中飞院飞行原理课件08特殊飞行

飞行原理/CAFUC

特殊飞行

第八章第八章第页2本章主要内容*8.1失速与螺旋8.2在扰动气流中的飞行8.3在积冰条件下的飞行8.4低空风切变8.5“吃气流”8.6飞机的操纵限制速度飞行原理/CAFUC8.1失速与螺旋第八章第页4

失速与螺旋关系到飞行安全，飞行员应该清楚所飞飞机的失速性能，这样才能防止飞机进入失速和螺旋。如果飞机误进入失速与螺旋，也才能正确及时地改出，以保证飞行安全。第八章第页58.1.1失速飞机失速的产生中小迎角时,气流分离不明显。第八章第页6

随迎角增加，上翼面气流分离现象逐渐发展。

迎角超过临界迎角后，上翼面产生强烈的气流分离。

失速是指飞机迎角超过临角迎角,不能保持正常飞行的现象。失速的定义第八章第页7

失速产生的根本原因是飞机的迎角超过临界迎角。●失速的根本原因第八章第页8●失速后飞机的表现

飞机失速后，除飞机会产生气动抖动外，由于升力的大量丧失和阻力的急剧增大，飞行员还会感到飞行速度迅速降低、飞机下降、机头下沉等现象。第八章第页9●可能导致失速的多种原因

根本原因:迎角大于临界迎角第八章第页10失速警告自然失速警告人工失速警告第八章第页11自然失速(气动)警告

机翼升力产生周期性变化以致飞机抖动，同时，驾驶杆和脚蹬也产生抖动。第八章第页12人工失速警告

轻型通用航空飞机通过风标式失速传感器来触发失速警告喇叭、失速警告灯。附图中小迎角时的迎角传感器第八章第页13附图大迎角时的迎角传感器

轻型通用航空飞机通过风标式失速传感器来触发失速警告喇叭、失速警告灯。第八章第页14●TB20的风标式失速传感器第八章第页15

大型运输机采用更为精确的迎角探测装置用于触发振杆器和自动顶杆装置。

高精确度迎角传感器第八章第页16失速速度飞机刚进入失速时的速度，称为失速速度VS。根据升力公式:TAS为:第八章第页17

失速时,升力系数达到最大值CLmax,所以失速速度VS可表示为:

在上式中,如果飞机的构型不变,则只有VS和Lift是变量,所以可以得到:失速速度正比于升力的大小。失速速度第八章第页18所以失速速度VS可表示为:

在平飞时,过载ny=1,所以平飞时的失速速度VS平为:升力可表示为:失速速度第八章第页19所以失速速度VS最终可表示为:不同的飞行状态时过载ny是不同的:平飞时，ny=1;直线上升或下降时，ny<1;盘旋或平飞改上升时，ny>1失速速度第八章第页20●盘旋的失速速度

盘旋时的受力第八章第页21●盘旋坡度与过载的关系坡度越大过载越大。第八章第页22●过载与失速速度的关系过载越大失速速度越大,飞机越易失速。第八章第页23●失速可能在任何速度发生第八章第页24●失速速度与气压高度的关系高度增加，失速速度的真空速会增加。第八章第页25飞机重量增加，失速速度增大。放下襟翼等增升装置，飞机的最大升力系数增大，失速速度相应减小。不同飞行状态下的失速速度是平飞失速速度的倍。飞机在水平转弯或盘旋中，随着坡度的增大，载荷因数增大，对应的失速速度也增大。不同坡度盘旋对应的载荷因素●失速速度的影响因素小结第八章第页26失速的改出

飞机失速后，除飞机会产生气动抖动外，由于升力的大量丧失和阻力的急剧增大，飞行员还会感到飞行速度迅速降低、飞机下降、机头下沉等现象。第八章第页27●失速的改出方法

飞机的失速是由于迎角超过临界迎角。因此，不论在什么飞行状态，只要判明飞机进入了失速，都要及时向前推杆减小迎角，当飞机迎角减小到小于临界迎角后（一般以飞行速度大于1.3VS为准），柔和拉杆改出。在推杆减小迎角的同时，还应注意蹬平舵，以防止飞机产生倾斜而进行螺旋。第八章第页28

注意：从俯冲中改出时机很重要。改出时机应以速度为准，而不能以姿态为准，以避免二次失速。第八章第页29●无功率失速的进入与改出蹬平舵避免倾斜第八章第页30

大迎角下，推力的垂直方向分量达到了增加升力的效果，可以减小失速速度。推力推力垂直分量相对气流●有功率失速第八章第页31●有功率失速的进入与改出第八章第页328.1.2螺旋(尾旋)

