飞机的起飞和着陆性能.ppt

第六章飞机的起飞和着陆性能,61引言,起飞着陆性能：起飞距离、起飞时间和离地速度；着陆距离、着陆时间和接地速度特点：支反力和摩擦力；地面效应；飞机构型（起落架，襟翼等）,升阻特性变化,62飞机的起飞性能,研究对象：前三点式喷气式飞机,一、起飞过程飞机在跑道上由静止加速到离地速度并在空中加速上升到安全高度的整个加速过程起飞安全高度：我国定为25米,LI地面三点滑跑LII抬前轮后两点滑跑LIII拉起后空中过渡段距离LIV空中直线加速上升到25米安全高度的水平距离,起飞操纵过程：起飞线刹车，油门最大；松刹车，加速；0.6-0.8离地速度时，拉杆，抬前轮；前推杆（迎杆），最佳迎角下滑跑；加速滑跑到离地速度Vld，升力等于重力，飞机离开地面；上升加速到离地10-15米，收起落架，继续上升到安全高度，收起襟翼。,简化计算：（1）地面加速滑跑（LI，LII合并）L1,对应的时间为T1（2）加速上升到安全高度（LIII，LIV合并）L2,对应的时间为T2起飞距离：Lqf起飞时间：Tqf,二、起飞性能的计算1、地面加速滑跑段的距离和时间简化：三点滑跑！,假设：发动机推力P和地面平行！,G飞机的重量F=F1+F2为地面对机轮的摩擦力N=N1+N2为地面对机轮的支反力,f摩擦系数。,阻力和升力系数都对应于停机迎角,地面滑跑时间：,地面滑跑距离：,如果推力取平均值，则能得到解析解！否则要通过数值积分！,2、离地速度离地瞬间：升力等于重力,对应于离地迎角的升力系数，它受到护尾迎角的限制。一般要求护尾迎角应比护尾包刚触地时的极限迎角小1.5到2度。,NOTE：如果抖动升力系数小于护尾迎角所对应的升力系数，式中应取抖动升力系数,3、加速上升段的距离和时间运动方程：,假设直线飞行，而且航迹角很小，则有,VH上升到25，米安全高度上的飞行速度，一般按经验取1.3倍的离地速度！数值积分！,另外一种方法:安全高度上的总能量等于离地瞬间的总能量和（P-Q）在飞机上升路程上做的功！,6.3影响起飞性能的因素及改善起飞性能的的设计措施一、发动机推力推重比增加！（根据重要的空中飞行性能确定）矢量推力降低离地速度！,二、飞机的构造重量和机翼面积的比G/S翼载，降低翼载可降低离地速度，改善起飞降落距离！。增加机翼面积，可降低翼载，但回增加重量和阻力Q。（空中性能和飞行品质要求确定）三、气动特性提高起飞升力系数（襟翼，附面层控制等）（还可降低地面摩擦阻力）增升装置一般会增加阻力，所以对起偏度有要求（达到大的升阻比）,四、使用条件1、大气条件（高度，温度）高度高度增加推力降低。高度增加，密度增加，同样重量下，离地速度会增加！。机场高度增加1000米，飞机的起飞距离将增加月20%。温度温度增加，发动机推力将降低！，温度变化还回影响密度，从而改变离地速度！离地速度相对空气的！（顺风，逆风）2、机场表面状况（坡度，表面质量）,6.4起飞工作中发动机出现故障时的若干考虑起飞滑跑阶段，发动机故障：继续起飞、关闭故障发动机并使用刹车中断起飞。中断起飞：驾驶员使用弹射救生、不使用弹射救生,一、单发动机飞机的决策速度单发动机飞机在起飞滑跑过程中，当加速到某一速度发动机出现故障停车时，驾驶员使用紧急刹车能使飞机停止在跑到范围之内（包括跑道端头的地带），该速度的最大值飞机的决策速度Vjc.,当发动机故障出现在飞机速度小于决策速度时，驾驶员必须使用紧急刹车，中断起飞！否则，一般使用弹射救生！（是否使用弹射救生，还需要当时速度是否大于最小张伞速度Vzs），最小张伞速度大概为130-140公里/小时。,1、决策速度大于张伞速度（下图(a)）讨论速度范围及对应的操作2、决策速度小于张伞速度（下图(b)）不允许！讨论速度范围及对应的操作,二、多发动机飞机的安全速度偏航力矩低速时方向舵效率低！驾驶员通过各种操纵（方向舵、不对称刹车等）可以克服非对称推力产生的偏航力矩的最小速度！安全速度Vaq1、安全速度小于决策速度（下图（a）2、安全速度大于决策速度（下图（b）(不允许),三、多发动机飞机的平衡跑道长度,飞机起飞滑跑过程中加速到某一速度VI时，有一发动机出现故障停车，飞机带鼓掌继续起飞到达25米安全高度所需的整个水平距离恰等于飞机从VI采用紧急刹车中断起飞所需的水平距离。该距离和飞机从静止加速到VI的水平距离之和平衡跑道长度Lph。,平衡跑道长度越小，飞机带故障起飞性能越好！VI对应平衡跑道长度Lph的决策速度！,65飞机的着陆性能飞机从安全高度（25米）处下滑并过渡到地面滑跑直至完全停止的整个减速过程着陆！着陆距离Lzl着陆时间Tzl接地速度Vjd,一、着陆过程25米安全高度下滑，发动机处于慢车，飞机接近等速直线飞行。离地5-8米时，驾驶员后拉杆将飞机拉平。拉平终了高度约0.5-1米飞机减速平飞，驾驶员不断拉杆，增加迎角，保持升力等于重力离地0.15-0.25米时，飞机已接近护尾迎角速度继续降低。升力小于重力，飞机飘落主轮接地后，驾驶员保持两点滑跑状态，以充分利用空气阻力减速减至一定速度后，飞机前轮下沉接地，三点滑跑并开始使用刹车直到飞机停止！。（阻力伞）,下滑、拉平、平飞减速、飘落和地面减速滑跑（L1、L2、L3、L4、L5；T1、T2、T3、T4、T5）。拉平和飘落段距离和时间和短，不做单独计算！,二、飞机的着陆性能的计算,1、下滑段的距离和时间起落架放下、襟翼处于着陆状态（偏度大于起飞状态！为什么？），发动机处于慢车，P近似为零！,下滑段的实际距离为L1,近似计算时，取降低升阻比，可减小L1，但下滑角增大拉平困难！下滑时的升力系数Cyxh一般取（0.6-0.7）Cymax。由极曲线可得到阻力系数Cxxh。升阻比K求出下滑角,为什么不考虑可以拉平段？,2、平飞减速段的距离和时间,Vlp拉平时的速度Vps飘落段开始的速度。数值积分！,近似计算：K=KmaxVlp=VxhVps=Vjd,为什么可以近似不考虑飘落段？,3、接地速度取抖动升力系数和护尾升力系数的小者！k1修正系数（0.92-0.95）,进场速度下滑到安全高度的瞬时速度！能量守衡定理也可近似求解！（思考）！,4、地面减速滑跑段的距离和时间两点无刹车自由滑跑三点滑跑并使用刹车两点无刹车自由滑跑一般为3秒左右该段距离：,三点滑跑并使用刹车:,三点减速滑跑段距离和时间为,在过程估算时，通常认为整个滑跑过程为三点滑跑的匀减速运动，则有：平均减速度！（估算方法）,6.6影响着陆性能的因素及改善着陆性能的的设计措施,一、发动机反推力二、飞机构造参数翼载G/S越小，接地速