飞机原理与构造第五讲_飞机的飞机性能.pdf

飞机原理与构造飞机原理与构造第第五五讲讲 第四章第四章 飞机的飞行性能飞机的飞行性能 2012 9 2 1 2012 9 2 2 一 飞行性能计算的原始数据和基本定义一 飞行性能计算的原始数据和基本定义 二二 飞机的基本飞行性能 飞机的基本飞行性能 三三 飞机的续航性能 飞机的续航性能 四四 飞机的机动飞行性能 飞机的机动飞行性能 五 飞机的起飞和着陆性能五 飞机的起飞和着陆性能 第四章第四章 飞机的飞行性能飞机的飞行性能 2012 9 2 3 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 正常起飞重量正常起飞重量 kg 23000202121524015740 最大起飞重量最大起飞重量 kg 33000308451850025402 实用升限实用升限 m 18000183001700015240 最大平飞最大平飞M数数2 352 52 31 8 最大使用过载最大使用过载97 3397 5 起飞滑跑距离起飞滑跑距离 m 450274250427 着陆滑跑距离着陆滑跑距离 m 6201067600670 对空作战半径对空作战半径 km 150012701200740 转场航程转场航程 km 3680 机内机内 油油 463129003706 Su 27F 15CMig 29F 18C 几种战斗机性能表几种战斗机性能表 2012 9 2 4 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 飞机飞行性能飞机飞行性能 检验飞机设计方案是否能够满足设计使命 能否满足预检验飞机设计方案是否能够满足设计使命 能否满足预 定的预定的战术技术要求定的预定的战术技术要求 通过具体参数来表征飞机在各飞机阶段的飞行能力 例通过具体参数来表征飞机在各飞机阶段的飞行能力 例 如 如 飞机的最大 最小飞行速度飞机的最大 最小飞行速度 飞机的升限飞机的升限 上升率上升率 加减速时间加减速时间 给定高度的航程给定高度的航程 通常比较飞机的极限飞行能力通常比较飞机的极限飞行能力 计算分析 2012 9 2 5 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 飞行过程中的受力分析及角度定义飞行过程中的受力分析及角度定义 P发动机推力 Y升力 Q阻力 G重力 jfd发动机安装角 a迎角 q航迹倾角 J俯仰角 V飞行速度 水平线q a Y G Q P V jfd J 2012 9 2 6 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 发动机发动机 2012 9 2 7 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 发动机安装角发动机安装角 机身轴线 发动机轴线 发动机尾喷口轴线 相对于发动机轴有5 夹角 3 2 2012 9 2 8 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 定直平飞的受力分析定直平飞的受力分析 水平线 a Y G Q P V x 2012 9 2 9 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 受力分析及角度定义受力分析及角度定义 P发动机推力 Z侧力 Q阻力 b侧滑角 Y偏航角 Ys航向角 V飞行速度 V北 b Q Z P s 2012 9 2 10 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 Y G Z Y升力 Z侧力 G重力 滚转角 受力分析及角度定义受力分析及角度定义 2012 9 2 11 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 重力重力G G 重力大小 重力大小 G mG m g g m m飞机质量飞机质量 飞机质量随燃油消耗 外挂投放等变化飞机质量随燃油消耗 外挂投放等变化 性能计算过程中 飞机质量通常取常值性能计算过程中 飞机质量通常取常值 g g重力加速度重力加速度 重力加速度与地理位置 飞行高度相关 但变化很小重力加速度与地理位置 飞行高度相关 但变化很小 通常取通常取9 819 81 重力方向 铅垂向下重力方向 铅垂向下 2012 9 2 12 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 对流层对流层 同温层 平流层同温层 平流层 中间层中间层 热层 电离层热层 电离层 大气结构大气结构 2012 9 2 13 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 标准大气标准大气 海平面大气参数 海平面大气参数 H 0 m T 288 15 K p 101325 Nm 2 r r 1 225 kgm 3 g 9 80665 ms 2 2012 9 2 14 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 气动力 气动力 Y Q ZY Q Z 气动力可以分解为气动力可以分解为Y Q ZY Q Z三个力三个力 qSCZ qSCQ qSCY z x y 2 2 1 Vqr 其中其中q q为动压为动压 其中其中S S为机翼参考面积为机翼参考面积 23 38 62 52 5 62 3 56 5 27 9 37 2 465 常见飞机的参考面积常见飞机的参考面积 Mig 21 J 7 Mig 29 Su 27 F 14 F 15 