【《飞机着陆性能的分析》5100字】

飞机着陆性能的分析

目录TOC\o"1-3"\h\u6008飞机着陆性能的分析 1200461.1着陆的概念 1145071.2着陆距离 3277451.2.1进近距离 3231791.2.2拉平距离 538721.2.3地面滑跑距离 525434R=Vf20.2g=(202.3)2(0.2)(32.2)=6354.9ft 98131.3着陆重量 10140451.4力与着陆性能 11266911.4.1气动力R对着陆性能的影响 1173931.4.2地面摩擦力F对着陆性能的影响 13230491.4.3推力T对着陆性能的影响 14125971.4.4重力G对着陆性能的影响 151.1着陆的概念着陆就是从50ft高度开始，经过一系列的操作直到飞机完全停止在跑道上。着陆时，强调Vapp的最终进近速度，这与跑道头下降15米（50英尺）时的具体实际进近速度有关，当飞行笔直和水平，并沿着选定的直线地面轨道飞行时，纠正测风的首选方法是使飞机与风形成角度，以抵消风引起的侧向漂移的影响。风速、风向与飞机纵轴之间的夹角以及飞机的空速决定了所需的风修正角。 Nm Nm MTK TAS WS MH DA WA WDGS图1.1航行速度三角形（Nm：磁北，MTK：磁航迹，MH：磁航向，DA：偏流角，WA：风角，TAS：真空速，WS：风速，WD：风向）如图1.1所示：MTK=MH+DAWD=MTK+WA根据正弦定理可得：sinWA/TAS=sinDA/WS=sin(WA+DA)/GS估算公式为：DA=(57.3°/TAS)*WS*sinWA,GS=TAS+WS*cosWA飞机在地面滑跑时，侧风在一定程度上会增大飞机机轮的摩擦力，当相对气流与侧风相遇时，导致飞机在地面滑跑的过程中出现侧滑的情况。当飞机在侧滑的状态下飞行时会受到飞机重心的影响，从而产生飞机的附加侧力，当形成方向安定力矩时飞机头会随着侧风的方向偏转。同时，在侧风的影响下，飞机在滑跑时飞机侧翼随着侧风风速的增大升力也随之增大，相反的是，飞机后翼随着侧风风速的增大升力有所下降，当飞机在侧风的影响下飞机的滑跑方向会与侧风的方向相反。当飞机在滑跑时为了有效的应对侧风造成的影响，相关的技术人员应该通过压杆的方式使之保持始终与侧风的方向相反，在压杆的过程中通过横侧操纵力矩的方式来平衡飞机在滑跑时的方向，保证横侧安定力矩的平衡性，从而有效地防止飞机在滑跑过程中出现倾斜的情况。当使飞机迎风飞行抵消漂移后，飞机将沿直线地面轨迹飞行。当一架飞机离开地面并使机翼水平时，如果有侧风，飞机将开始沿风向横向平移。任何不直接吹在飞机机头或机尾上的风都会使飞机以与风的速度相同的速度横向漂移。直接向右或向左(90度角)的风会使飞机以风的速度侧向漂移;当风处于飞机侧面和机头的中间位置时(45度角)，它会使飞机以风速的70%多一点的速度横向移动。需要知道的是，飞行员并不计算地面参考机动所需的漂移修正角;他们只是使用参考，并调整飞机的关系，以这些参考，以取消任何漂移。飞机的落地速度也会受到影响。1.2着陆距离着陆场长就是着陆距离，就是飞机从50ft高过跑道头开始，一直到在地面停止的这段距离。其包括空中段和地面段，着陆飞行性能测试的评估数据也有两个阶段，即空中从50.0英尺的高度开始直到飞机最终降落到跑道上时的阶段，以及地面上的阶段，即跑道上的降落达到完全停止的阶段。短距离着陆：短场着陆测试的计算方法与正常着陆相同，考虑全制动下的短着陆。稳定下降方法从500英尺AGL（高于地面）的高度开始。