飞行包线资料整理

什么是飞行包线？18km「高度实用升限18km「高度实用升限0 马赫一30图S-3现代髙性能飞机的典型飞行包线飞行包线是以飞行速度、高度和过载等作为界限的封闭几何图形，用以表示飞机的飞行范围和飞行限制条件。研究不同的飞机包线，可以比较出飞机飞行性能的优劣。以定常水平直线飞行包线为例，在以速度为横坐标、高度为纵坐标的二维象限内，标出维持正常飞行的所有速度和高度，形成一个不规则的四边形。左边表示最小速度限制，右边表示最大速度限制，上面表示飞行高度限制。这是最简单的飞机包线，而事实上，飞机包线还要受到发动机性能、气动热、音障、噪声和空气污染等的限制。因此，不同类型的飞机、同一类型使用不同发动机的飞机，飞行包线的形状也就不同。为了安全起见，大多数飞行是在飞行包线以内进行的，但当遇到紧急情况时，也会出现超过正常飞行包线的情况。一般而言，飞行包线的范围越广，表明飞机的性能越好。在实践中，飞行包线分为使用飞行包线、实用飞行包线和允许飞行包线，包线范围依次变大。在不同包线范围内飞行时飞行品质要求应有所不同，范围越广，要求飞行品质越高。升限速度集23最大正过戟升限速度集23最大正过戟V/乡、爭\ _簪锻大敬过徴b图中a为定常水平直线飞行包线，左边表示受最小速度限制，右边受最大速度和最大马赫数限制。图中b为一定高度下的机动飞行包线，表示机动飞行时所受的过载限制，小速度时则受失速的限制。图中c为定常盘旋飞行包线，盘旋过载越大飞行范围越小。除上述各种飞行包线限制外，有的飞机还受发动机性能、气动热(见气动热力学)、音爆、噪声和空气污染等限制。飞行包线——飞机的速度和高度限制原则每一种飞机都有自己的最大速度、最小速度和最大高度的限制，那么，这些限制背后的原则是什么呢？最省事的回答是：当飞机出厂时，厂家会在飞机手册给出像题图那样的飞行包线图，或者简单的视为飞机性能图表，飞机原则上不得超出飞行包线飞行，否则飞机视为结构受到损伤必须进行特殊检查。显然这个回答是绝(bu)对(fu)正(ze)确(ren)的回答。A.速度/高度图。注意图中给出的是马赫数。空气动力学分析中，定性分析时，马赫数与速度代表的含义基本一致，定量分析中马赫数比绝对速度更有效，本文为方便起见，不做区分。什限I什限I最小速度。就是飞机能维持平稳飞行的最小速度。飞机的升力与速度成正比，所以最小速度也就等价于在最大升力系数时，升力能够与重力相平衡的最小速度。此外，升力还与空气密度成正比，因此随着高度升高，空气密度下降，最小速度也随之上升。因此图中此曲线逐渐弯曲。特别的，由于升力只要能够托起飞机当前重量即可平稳飞行，当飞机负载不高时显然可以飞得更慢，所以厂家给出的最小速度通常是按照空机重量计算的。如果飞机小于最小速度，会自动降低高度重新达到平衡。最大速度。受限于两个因素：(1).速压与飞机结构强度。速压的简单理解就是推开空气前进时，飞机结构的受到的反作用力，这个力与空气密度成反比，与速度的平方成正比，因此在低空时，飞机速度主要受速压限制，不可超过飞机结构强度允许的最大值。随着高度上升，空气密度下降，速压限制随之提高。(2).发动机剩余推力。发动机的推力能够大于飞机阻力，则速度可以继续上升，否则就是最大速度了，由于发动机剩余推力大致与高度成反比，速度增加对发动机推力增大贡献很小，故在高空时，飞机速度主要受发动机最大推力限制。随着高度上升，最大速度随之下降。可以注意到，在最大速度中间部分，有一条垂直线，这条垂线并不是所有飞机都有，其主要原因是“热障”，对于铝合金，强度要求高的战斗机热障约为2马赫，强度要求不高的侦察机约为2.5马赫，对于不锈钢，根据镍含量不同约为2.8-3.2马赫，对于钛合金，我没看到过公开的准确资料，推断数据为3-5马赫。对于使用螺旋桨的飞机，此马赫线主要受限于螺旋桨的质量，约为0.6-0.8马赫。最大高度。最小速度随高度递增，最大速度随高度递减，最终他们会在某个高度相连，这个点就是理论最高升限。最大高度代表的物理意义就是，当发动机达到当前最大推力后，飞机速度不可能进一步提升，飞机所能获得的最大升力已经不可能超过飞机当前重量了，则飞机无法继续爬升。但实际飞行中，一方面高高度由于发动机剩余推力有限，爬升的非常慢，飞机可能在达到警戒油量时还无法爬升到理论升限；另一方面，飞行员可以采取爬升——俯冲加速——冲刺爬升的波浪形曲线进行跃升，此时虽然飞机不能在超越理论升限以上平稳飞行，但瞬间高度还是可以超过升限的。B.过载/速度表。飞机在空中受到4个力作用：重力，发动机推力，阻力和升力其中重力和发动机推力最大值是恒定的，阻力的极限有限，故谈论飞机的过载在大部分情况下就是指升力减去与升力方向同向的其他三个力的分量。在本文中，为了简化，将过载等价于升力大小。飞机结构设计完成后，其最大正过载和最大负过载实际上就已经被确定了，任何超越最大过载的使用均被视为对结构造成了一定损伤，在旧的结构安全思想中要求对所有关键结构进行探伤，而在新的结构安全思想中除了检查外，还要求相应的减少飞机结构寿命，并引入载荷谱作为计算依据。特别的，在小速度情况下，飞机实际上是到不了最大允许过载的，但过载值的测量比其他临界状态值更容易测量，因此加入了这些特殊情况下的临界过载值，以便于监测飞机是否达到了临界状态。升力的计算公式： ，各参数依次为空气密度，升力系数，速度和机翼面积，其中L与机翼仰角的关系如下图所示。显然，当在一定高度（空气密度）和一定速度下，飞机可以获得的最大升力是有限的，当飞机升力接近最大正过载时，就说明飞机已经接近失速仰角，

在做剧烈机动时，仰角传感器测量得到的飞机仰角经常不够精确和及时，同时也受风力影响较大，不如过载值来的方便快捷。失速迎角 机翼迎角h在做剧烈机动时，仰角传感器测量得到的飞机仰角经常不够精确和及时，同时也受风力影响较大，不如过载值来的方便快捷。失速迎角 机翼迎角h升力系数&-4-升力系数在飞机接近最大速度时，情况略有不同。如前所述，飞机最大速度是受限于速压和热障，而这两个限制条件本质上是与阻力有关，而阻力除了与速度相关，和飞机姿态也很有关系。

/020-010-/020-010-虽然平飞时，飞机可以更大的速度飞行，但当飞机的仰角较大时，飞机会在更低的速度时达到速压或热障极限。直接测量飞机阻力非常困难，因此，直接控制大速度下飞机的可用过载，可以更好的避免速压或热障带来的结构损伤。参考资料：飞行控制系统吴森堂航空博物馆/AMuseum/hangkong/hkzs_fxyl_22.html知乎/Drizzt/197499207utmcampaign=rss&utmmedium=rs