando a, amplitude e duração da taxa de guinada), mas para sustentar um deslocamento lateral, será necessária uma taxa de guinada zero. Ou seja, para voar em uma manobra sustentada de deslizamento lateral - em oposição a um giro escorregadio - a diferença angular entre o vento relativo e o eixo longitudinal da aeronave deve ser mantida com uma taxa de guinada zero.

Enquanto a taxa de guinada ou o ângulo podem ser controlados pelo leme, existem várias outras forças ou entradas de controle que podem afetar ou controlar a taxa ou ângulo de guinada. Como um exemplo, considere um cenário de empuxo assimétrico envolvendo uma inclinação sustentada e uma taxa zero de guinada. Nesse cenário, a entrada do leme oposta à direção do flanco lateral pode ser necessária para manter o flancos laterais.

Ângulo de deslizamento lateral β é o ângulo de ataque "lateral" do corpo da aeronave. Em um determinado período de tempo, o ângulo do flanco lateral é o sinal integrado da taxa de guinada, que é o sinal integrado da aceleração da guinada, que segue do momento de guinada e da inércia. Este é o caso em qualquer aeronave, fly-by-wire ou controle convencional.

$ r_ {dot} $ = $ M_β $ / $ I_Z $

r = $ ∫ $ $ r_ {dot} $ dt

$ β $ = $ ∫ $ r dt

Sideslip é uma entidade aerodinâmica definida em relação à velocidade do ar (eixos do corpo), enquanto entidades inerciais são definidas em eixos da terra. Uma matriz de transformação descreve a relação dos dois sistemas de eixos. Para o comportamento de voo, os eixos do corpo formam o quadro de referência: um vento lateral repentino altera o ângulo inicial de deslizamento lateral no início do nosso intervalo de tempo, mais os momentos que atuam na aeronave.