F 16 F 18 B 2 2012 9 2 15 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 升力特性升力特性 jaa ja yyy CCC 0 C Cy y为升力系数 取决于飞机的气动布局 翼型 机翼为升力系数 取决于飞机的气动布局 翼型 机翼 平面形状 襟翼偏角 平尾偏角等 及飞行状态 高度 平面形状 襟翼偏角 平尾偏角等 及飞行状态 高度 M M 数 迎角等 在小迎角范围内 数 迎角等 在小迎角范围内 其中其中C Cj jy y为平尾偏转引起的升力系数变化 为平尾偏转引起的升力系数变化 j j为平尾偏为平尾偏 角 通常角 通常C Cj jy yj j这一项的值比较小 可以忽略 这一项的值比较小 可以忽略 C Ca ay y称为升力称为升力 线斜率线斜率 qSCY y 升力大小升力大小 升力方向 飞机对称面内垂直于飞行速度方向升力方向 飞机对称面内垂直于飞行速度方向 2012 9 2 16 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 升力曲线升力曲线 1001020304050 0 5 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 Cy a 某第二代战斗机 采用对称翼型 a0 0 a0 2012 9 2 17 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 M M数对升力曲线的影响数对升力曲线的影响 0510152025 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 M 0 0 M 0 8 M 1 0 M 1 2 M 1 7 Cy a 2012 9 2 18 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 大迎角区的升力特性大迎角区的升力特性 01020304050 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 Cymax Cydd Cyyx Cysx Cy a Cymax Cydd Cyyx Cysx aljaddayxasx C Cy ymax max 最大升力系最大升力系 数数 a alj lj 临界迎角临界迎角 C Cy ysx sx 失速升力系失速升力系 数数 a asx sx 失速迎角失速迎角 C Cy yyx yx 最大允许使最大允许使 用升力系数用升力系数 a ayx yx C Cy ydd dd 抖动升力系抖动升力系 数数 a add dd Mig 21 J 71 16 Cydd 0 65 Mig 291 35 Su 271 85 F 161 4 常见飞机的常见飞机的C Cy ymax max 2012 9 2 19 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 展弦比对升力系数的影响展弦比对升力系数的影响 2012 9 2 20 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 阻力的产生阻力的产生 阻力按照产生的原因分类 阻力按照产生的原因分类 摩擦阻力摩擦阻力 压差阻力压差阻力 诱导阻力诱导阻力 干扰阻力干扰阻力 零升波阻零升波阻 升致波阻升致波阻 阻力按照与升力是否相关可分为 阻力按照与升力是否相关可分为 升致阻力 诱导阻力 升致波阻 升致阻力 诱导阻力 升致波阻 零升阻力 摩擦阻力 压差阻力 干扰阻力 零升波阻 零升阻力 摩擦阻力 压差阻力 干扰阻力 零升波阻 2012 9 2 21 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 阻力特性阻力特性 阻力系数和升力系数的关系阻力系数和升力系数的关系C Cy y C Cx x曲线称为升阻极曲曲线称为升阻极曲 线 这条曲线通常可以写成抛物线的形式 线 这条曲线通常可以写成抛物线的形式 2 00yxxixx ACCCCC 其中 其中 C Cx x阻力系数阻力系数 C Cx x0 0零升阻力系数零升阻力系数 C Cxi xi升致阻力系数 升致阻力系数 A A诱导阻力因子诱导阻力因子 对称翼型 2012 9 2 22 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 升阻极曲线升阻极曲线 0 000 020 040 060 080 100 12 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 M 0 4 M 0 8 M 1 0 M 1 2 M 1 7 Cy Cx 低速时极曲线变化不大低速时极曲线变化不大 2012 9 2 23 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 零升阻力系数零升阻力系数 0 40 60 81 01 21 41 61 82 0 0 00 0 01 0 02 0 03 0 04 Cx0 M 2012 9 2 24 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 升致阻力因子升致阻力因子 0 40 60 81 01 21 41 61 82 0 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 A M 2012 9 2 25 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 