总攻角（Total Angle of Attack）

本文作者：天疆说
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定义

总攻角 $\eta$ 是速度轴 $o_1x_v$ 与飞行器纵轴 $o_1x_1$ 之间的夹角。在总攻角平面（ $x_1o_1x_v$ 平面）内，气动力 $\boldsymbol{R}$ 可沿飞行器纵轴方向分解为轴向力 $X_1$ 和总法向力 $N$ ，也可沿速度轴方向分解为阻力 $X$ 和总升力 $L$ 。

核心要素

与攻角、侧滑角的关系

总攻角与攻角 $\alpha$ 、侧滑角 $\beta$ 的精确关系：

\cos\eta = \cos\alpha \cdot \cos\beta

或等价地：

\sin^2\eta = \sin^2\alpha + \sin^2\beta - \sin^2\alpha \cdot \sin^2\beta

当 $\alpha$ 、 $\beta$ 为小角度时，近似关系为：

\eta = \sqrt{\alpha^2 + \beta^2}

力的分解关系

在总攻角平面内，轴向力 $X_1$ 、总法向力 $N$ 与阻力 $X$ 、总升力 $L$ 的关系：

\left\{\begin{array}{l} X = N\sin\eta + X_1\cos\eta \\ L = N\cos\eta - X_1\sin\eta \end{array}\right.

对应的系数关系：

\left\{\begin{array}{l} C_x = C_N\sin\eta + C_{x1}\cos\eta \\ C_L = C_N\cos\eta - C_{x1}\sin\eta \end{array}\right.

总法向力与分力的关系

总法向力 $N$ 与法向力 $Y_1$ 、横向力 $Z_1$ 的关系：

N = \sqrt{Y_1^2 + Z_1^2}

总升力 $L$ 与升力 $Y$ 、侧力 $Z$ 的关系：

L = \sqrt{Y^2 + Z^2}

物理意义

总攻角综合反映了飞行器速度矢量与机体轴之间的空间方位关系。当侧滑角 $\beta = 0$ 时，总攻角等于攻角的绝对值。总攻角的概念简化了气动力的表达，使得再入段运动方程可以用总攻角、总升力等统一表示，适用于各种再入飞行器。

应用价值

总攻角是再入飞行器气动力分析的核心参数。通过总攻角可以将三维气动力问题转化为总攻角平面内的二维问题，简化了再入段运动方程的推导。在配平攻角设计、再入走廊确定和升力控制中，总攻角都是关键变量。

相关概念

参考文献

郑伟, 安雪滢, 周祥, 何睿智. 空天飞行力学[M]. 国防科技大学, 2026.
贾沛然, 陈克俊, 等. 远程火箭弹道学[M]. 国防科技大学出版社.