螺旋是指飞机失速后，产生的一种急剧滚转和偏转的运动，飞机机头朝下，绕空中某一垂直轴，沿半径很小和很陡的螺旋线急剧下降的飞行状态。第八章第页33螺旋产生的原因

机翼自转当迎角超过临界迎角，只要飞机受一点扰动而获得一个初始角速度开始滚转，下沉机翼迎角大,升力小而上扬机翼迎角小,升力大,加剧飞机的滚转趋势,飞机就会以更大的滚转角速度绕纵轴自动旋转。螺旋是飞机超过临界迎界后机翼自转所产生的。第八章第页34●机翼自转的原因

失速后上扬一侧机翼的升力系数比下沉侧的更大而阻力系数更小。第八章第页35

飞机进入自转后，两翼迎角不等，下沉侧机翼迎角大阻力大，上扬侧机翼迎角小阻力小，阻力差促使飞机绕立轴向自转方向急剧偏转。●螺旋时飞机的受力及其运动第八章第页36

升力不仅降低且方向随着机翼的自转不断倾斜，飞机迅速掉高度，运动轨迹由水平方向趋于铅垂方向。升力起向心力作用，飞机作小半径的圆周运动。在螺旋中，飞机会绕三个机体轴旋转。●螺旋时飞机的受力及其运动第八章第页37螺旋的三个阶段初始螺旋螺旋的形成螺旋的改出第八章第页38螺旋的改出

首先蹬反舵制止飞机旋转，紧接着推杆迅速减小迎角，使之小于临界迎角；当飞机停止旋转，收平两舵，保持飞机不带侧滑；然后在俯冲中积累到规定速度时，拉杆改出，恢复正常飞行。第八章第页39●SaabT-17Supporter失速后螺旋坠地飞行原理/CAFUC

特殊飞行

第八章第八章第页41本章主要内容*8.1失速与螺旋8.2在扰动气流中的飞行8.3在积冰条件下的飞行8.4低空风切变8.5“吃气流”8.6飞机的操纵限制速度飞行原理/CAFUC

扰动气流是指气流的速度大小和方向都不稳定。飞机在扰动气流中飞行，会产生颠簸、摇晃、摆动以及局部抖动等现象。8.2在扰动气流中的飞行第八章第页43Vu∆L水平阵风形成的颠簸

水平阵风导致空速改变，升力改变，从而形成颠簸。8.2.1颠簸的形成第八章第页44Vu∆L垂直阵风形成的颠簸

垂直阵风导致迎角和空速都发生改变，升力改变，从而形成颠簸。垂直阵风是引起颠簸的主要因素。第八章第页458.2.2阵风载荷因数和颠簸强度等级的区分

水平阵风作用下的载荷因数：载荷因数变化量：

阵风载荷因数ny水平阵风作用下的载荷因数第八章第页46

垂直阵风作用下的载荷因数：载荷因数的变化量：垂直阵风作用下的载荷因数第八章第页47

实际飞行中，垂直阵风载荷因数及其载荷因数变化量用下式进行计算：阵风载荷因数ny的使用公式第八章第页481)垂直阵风强度垂直阵风强度↑，载荷因数↑2)飞行速度飞行速度↑，载荷因数↑3)空气密度高度高，空气密度↓

，载荷因数↓4)翼载荷翼载荷↑，载荷因数↓5)升力系数曲线斜率升力系数曲线斜率↑，载荷因数↑●阵风载荷因数ny的影响因素第八章第页49飞机颠簸等级飞行状态载荷因数变化量弱颠簸飞机轻微摇摆、被轻轻地抛上抛下、空速表指示时有改变中度颠簸飞机抖动、频繁地抛上抛下、左右摇晃、操纵费力、空速表指针跳动达10mph强颠簸飞机强烈抖动、频繁地剧烈地抛上抛下、高度改变达20-30米，空速表指针跳动达15-20mph,操纵困难飞机颠簸强度的等级第八章第页508.2.3颠簸气流中的飞行特点平飞最小与最大允许速度的变化

使飞机进入最大允许和最大使用载荷因数的上升气流速度同平飞指示速度的关系V最小(受抖动迎角限制)BV最大（受ny最大使用限制）重量减小AIASU允许（米/秒）垂直阵风速度越大，在小速度端，飞机易失速，在大速度端易超载。因此，随垂直阵风速度增大，飞机的平飞速度范围缩小。第八章第页51飞行速度选择

极限阵风速度对应的飞行速度称为扰动气流中飞行的有利速度(即AB两线交点所对应速度)。低于这一速度，失速危险增加，高于这一速度，超载危险增加。通常这个速度会比正常巡航速度小。最大飞行高度的限制

极限颠簸飞行的最大高度比平衡气流飞行的最大高度应低一些。第八章第页