升阻比升阻比K K Cyyl Cx Cy 升阻比 升阻比 最大升阻比最大升阻比K Kmax max对应的 对应的 C Cy y称为有利升力系数称为有利升力系数C Cyyl yyl x y C C K 2012 9 2 26 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 0 00 51 01 52 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Kmax M 亚音 速 超音 速 Mig 1514 6 Mig 21 J 78 44 7 Mig 29124 2 F 8614 F 49 84 13 F 1610 8 4 2 B 5219 高空长航时 30 常见飞机的最大升阻比常见飞机的最大升阻比 最大升阻比最大升阻比K Kmax max 2012 9 2 27 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 现代飞机上常用的发动机现代飞机上常用的发动机 涡喷涡喷涡扇涡扇 2012 9 2 28 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 发动机 涡喷 涡扇 发动机 涡喷 涡扇 推力油耗 油门 转速飞行速度飞行高度 2012 9 2 29 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 推力推力 转速转速 405060708090100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 P kN n 发动机的几种工作状态发动机的几种工作状态 加力加力 最大最大 额定额定 巡航巡航 慢车慢车 2012 9 2 30 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 推力推力 转速转速 0 00 51 01 52 02 5 0 2 4 6 8 10 12 P kN M 某飞机在某飞机在11km11km高空的全加力推力随高空的全加力推力随M M数变化曲线数变化曲线 2012 9 2 31 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 推力推力 高度高度 024681012 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 H km P kN 不同高度下 大气温度 不同高度下 大气温度 密度不同 因而推力不同 密度不同 因而推力不同 H 11kmH 11km时 温度不变 推时 温度不变 推 力与密度有如下关系 力与密度有如下关系 1111 r r P P 2012 9 2 32 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 可用推力可用推力P Pky ky 发动机安装在飞机上会带来推力损失发动机安装在飞机上会带来推力损失 P Pky ky h h P P 通常最大状态或加力状态的推力对性能计算比较重要 通常最大状态或加力状态的推力对性能计算比较重要 所以可用推力一般是指发动机 一台或多台 安装在飞机上所以可用推力一般是指发动机 一台或多台 安装在飞机上 之后 其最大推力或全加力推力 之后 其最大推力或全加力推力 不同高度下 可用推力随不同高度下 可用推力随M M数变化的曲线称为可用推力数变化的曲线称为可用推力 曲线曲线 2012 9 2 33 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 可用推力曲线可用推力曲线 0 00 51 01 52 02 5 0 5 10 15 H 0km H 3km H 5km H 8km H 11km Pky kN M 2012 9 2 34 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 可用推力曲线可用推力曲线 0 00 51 01 52 0 0 2 4 6 8 10 H 0km H 3km H 5km H 8km H 11km Pky kN M 2012 9 2 35 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 耗油率耗油率 0 00 51 01 52 0 0 1 0 2 0 3 qNh kgN 1h 1 M 耗油率耗油率q qNh Nh 发动机产生每牛顿推力在每小时内消耗的燃油质量 发动机产生每牛顿推力在每小时内消耗的燃油质量 2012 9 2 36 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 0 00 51 01 52 0 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 qh kgh 1 M 小时耗油率小时耗油率q qh h 飞机每小时消耗的燃油质量 飞机每小时消耗的燃油质量 iPqq Nhh 小时耗油率小时耗油率 2012 9 2 37 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 耗油率耗油率 高度高度 qNh H 11km 2012 9 2 38 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 耗油率耗油率 转速转速 qNh n 巡 航 转 速 2012 9 2 39 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 