第一章飞机性能工程预备知识-.ppt

飞机性能工程 赵向领 飞机性能工程 是指机械 器材 物品所具有的性质和功能 进一步 性能还于经济相关 工程 一般指任务量大的工作 需要多人按一定的程序来完成 绪论1 航班飞行的各个阶段 绪论2 特点 分为两大部分 低速性能 安全 起飞 着陆 高速性能 经济 爬升 巡航 下降 特点 理论性 工程实践性 计算量大 绪论3 课程性质与地位 地位 专业主干课程 校级精品建设课程 先修课程 空气动力学飞行性能力学基础 理论力学 工程力学 后继课程 飞行计划适航管理飞行性能软件 绪论3 参考资料 FAR25 121 JAR25 121 CCAR25 121 性能手册 BOEING 飞机飞行手册 AFM 飞机使用手册 OM 性能工程师手册 PEM 性能手册 AIRBUS 飞行机组使用手册 FCOM 快速检查手册 QRH 绪论3 参考资料 软件 BOEING MARK7 STASINFLTBPSBCOP BoeingClimboutProgram 软件 AIRBUS PEP TIPWB TIP 绪论4 应用 空管 航迹分析预测 飞机调速 改变飞行高度等 签派 申请速度 高度 计算加油量 机场分析 性能监控 飞机选型 航线分析 计算机飞性计划 单法应急离场程序 高原机场运行 短跑道运行 极地航线 事故分析等 绪论5 学习方法 掌握基本运动规律 能进行定性分析 简单的公式推导 查图 查表计算 内容多 题量较大 需要平时多做题 6 要求 记笔记 带草稿纸 第1章预备知识 飞机的气动特性 发动机特性 飞机重量等是决定飞机性能的重要因素 1飞机的气动特性与参数 2飞机的重量 3发动机特性 4标准大气 1飞机的气动特性与参数 1升力特性2阻力特性 1飞机的气动特性与参数1 升力特性 研究升力系数随迎角 构型 马赫数等影响因素的变化关系 1飞机的气动特性与参数1 升力特性 1 1升力系数曲线迎角与升力系数的关系 直线段 曲线段 失速 失速前兆 1飞机的气动特性与参数1 升力特性 光结机身 起落架和襟翼均收起来 爬升 巡航 机动飞行和下降阶段 起飞构型 起落架收上位置与不同起飞襟翼位置的组合 起飞离地起落架收起后 襟翼收起前 着陆构型 起落架放下与不同进近着陆襟翼位置组合 进近着陆 飞机构型对升力系数的影响 常见飞机构型 飞机构型对升力系数的影响 马赫数对升力系数的影响 1飞机的气动特性与参数1 升力特性 襟翼的影响 缝翼的影响 1飞机的气动特性与参数1 升力特性 外力与重力的比值 ny 法向过载 过载 载荷因子 1飞机的气动特性与参数1 升力特性 当攻角大于临界攻角时 飞机会进入失速状态 升力减小 阻力增大 一边减速一边掉高度 失速速度有两种表达形式 VSFAR和Vs1g 定义 可操纵的 定常飞行的最小速度 用CAS表示 现象 P2 1 2FAR失速速度 1飞机的气动特性与参数1 升力特性 1飞机的气动特性与参数1 升力特性1 61g失速速度 失速时保持过载为1 0 即不掉高度 现象 P5 Vs1g VsFAR 1飞机的气动特性与参数2 阻力特性2 1分类 根据是否与升力相关可分为 零升阻力 废阻力 诱导阻力 1飞机的气动特性与参数2 阻力特性2 2极曲线 定义 把升力系数和阻力系数随迎角的变化关系综合用一条曲线表达出来 分类 低速 CD f CL 仅1条高速 CD f CL M 多条 1飞机的气动特性与参数2 阻力特性2 2极曲线 升阻比 1飞机的气动特性与参数2 阻力特性2 2极曲线 RE修正 阻力系数 从极曲线中查得的阻力系数 雷诺数修正的附加阻力系数 由公式 1 10 计算出或由图1 7 1 8查出 重心的影响 1飞机的气动特性与参数2 阻力特性2 2极曲线 M和CL一定时 重心越靠前 CD越大 一发停车附加阻力 