推荐速度为1.3Vstall（失速速度），尽量不要有任何动荡，从飞行员的玻璃屏幕上观察作为参考点，然后以最小速度降落飞机。1.2.1进近距离进近距离决定于进近角和拉平高度。在转弯中，决定于T/W和L/D。这在图1.2中可以看出，飞机在进近航迹上的受力图表。假设是平稳的飞行条件，从图1.2中，可得fuNsDv23KhL=Wc[3-1]D=T+Wsi[3-2]从公式3-2可得，[3-3]在很多情形下，进近角通常都很小的。例如，运输飞机的≤3°，因此cos≈1，从公式3-1，可得L≈W。在这种情形下，公式3-3可以写成tqMB9ew4YX[3-4]拉平高度，可以从图1.3中的说明作出计算，如下[3-5]然而，因为拉平航迹的圆弧是切于进近航线和地面，如在图1.3中所示，，因此，公式3-5可以变成[3-6]图1.2飞机在着陆进近过程中的受力示意图在公式1.6中，R是从公式2-3中获得，并假设的变化是从等于民用飞机的1.3和军用飞机的1.2，等于民用飞机的1.15和军用飞机的1.1，得到民用飞机额平均拉平速度是1.23，军用飞机是1.15。载荷因子n被设定n=1.2，公式2-3变为HmMJFY05dE[3-7]最后，结合公式1.7给出的R和公式3-4给出的θa，可以在公式3-6中计算出来。在转弯时，可以得出如下公式，aIt6sk[3-8]1.2.2拉平距离拉平距离，在图1.3中给出的是[3-9]因为，可以变为[3-10]图1.2着陆拉平示意图1.2.3地面滑跑距离一般的着陆练习都假设在接地点，发动机的推力都减到空挡（实际就是0）。在这种情况下，T=0，公式可变成9eK0GsX7H1[3-11]还有，D值在公式3-10中会增加，当使用扰流板，减速板或者浮标斜道时，在公式3-11中会有表示，会是一个负的质量值；在着陆滑跑过程中，飞机会减速。B6JgIVV9ao的表达式，可以像在前面获得的方式是一样的。由此，可以得出[3-12]在短距离着陆阶段进行测试：飞行员感觉进近期间的侧倾控制响应非常好，并且在最小拉平角度的情况下俯仰控制的动力也很轻。使用爬升坡度角（γ=30）以最小重量着陆时，很难使飞机减速，因此尽管结果不能令人满意，但仍需要空速控制，建议使用襟翼位置300降落。在地面滑跑距离计算中：如果没有风，对RTO数据的观察发现接近理论计算结果。在重量为150的襟翼上，MTOW为12,500千克，逆风为7.5节，在2,430英尺的高度上，着陆需要725米的距离，并具有完全反向和最大制动作用。[3-13][3-14]我们将公式3-12写成[3-15]把公式3-14作一个变式，我们可得[3-16]让我们运用公式1.15开始计算，在飞机自由滑行的最后阶段，结合公式3-16，滑行的最后尽头，和，到完全停止下来，和=0，我们可得P2IpeFpap5[3-17]或者[3-18]提示，用于着陆的公式3-16，没有得到简化；和的值在地面滑跑时，随着而改变。3YIxKpScDM然而，我们假设和在公式1.16中是假设常数，公式3-16可变成[3-19]由于自由滑行部分取决于飞行员的技术，通常持续1到3秒。假设，N是自由滑行的时间增量，我们可得，公式1.17用于总的地面滑跑距离为gUHFg9mdSs[3-20]运用主要用于着陆地面滑跑的公式3-18，着陆地面滑跑的解题方案很快就可作出来。uQHOMTQe79的解题方式可以几乎解析了控制飞机着陆性能的设计参数，由此可得公式3-19[3-21]结合公式3-19，从到，提示m=W/g，我们可得[3-22]或者[3-23]在公式3-20中，是飞机在着陆地面滑跑时，作用于飞机水平方向的净力。