转速特性曲线转速特性曲线 qNh P n 80 90 95 100 M 0 1 0 5 1 0 1 5 2012 9 2 40 飞行性能计算的原始数据和基本定义飞行性能计算的原始数据和基本定义 典型发动机特性典型发动机特性 起飞推力起飞推力 kNkN 巡航耗油率巡航耗油率 kg kgh kg kgh 推重比推重比飞机飞机 F100F100 PWPW 229229129 4129 40 6470 6477 77 7F F 16C D16C D F F 15E15E F119F119 PWPW 200200155 7155 70 610 611010F F 2222 ALAL 31F31F122 58122 580 7790 7798 178 17SuSu 2727 WSWS 9 991 2691 260 6790 6795 055 05FBCFBC 1 1 WP13AIIWP13AII63 4563 450 880 885 285 28J J 8II8II 2012 9 2 41 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平直飞行性能平直飞行性能 上升和下滑性能上升和下滑性能 续航性能续航性能 起落性能起落性能 飞机的飞行性能 是指飞机能飞多快 多高 飞机的飞行性能 是指飞机能飞多快 多高 多久 多远以及各种机动飞行能力 对于民用飞机 多久 多远以及各种机动飞行能力 对于民用飞机 主要分析飞机的基本飞行性能 其中包括主要分析飞机的基本飞行性能 其中包括 2012 9 2 42 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞性能平飞性能 平直飞行就是飞机在某一高度上进行等速直线平直飞行就是飞机在某一高度上进行等速直线 飞行 简称平飞 飞机的平飞性能是指飞机在不同飞行 简称平飞 飞机的平飞性能是指飞机在不同 高度上保持等速直线平飞的能力 其中包括最大平高度上保持等速直线平飞的能力 其中包括最大平 飞速度 最小平飞速度以及有利平飞速度等 飞速度 最小平飞速度以及有利平飞速度等 2012 9 2 43 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞的作用力及所需速度平飞的作用力及所需速度 飞机在空中稳定直线飞行时飞机在空中稳定直线飞行时 受到四个力的作用 受到四个力的作用 升力升力 Y Y 重力 重力 G G 推力 推力 拉力拉力 P P 阻力 阻力 X X 升力升力 阻力阻力 重力重力 拉力拉力 2012 9 2 44 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞条件平飞条件 升力等于重力 高度不变升力等于重力 高度不变 拉力等于阻力 速度不变拉力等于阻力 速度不变 升力升力 拉力拉力 重力重力 阻力阻力 2012 9 2 45 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞所需速度平飞所需速度 能够产生足够的升力来平衡重力的飞行速度叫平能够产生足够的升力来平衡重力的飞行速度叫平 飞所需速度 以飞所需速度 以v v平飞 平飞表示 表示 v v平飞 平飞计算公式和影响因素 计算公式和影响因素 2012 9 2 46 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 SC G V Y r 2 平飞 飞机重量越大 飞机重量越大 v v平飞 平飞越大 越大 升力系数越大 升力系数越大 v v平飞 平飞越小 越小 v v平飞 平飞的主要影响因素 的主要影响因素 2012 9 2 47 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞所需速度与飞机重量 升力系效 平飞所需速度与飞机重量 升力系效 机翼面积和空气密度有关 机翼面积和空气密度有关 1 1 飞机重量 飞机重量 2 2 升力系数 升力系数 3 3 空气密度 空气密度 4 4 机翼面积 机翼面积 2012 9 2 48 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 IAS H TASIASTASH VVVV r r rr 0 2 0 2 2 1 2 1 真速真速 TAS TAS 飞机相对于空气的真实速度 飞机相对于空气的真实速度 表速表速 IAS IAS 飞机空速表的指示读数 飞机空速表的指示读数 H 0H 0 TAS IASTAS IAS 高度越高 两者差距越大 高度越高 两者差距越大 在任何高度上有 在任何高度上有 真速 指示空速 校正空速 当量空速真速 指示空速 校正空速 当量空速 2012 9 2 49 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 发动机可用推力发动机可用推力 安装在一架飞机上的所有发动机 在一定工作状态安装在一架飞机上的所有发动机 在一定工作状态 下 所能提供的推力叫发动机可用推力 下 所能提供的推力叫发动机可用推力 在飞行高度和油门一定情况下 涡轮喷气发动机的在飞行高度和油门一定情况下 涡轮喷气发动机的 推力随飞行速度变化的规律是 在亚音速范围内 随着推力随飞行速度变化的规律是 在亚音速范围内 随着 飞行速度的增大 发动机推力开始略有降低 随后又有飞行速度的增大 发动机推力开始略有降低 随后又有 所提高 所提高 2012 9 2 50 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 