速度坐标系（Velocity Frame）

本文作者：天疆说
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定义

速度坐标系（Velocity Frame）是以飞行器飞行速度方向为基准建立的坐标系，记作 $o_1 - x_v y_v z_v$ ，简记为 $V$ 。速度坐标系的原点为飞行器质心， $x_v$ 轴沿飞行速度方向，用于描述飞行器的速度矢量状态和气动力的分解。

速度坐标系与体坐标系之间的关系由两个角度确定：

角度	符号	定义
攻角	$\alpha$	速度矢量在主对称面内的投影与 $x_1$ 轴的夹角
侧滑角	$\beta$	速度矢量与主对称面的夹角

方向余弦阵为：

\mathbf{V}_B = \mathbf{R}_x(-\beta) \cdot \mathbf{R}_y(\alpha)

速度坐标系与发射坐标系之间的关系由三个角度确定：

在速度坐标系中，气动力自然分解为：

速度坐标系是气动力分析和飞行力学中的核心坐标系。空气动力（升力、阻力、侧力）自然沿速度坐标系分解，攻角和侧滑角是气动力计算的关键参数。在主动段弹道设计中，速度坐标系用于建立速度矢量的运动方程。对于地月空间任务的再入段，速度坐标系是分析气动加热和减速过程的基础。