有和没有在很多事件中，力是一个合理常数s。假设是一个常数，假设是一个常数，。然后结合公式3-20，可得WHF4[3-24]图1.3着陆期间作用在飞机上力的变化接地速度不应该小于，民用飞机=1.15和军用飞机=1.1。从公式3-25可知[3-25]然而，公式3-24可以写成[3-26]公式3-12用于着陆地面滑跑，特别是，决定于机翼载荷，最大升力系数，还有反的推重比。所提供的解决方案让我们首先计算一下着陆的失速速度。对于单开槽福勒襟翼在着陆位置发生了偏转，我们取(CL)max/cosA=2.7。由于机翼扫掠角为27°40’，我们有(CL)max=2.7cos（27°40’）=2.39，===164.5ft/s对于商用飞机，拉平期间的平均飞行速度为=1.23=1.23(164.5)=202.3ft/s而着陆时的速度是=1.15=1.15(164.5)=189.2ft/s由方程（3-7）R=Vf20.2g=(202.3)由方程（3-6）hf=R(1-cosθa)=6354.9(1-cos3°)=8.71ft由方程（3-8）得到进近距离：sa=50−hfTanθa=拉平距离由方程给出。（3-9）。sf=Rsinθa=6,354.9sin3°=333ft地面滑跑由方程（6.119）得到。在这个方程中，Jr和JA的值分别由方程（3-13）和（3-14）给出，对于JT我们得出了JT=TrevW+μr要计算JA，我们从注意到G=0.588，k\=0.02和CL=0.1。ΔCD.0的值在计算中得出等于0.0177用于中等襟翼起飞。相比之下，对于着陆，我们假设全襟翼。Kuc在方程中（6.76）可取1.16×10−5作为最大襟翼弯曲度。用于Kuc的值是4.5×10−5。因此，从ΔCD.0在计算中得出的起飞的比率应减少1.16×10−5/4.5×10−5=0.702。因此，对应根据计算的ΔCD.0=(0.702)(0.0177)=0.0124因此，从方程（3-14），JA=ρ∞2(W/S)[CD.0+ΔCD.0+(k+GΠeAR)CL=0.0023772(76.84){0.015+0.0124+[0.02+0.588由方程（3-19），假设N=3s，sg=NV接地+12gJAIn(1+=3(189.2)+1(2)(32.2)(−1.864×10=568+1401=1969ft最后，总着陆距离=sa+sf+sg=788+333+1969=3090ftW/S和扮演着决定着陆和起飞地面滑跑距离的决定性角色。例如，一架飞机在顺风位置以100节地面速度飞行。在这个例子中，风是10节，这意味着飞机的空速是90节(为了这个讨论，我们忽略了真实，校准，并表明空速和假设他们都是一样的)。如果飞行员以45度“最陡”的倾斜角开始顺风转弯，转弯半径约为890英尺。让我们假设飞机现在逆风飞行，地面速度为80节。为了保持890英尺的半径，飞行员必须将倾斜角减小到最浅的倾斜角约33度。在另一个例子中，如果顺风在10节顺风的情况下以90节的空速飞行，所需的转弯半径为2000英尺，“最陡”的倾斜角大约为24度，而“最浅”的倾斜角大约为16度。为了演示风对转弯的作用，飞行员应该选择一条直线的地面参考线，比如公路或铁路轨道。选择一条与风平行的直线地面参考线，飞机就会飞进风中，并直接越过所选的参考线。