飞机平飞可用推力曲线飞机平飞可用推力曲线 2012 9 2 51 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞拉力曲线和平飞功率曲线平飞拉力曲线和平飞功率曲线 平飞所需拉力 平飞所需拉力 随着平飞速度的增随着平飞速度的增 大 平飞所需拉力先减大 平飞所需拉力先减 小后增大 小后增大 K G G Y X P YG XP 平飞 平飞 2012 9 2 52 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞所需拉力曲线变化的原因分析平飞所需拉力曲线变化的原因分析 根据升阻比随迎角变根据升阻比随迎角变 化的规律 可以知道平飞所化的规律 可以知道平飞所 需拉力是随迎角增加先减小需拉力是随迎角增加先减小 后增大 后增大 2012 9 2 53 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞需用推力曲线平飞需用推力曲线 随着平飞速度的增大 平飞需用推力先是减小 随后增随着平飞速度的增大 平飞需用推力先是减小 随后增 大 其原因 大 其原因 在亚音速阶段 当飞行速度增大时 有两个因素同时引在亚音速阶段 当飞行速度增大时 有两个因素同时引 起阻力的变化 一是随速度增大 动压增大 使阻力增加 起阻力的变化 一是随速度增大 动压增大 使阻力增加 二是随速度增大 在保持升力等于重力的条件下 飞机迎角二是随速度增大 在保持升力等于重力的条件下 飞机迎角 减小 导致诱导阻力和压差阻力减小 阻力究竟增大还是减减小 导致诱导阻力和压差阻力减小 阻力究竟增大还是减 小 取决于上述两个因素的影响大小 小 取决于上述两个因素的影响大小 2012 9 2 54 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞所需拉力曲线变化的原因分析平飞所需拉力曲线变化的原因分析 由平飞时拉力和由平飞时拉力和 阻力相等 拉力曲阻力相等 拉力曲 线即可用阻力曲线线即可用阻力曲线 表示 表示 2012 9 2 55 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞平飞平飞 vPN 平飞所需功率 平飞所需功率 平飞所需功率平飞所需功率 随着平飞速度的增随着平飞速度的增 大 平飞所需功率先减大 平飞所需功率先减 小后增大 小后增大 2012 9 2 56 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞拉力曲线和剩余拉力平飞拉力曲线和剩余拉力 剩余拉力是指同一速剩余拉力是指同一速 度下 飞机的可用拉力和度下 飞机的可用拉力和 平飞所需拉力之差 随飞平飞所需拉力之差 随飞 行速度增大 剩余拉力先行速度增大 剩余拉力先 增大后减小 增大后减小 油油门增加 可用拉力门增加 可用拉力 曲线上移 速度增加 可曲线上移 速度增加 可 用拉力减小 用拉力减小 同一油门下 以最同一油门下 以最 小功率速度飞行时 小功率速度飞行时 对应的剩余拉力最对应的剩余拉力最 大 大 2012 9 2 57 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞功率曲线和剩余功率平飞功率曲线和剩余功率 剩余功率是指同一剩余功率是指同一 速度下 飞机的可用功速度下 飞机的可用功 率和平飞所需功率之差 率和平飞所需功率之差 随飞行速度增大 剩余随飞行速度增大 剩余 功率先增大后减小 功率先增大后减小 油油门增加 可用功门增加 可用功 率曲线上移 速度增加 率曲线上移 速度增加 可用拉力减小 可用拉力减小 同一油门下 以最同一油门下 以最 小阻力速度飞行时 小阻力速度飞行时 对应的剩余功率最对应的剩余功率最 大 大 2012 9 2 58 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 飞机的平飞性能飞机的平飞性能 平飞是飞机的主要飞行状态 平飞性能的好坏直接平飞是飞机的主要飞行状态 平飞性能的好坏直接 影响飞机的总体性能 影响飞机的总体性能 平飞最大速度平飞最大速度 平飞最小速度平飞最小速度 最小阻力速度最小阻力速度 最小功率速度最小功率速度 平飞速度范围平飞速度范围 2012 9 2 59 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞最大速度平飞最大速度 平飞性能参数平飞性能参数 满油门时 可用拉力曲满油门时 可用拉力曲 线与需用拉力曲线的右交线与需用拉力曲线的右交 点对应的速度 为平飞最点对应的速度 为平飞最 大速度大速度v vmax max 通常也将发动机在额通常也将发动机在额 定功率状态下工作所能达定功率状态下工作所能达 到的稳定平飞速度称为到的稳定平飞速度称为 v vmax max 2012 9 2 60 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 主要限制主要限制 推力推力 阻力阻力 不同高度的不同高度的VmaxVmax 平飞最大速度平飞最大速度 2012 9 2 61 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 飞机平飞所能保持的最小稳定速度 以飞机平飞所能保持的最小稳定速度 以v vmin min表示表示 平飞最小速度平飞最小速度 v vmin min同时受到临界迎角和 同时受到临界迎角和 发动机功率的限制 发动机功率的限制 临界临界 对应的平飞速度 对应的平飞速度 是平飞最小理论速度 为保证安是平飞最小理论速度 