1飞机的气动特性与参数2 阻力特性2 2极曲线 偏航阻力 由于一发停车的不对称力矩 使飞机偏航和滚转 为了阻止偏航和滚转 偏转副翼和方向舵增加的阻力 风车阻力 1飞机的气动特性与参数2 阻力特性2 2极曲线 襟翼 起落架 减速板的影响 放下时增大迎风面积 增大阻力 地面效应 1飞机的气动特性与参数2 阻力特性2 2极曲线 上下翼面压差增加 从而使升力系数增加 地面阻碍使下洗流减小 使诱导阻力减小 阻力系数减小 下洗角减小 使平尾迎角减小 出现附加下俯力矩 低头力矩 1飞机的气动特性与参数2 阻力特性2 2极曲线 地面效应 1飞机的气动特性与参数2 阻力特性2 3曲线与表格的使用 线性插值 查值 差值 第1章预备知识 飞机的气动特性 发动机特性 飞机重量等是决定飞机性能的重要因素 1 1飞机的气动特性与参数1 2飞机的重量1 3发动机特性1 4标准大气 2飞机的重量 第1章预备知识 飞机的气动特性 发动机特性 飞机重量等是决定飞机性能的重要因素 1 1飞机的气动特性与参数1 2飞机的重量1 3发动机特性1 4标准大气 3发动机特性 1 飞机动力装置2 发动机节流工作状态3 相似工作状态 量纲分析法 4 推力特性5 耗油特性 3发动机特性1 飞机动力装置 发动机是飞机重要部件 消耗燃油以提供动力来克服阻力 两个参数 推力大小 耗油特性 3发动机特性1 飞机动力装置 航空发动机分类 3发动机特性1 飞机动力装置1 1工作原理 发动机由进气道 压气机 燃烧室 涡轮 尾喷口等部件组成 3发动机特性1 飞机动力装置1 3应用 涡轮喷气发动机 涡轮螺旋桨发动机 Y7涡轮风扇发动机 B737 B747 B757 B767 活塞式发动机 3发动机特性2 发动机节流工作状态 在不同飞行阶段目的不同 对发动机的要求也不同 最大推力状态 起飞 复飞 状态 TO GA 超负荷 加力工作状态 使用时间有限制 保护涡轮 最大连续推力状态 MCT 满负荷工作 使用时间不受限制 一发失效时使用 最大爬升推力状态 CL 正常爬升使用 最大巡航推力状态 MCR 巡航时用 不受时限 经济性 巡航时用到的推力不能超过最大巡航推力 慢车推力状态 最小慢车 进近慢车 3发动机特性2 发动机节流工作状态 3发动机特性3 相似工作状态 量纲分析法 将常用变量用基本量纲来表示 在等号两边量纲应当一致 作用 使用换算参数 可以大大简化影响因素 减少曲线的数量 例子 换算推力换算重量换算燃油流量 3发动机特性4 推力特性4 1表示参数 EGT 用于故障诊断 N1 低速转子的转速 用于颠簸飞行 EPR 低压涡轮后的总压与低压压气机进口处的总压之比 与推力大小近似成正比 FN 发动机在飞行中实际能够提供用于推动飞机前进的推力 发动机可用推力 3发动机特性4 推力特性影响因素 马赫数 马赫数增大 导致发动机入口总压增大 推力减小 马赫数增大 导致进入发动机的空气增多 推力增大 结果 先减小 后增大 冲压 3发动机特性4 推力特性影响因素 高度 高度越高 入口压强越小 EPR越大 换算推力也越大 实际推力大小随高度升高而降低 3发动机特性4 推力特性影响因素 温度 相同气压高度 温度越高 密度越小 推力越小 平台温度 在温度较低时 发动机增压比较大 为防止发动机结构损坏 需打开节流阀控制推力 3发动机特性4 推力特性2影响因素 引气 使用空调引气使用防冰引气 3发动机特性4 推力特性3对性能影响 所需推力 可用推力 3发动机特性5 耗油特性1表示参数 燃油流量 WF FF 单位时间耗油量 LB HR 越小越好 等待 燃油里程 SR 消耗单位油量所飞过的距离 NM LB 越大越好 巡航 关系 3发动机特性5 耗油特性1表示参数 燃油消耗率 SFC TSFC 单位时间产生单位推力所消耗的油量