1.3着陆重量在性能中，最大着陆重量是着陆机场允许飞机降落的最大重量：而飞机最大允许着陆重量要满足很多因素的限制，即由各种限制所确定的着陆重量中数值最小的一个就是最大允许着陆重量，而飞机实际的着陆重量要小于这个重量。具体限制因素如下:(1)结构强度限制(2)场地长度限制(3)进近爬升梯度限制（4）着陆爬升梯度限制（5）跑道强度（承载能力）限制（6）越障限制（7）刹车能量限制（8）轮胎速度限制。另外当风向与飞机的纵轴平行时，风对地面速度的影响就会更大;当风与纵轴垂直时，风对地面速度的影响程度就会减小。一般来说，当风直接吹进飞机的机头时，地面速度会小于空速。当风直接从飞机后面吹来时，地面速度会比空速快。换句话说，当飞机逆风飞行时，地面速度会下降；当顺风时，地面速度增加。在无风条件下，飞行员可以通过在整个转弯过程中准确地保持恒定的倾斜角来完成地面的恒定半径转弯；然而，任何风都增加了保持地面恒定转弯半径的复杂性。当有风时，在包括转弯的地面参考动作中，飞行员必须校正风漂移。在整个转弯过程中，风从一个不断变化的角度作用在飞机上——以类似直线飞行的方式增加或减少地面速度。为了遵循一个圆形，恒定半径的地面轨迹，倾斜角必须改变来补偿风在整个转弯过程中的漂移。飞机的地面转弯半径是影响飞机的水平：水平速度越快，越陡峭飞机必须倾斜地面建立维持恒定的半径。反之亦然:地面速度越慢，飞机需要倾斜的深度就越浅，以保持基于地面的恒定半径转弯。对于一个给定的真实空速，在空中的转弯半径随倾斜角成比例地变化。为了保持在地面上的恒定半径，倾斜角与地面速度成正比。1.4力与着陆性能1.4.1气动力R对着陆性能的影响影响着陆距离的因素很多，飞机在飞行中，通常会受到四个力的作用，它们分别是气动力Ｒ（升力Ｌ与阻力Ｄ）、地面摩擦力Ｆ、推力Ｔ以及重力Ｇ。在进行受力分析时，可以将气动力Ｒ分解为垂直方向的升力Ｌ和水平方向的阻力Ｄ。其中，升力Ｌ是粘性流体流过一个物体时所产生的力，升力公式见公式（1.24）。[3-24]其中，CL是飞机的升力系数，½ρV2是飞机的飞行动压，S是机翼的参考面积。此外，阻力Ｄ也是气动力中的一种，它是粘性流体流过一个物体时所产生的力，与相对气流平行，与飞机速度方向相反的力。飞机的阻为公式可以表示为：[3-25]其中，CD是飞机的阻力系数，其它和升力一样。同样CD也有很多影响因素：升力系数CL，机翼的迎角α，襟翼Flap，起落架LG，地面效应等，这里要重点介绍与升力系数有关的诱导阻力；其公式见式（1.26）：[3-26]该公式中，ｅ为翼展效率因子，与机翼形状有关，一般楠圆形机翼的ｅ为1.0，其他机翼的ｅ为0.85-0.95之间；ｑ为动压；ｂ为翼展。由升力公式，阻力公式以及诱导阻力公式，可得它们之间的关系，见公式（1.27）：[3-27]同升力一样,机翼迎角α也对阻力有影响。由于阻力系数和升力系数息息相关,所以当升力增加时,阻力也相应增加。1.4.2地面摩擦力F对着陆性能的影响表面摩擦力F，对着陆阶段的距离影响很大，分为滚动摩擦力和制动摩擦力.其中滚动摩擦力的系数MK：f=MK×正压力，总去除Mu=0.02。制动摩擦力--制动系统施加在轮胎上的力矩.进给力矩通过气动与地面的摩擦力得到部分补偿。这就是制动摩擦力。波音737-700（40度襟翼）跑道长度限制表所需跑道长度机场气压高度（英尺）0100020003000干跑道湿跑道干跑道湿跑道干跑道湿跑道干跑道湿跑道380092.6/89.8/87.0///4200106.287.6101.085.099.9/96.9/4600120.099.4116.596.4112.991.410