为保证安 全 一般不允许在全 一般不允许在 临界状态下临界状态下 飞行 而采用允许升力系数飞行 而采用允许升力系数CyCy Cy 0Cy 0 8282 0 0 85 Cy85 Cy临界 与临界 与 对应的平飞速度 就是实际使用对应的平飞速度 就是实际使用 的最小平飞速度 的最小平飞速度 2012 9 2 62 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 最小阻力速度最小阻力速度 平平飞所需拉力最小的速飞所需拉力最小的速 度 度 v vMD MD平飞最小阻力速度在 平飞最小阻力速度在 平飞所需拉力曲线的最低点 平飞所需拉力曲线的最低点 以前称有利速度 以前称有利速度 对应的迎角称最小阻力对应的迎角称最小阻力 迎角 以前称有利迎角 迎角 以前称有利迎角 2012 9 2 63 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 从从平飞功率曲线原点向曲线所引切线的切点对应平飞功率曲线原点向曲线所引切线的切点对应 的速度为最小阻力速度的速度为最小阻力速度V VMD MD 最小阻力速度最小阻力速度 2012 9 2 64 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 最小功率速度最小功率速度 平飞所需功率最小的速度 平飞所需功率最小的速度 V VMP MP平飞最小功率速度在平平飞最小功率速度在平 飞所需功率曲线的最低点 以前称经济速度 对应的迎角飞所需功率曲线的最低点 以前称经济速度 对应的迎角 称最小功率迎角 以前称经济迎角 称最小功率迎角 以前称经济迎角 2012 9 2 65 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞速度范围平飞速度范围 平飞最小速度到平飞最大速度的区间称为平飞速度范围 平飞最小速度到平飞最大速度的区间称为平飞速度范围 平飞第一速度范围平飞第一速度范围 是正操纵区是正操纵区 平飞第二速度范围平飞第二速度范围 是反操纵区是反操纵区 2012 9 2 66 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 加速 加速 V1V1到到V2V2 加油门 加油门 随速度的增加 随速度的增加 顶杆保持高度 顶杆保持高度 减速 减速 V2V2到到V1V1 收油门 收油门 随速度的降低 随速度的降低 带杆保持高度 带杆保持高度 在第一速度范围内在第一速度范围内 2012 9 2 67 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 加速 加速 V1V1到到V2V2 最初需加 最初需加 油门使飞机加速 油门使飞机加速 顶杆保持高度 然顶杆保持高度 然 后逐步收油门 后逐步收油门 减速 减速 V2V2到到V1V1 最初需收 最初需收 油门使飞机减速 油门使飞机减速 带杆保持高度 然带杆保持高度 然 后逐步加油门 后逐步加油门 在第二速度范围内在第二速度范围内 2012 9 2 68 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞两速度范围的进一步理解 平飞两速度范围的进一步理解 第二范围相对于第一范围来讲 只是油门反效而第二范围相对于第一范围来讲 只是油门反效而 杆不反效 即在所有的平飞速度范围都是顶杆低头加杆不反效 即在所有的平飞速度范围都是顶杆低头加 速 带杆抬头减速 速 带杆抬头减速 第二范围内的反操纵只是在第二范围内保持稳定第二范围内的反操纵只是在第二范围内保持稳定 飞行才体会明显 起飞着陆时的速度一般均在第二速飞行才体会明显 起飞着陆时的速度一般均在第二速 度范围 但反操纵并不会危及飞行安全 因为油门不度范围 但反操纵并不会危及飞行安全 因为油门不 动 动 在第二范围内飞机飞行是速度不稳定的 即一旦在第二范围内飞机飞行是速度不稳定的 即一旦 受扰速度增加 飞机有加速的趋势 受扰速度减小 受扰速度增加 飞机有加速的趋势 受扰速度减小 飞机有减速的趋势 飞机有减速的趋势 2012 9 2 69 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 从第二范围改出回到第一范围 从第二范围改出回到第一范围 加油门 随速度的增加顶加油门 随速度的增加顶 杆保持高度 最初的加速度是杆保持高度 最初的加速度是 越来越大 过越来越大 过VmpVmp后加速度开后加速度开 始逐渐减小 直至加速至可用始逐渐减小 直至加速至可用 拉力曲线与需用拉力曲线的右拉力曲线与需用拉力曲线的右 交点 交点 2012 9 2 70 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞性能变化平飞性能变化 I I 平飞最大速度的变化平飞最大速度的变化 高度增加 密度减高度增加 密度减 小 发动机功率降低 小 发动机功率降低 可用拉力曲线下移 高可用拉力曲线下移 高 度增加 保持表速飞行 度增加 保持表速飞行 动压不变 阻力不变 动压不变 阻力不变 需用拉力曲线不动 需用拉力曲线不动 v vmax max随飞行高度的变化 随飞行高度的变化 2012 9 2 71 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 v vmax max随飞行高度的变化 随飞行高度的变化 高度增加 平飞最高度增加 平飞最 大速度大速度IASIAS减小 平飞减小 平飞 最大真速最大真速TASTAS也减小 也减小 2012 9 2 72 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 v vmax max随重量的变化 随重量的变化 重量增加 同一迎角重量增加 同一迎角 下只能增速 才能产生更下只能增速 才能产生更 大的升力 速度大 阻力大的升力 速度大 阻力 大 因此 所需拉力大 因此 所需拉力 曲线曲线 上的每一点 对应一迎角 上的每一点 对应一迎角 均向上 阻力大 向右均向上 阻力大 向右 速度大 移动 因此 速度大 移动 因此 重量增加 平飞最大速度重量增加 平飞最大速度 减小 减小 2012 9 2 73 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 v vmax max随气温的变化 随气温的变化 气温增加 密度降低 气温增加 密度降低 发动机功率降低 可用拉发动机功率降低 可用拉 力曲线下移 密度变化 力曲线下移 密度变化 按表速飞行时 按表速飞行时 影响阻力影响阻力 大小 需用拉力曲线不移大小 需用拉力曲线不移 动 因此 温度增加 平动 因此 温度增加 平 飞最大速度减小 飞最大速度减小 2012 9 2 74 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞需用推力和发动机可用推力平飞需用推力和发动机可用推力 在平飞中 要保持速度不变 发动机可用推力应与飞在平飞中 要保持速度不变 发动机可用推力应与飞 机阻力相等 为克服飞机阻力所需推力叫平飞需用推力 机阻力相等 为克服飞机阻力所需推力叫平飞需用推力 平飞需用推力平飞需用推力 2012 9 2 75 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 决定平飞需用推力大小的因素决定平飞需用推力大小的因素 平飞需用推力与飞机重力及飞机的升阻比有关 平飞需用推力与飞机重力及飞机的升阻比有关 飞机重量越重 平飞所需推力越大 飞机重量越重 平飞所需推力越大 升阻比越大 平飞所需推力越小升阻比越大 平飞所需推力越小 2012 9 2 76 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞需用推力曲线平飞需用推力曲线 在一定飞行高度上 把平飞需用推力随速度的关系用曲在一定飞行高度上 把平飞需用推力随速度的关系用曲 线表示 称为平飞需用推力曲线 线表示 称为平飞需用推力曲线 随着平飞速度的增大 平随着平飞速度的增大 平 飞需用推力先是减小 随后增大 其原因 飞需用推力先是减小 随后增大 其原因 在亚音速阶段 当飞行速度增大时 有两个因素同时引在亚音速阶段 当飞行速度增大时 有两个因素同时引 起阻力的变化 一是随速度增大 动压增大 使阻力增加 起阻力的变化 一是随速度增大 动压增大 使阻力增加 二是随速度增大 在保持升力等于重力的条件下 飞机迎角二是随速度增大 在保持升力等于重力的条件下 飞机迎角 减小 导致诱导阻力和压差阻力减小 阻力究竟增大还是减减小 导致诱导阻力和压差阻力减小 阻力究竟增大还是减 小 取决于上述两个因素的影响大小 小 取决于上述两个因素的影响大小 2012 9 2 77 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 飞机平飞所需推力曲线飞机平飞所需推力曲线 2012 9 2 78 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 发动机可用推力发动机可用推力 安装在一架飞机上的所有发动机 在一定工作状态下 安装在一架飞机上的所有发动机 在一定工作状态下 所能提供的推力叫发动机可用推力 所能提供的推力叫发动机可用推力 在飞行高度和油门一定情况下 涡轮喷气发动机的推在飞行高度和油门一定情况下 涡轮喷气发动机的推 力随飞行速度变化的规律是 在亚音速范围内 随着飞行力随飞行速度变化的规律是 在亚音速范围内 随着飞行 速度的增大 发动机推力开始略有降低 随后又有所提高速度的增大 发动机推力开始略有降低 随后又有所提高 2012 9 2 79 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 飞机平飞可用推力曲线飞机平飞可用推力曲线 2012 9 2 80 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞推力曲线图平飞推力曲线图 把同一高度上平飞需用推力曲线和相应的满油门状态把同一高度上平飞需用推力曲线和相应的满油门状态 下的可用推力曲线绘制在同一张图上 该图称为平飞推力曲下的可用推力曲线绘制在同一张图上 该图称为平飞推力曲 线图 线图 2012 9 2 81 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 飞机平飞推力曲线飞机平飞推力曲线 2012 9 2 82 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 最大平飞速度最大平飞速度 V Vmax max 在一定的飞行高度和重量下 发动机满油门工作状态在一定的飞行高度和重量下 发动机满油门工作状态 时 飞机所能达到的稳定平飞速度 就是飞机在该高度上时 飞机所能达到的稳定平飞速度 就是飞机在该高度上 的最大平飞速度 的最大平飞速度 最大平飞速度是理论上飞机平飞所能达到的最大速度 最大平飞速度是理论上飞机平飞所能达到的最大速度 而并不是飞机实际的最大使用速度 考虑到强度等原因 而并不是飞机实际的最大使用速度 考虑到强度等原因 某些飞机的最大使用速度比最大平飞速度可能要小 某些飞机的最大使用速度比最大平飞速度可能要小 2012 9 2 83 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 最小平飞速度最小平飞速度 VminVmin 最小平飞速度是飞机作等速直线平飞所能保持的最小最小平飞速度是飞机作等速直线平飞所能保持的最小 速度 最小平飞速度的大小受最大升力系数的限制 相对速度 最小平飞速度的大小受最大升力系数的限制 相对 应的平飞速度 就是平飞最小速度 应的平飞速度 就是平飞最小速度 V Vmin min是平飞需用推力 是平飞需用推力 曲线最左边点所对应的速度 曲线最左边点所对应的速度 临界临界 对应的平飞速度 是平飞最小理论速度 为保对应的平飞速度 是平飞最小理论速度 为保 证安全 一般不允许在证安全 一般不允许在 临界临界状态下飞行 而采用允许升力 状态下飞行 而采用允许升力 系数系数CyCy Cy 0Cy 0 8282 0 0 85 Cy85 Cy临界 与对应的平飞速度 临界 与对应的平飞速度 就是实际使用的最小平飞速度 就是实际使用的最小平飞速度 2012 9 2 84 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞有利速度平飞有利速度 V V有利 有利 飞机平飞需用推力最小 也就是阻力最小时所对飞机平飞需用推力最小 也就是阻力最小时所对 应的平飞速度叫做平飞有利速度 用应的平飞速度叫做平飞有利速度 用V V有利表示 在需有利表示 在需 用推力曲线上最低点所对应的速度 就是平飞有利速用推力曲线上最低点所对应的速度 就是平飞有利速 度 用这一速度平飞 迎角为有利迎角 升阻比最大 度 用这一速度平飞 迎角为有利迎角 升阻比最大 在同一高度上 用有利速度平飞 是所有平飞速在同一高度上 用有利速度平飞 是所有平飞速 度中发动机转速最小和推力最小的工作状态 飞机用度中发动机转速最小和推力最小的工作状态 飞机用 有利速度平飞 航时较长 有利速度平飞 航时较长 2012 9 2 85 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 剩余推力剩余推力 在同一飞行高度上 可用推力与平飞需用推力之差在同一飞行高度上 可用推力与平飞需用推力之差 称为剩余推力 称为剩余推力 除最大平飞速度处外 飞机以其它速度除最大平飞速度处外 飞机以其它速度 平飞时都有剩余推力 在有利速度附近剩余推力最大 平飞时都有剩余推力 在有利速度附近剩余推力最大 剩余推力将使飞机加速或爬升 剩余推力越大飞机剩余推力将使飞机加速或爬升 剩余推力越大飞机 的机动性能越好 的机动性能越好 2012 9 2 86 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 平飞速度范围平飞速度范围 从最大平飞速度到最小平飞速度之间的范围叫平从最大平飞速度到最小平飞速度之间的范围叫平 飞速度范围 在此范围中任一速度均可保持平飞 飞速度范围 在此范围中任一速度均可保持平飞 根据改变平飞速度的操纵方法的不同 以及飞机根据改变平飞速度的操纵方法的不同 以及飞机 的稳定性和操纵性好坏不同 以平飞有利速度为界 的稳定性和操纵性好坏不同 以平飞有利速度为界 将平飞速度范围分为两部分 将平飞速度范围分为两部分 从有利速度到最大平飞速度叫第一飞行范围 从有利速度到最大平飞速度叫第一飞行范围 从最小平飞速度到有利速度叫第二飞行范围 反操从最小平飞速度到有利速度叫第二飞行范围 反操 纵区 纵区 2012 9 2 87 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 高度 气温 飞机重量对平飞性能的影响高度 气温 飞机重量对平飞性能的影响 一一 高度对平飞性能的影响高度对平飞性能的影响 某飞机的平飞最大速度随高度的变化某飞机的平飞最大速度随高度的变化 2012 9 2 88 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 某飞机在不同高度上的平飞推力曲线某飞机在不同高度上的平飞推力曲线 2012 9 2 89 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 二 二 气温对平飞性能的影响气温对平飞性能的影响 不同温度的平飞拉力曲线不同温度的平飞拉力曲线 2012 9 2 90 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 三 三 重量对飞机性能的影响重量对飞机性能的影响 重量增加对平飞最大速度的影响重量增加对平飞最大速度的影响 2012 9 2 91 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 上升和下滑性能上升和下滑性能 飞机沿飞机沿 向上倾斜的向上倾斜的 轨迹作等速轨迹作等速 直线飞行叫直线飞行叫 上升飞行 上升飞行 上升中的作用力上升中的作用力 2012 9 2 92 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 为了保持飞机沿斜线等速飞行 要求升力为了保持飞机沿斜线等速飞行 要求升力Y Y与重力分与重力分 力力G1G1相等 推力应等于阻力相等 推力应等于阻力X X与重力分力与重力分力G2G2之和 用公式之和 用公式 表示 表示 1 YG 2 PXG 保持直线飞行保持直线飞行 保持等速上升保持等速上升 上升和下滑性能上升和下滑性能 2012 9 2 93 飞行的基本飞行性能飞行的基本飞行性能 二二 上升角上升角 上升角是飞行方向与水平线间夹角上升角是飞行方向与水平线间夹角 2012 9 2 9