大气飞行力学第2-1章补充续航性能
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由任务所明确， 否则用净形
大气飞行力学－－续航性能
7
dT时间内飞机质量变化等于耗油量。则
dm = −dW = − qh dT
dm dG =− dT = − qh gqh VdG dG dL = VdT = − =− gqh gqkm
G1 → G2 (G1 > G2 )
G1 G2
若巡航段重量变化： 则
Txh = ∫ dT = ∫
T1 T2
dG gqh
Lxh = ∫ dL = ∫
L2 L1
G1
G2
dG gqkm
Txh = ∫
G1
η K dG
gqkh G
G2
Lxh = ∫
G1
ηVK dG
gqkh G
8
G2
大气飞行力学－－续航性能
Txh = ∫
G1
η K dG
gqkh G
G2
Lxh = ∫
G1
ηVK dG
10
参考资料
熊海泉，刘昶等，飞机飞行动力学，航空工业 出版社，1990 张曙光等，飞行力学，北航精品课程课件， 2002。
大气飞行力学－－续航性能
11
谢 谢！
大气飞行力学－－续航性能
12Baidu Nhomakorabea
第二部分 飞行器的飞行性能 第二章 飞机的续航性能
研究内容
基本性能 续航性能
引言
多高、多快 多远、多久 定常直线飞行 准定常直线飞行
意义
航程远 航时长 活动范围大，远程作战能力强。 巡航、护航时间长，便于空中 机动，同时减少起落架次。
主要指标
航程L、航时T、活动半径R
大气飞行力学－－续航性能 2
2-1 基本定义和基本公式
大气飞行力学－－续航性能 3
典型巡航飞行剖面
Lss Tss
Lxh Txh L = Lss + Lxh + Lxih T = Tss + Txh + Txih
大气飞行力学－－续航性能
Lxih Txih
总航程、航时中，巡 航段约占90％。
4
二、可用燃油量和巡航段燃油量
可用燃油量 实际用于续航飞行的燃油质量 ~20%
最优巡航问题
大气飞行力学－－续航性能
9
按任务的两类续航性能计算问题
给定飞行状态，确定续航性能 选择飞行状态得到最佳续航性能 ——精确求解应综合上升、巡航、下滑最优 ——实践证明，可以寻求巡航段最优，并选择 上升、下滑段的飞行状态和相应发动机工作状 态使耗油最少，并兼顾航程和航时。
大气飞行力学－－续航性能
小时耗油量 飞机飞行1小时发动机所消耗的燃油质量(kg/h) qh = qkh iPf
发动机 耗油率 发动机 台数 单台 推力
公里耗油量 飞机相对于地面飞行1公里所消耗的燃油质量 (kg/km) qkm qh qkh iPf = = V V
地速(即无风空速)
大气飞行力学－－续航性能 6
四、巡航段航程和航时的基本公式
一、航程和航时
航程L 飞机携带有效载荷，在标准大气 和无风的情况下，沿预定航线耗 尽其可用燃油所经过的水平距离 航时T 飞机携带有效载荷，在标准大气和 无风的情况下，沿预定航线耗尽其 可用燃油所能持续飞行的时间
技术航程 不留余油
技术航时
续航性能 取决于可 实用航程 考虑气象条件变化、待机、复飞等 用燃油量 实用航时 特殊情况，需要保留着陆余油，扣 和燃油消 除着陆余油后的航程、航时。 耗速度
Wky = W z − (W1 + W2 + W3 + W4 )
机 载 总 油 量 地 面 试 车 、 滑 行 及 着 陆 降 落 前 小 航 线 ︵ 不 可 用 ︶ 死 油 着 陆 余 油
巡航段燃油量
Wxh = Wky − (Wss + Wxih )
起飞,上升 下滑
5
大气飞行力学－－续航性能
三、燃油消耗速度
gqkh G
G2
其中
K = f ( M , H , α）
qkh = f ( M , H , n） f ( M , H , Pf ） =
η = f ( M , H , n） f ( M , H , P f ） =
需要选择合适的飞行状态和发动机工作状 态，发挥最高的气动效率和发动机效率， 增加航程或航时。
巡航段准定常假设：
Pky = Ppx ⎫ ⎪ Pky = ηiPf ⎬ Ppx = G K ⎪ ⎭
G = = iPf = η η ηK
q G qh = qkh iPf = kh ηK
特定 飞机
Pky
Ppx
=q
h
(V , H , n, G ; 构形）
qkm
qh qkhG 特定 = = = qkm (V , H , n, G; 构形） V ηKV 飞机
大气飞行力学－－续航性能
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dT时间内飞机质量变化等于耗油量。则
dm = −dW = − qh dT
dm dG =− dT = − qh gqh VdG dG dL = VdT = − =− gqh gqkm
G1 → G2 (G1 > G2 )
G1 G2
若巡航段重量变化： 则
Txh = ∫ dT = ∫
T1 T2
dG gqh
Lxh = ∫ dL = ∫
L2 L1
G1
G2
dG gqkm
Txh = ∫
G1
η K dG
gqkh G
G2
Lxh = ∫
G1
ηVK dG
gqkh G
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G2
大气飞行力学－－续航性能
Txh = ∫
G1
η K dG
gqkh G
G2
Lxh = ∫
G1
ηVK dG
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参考资料
熊海泉，刘昶等，飞机飞行动力学，航空工业 出版社，1990 张曙光等，飞行力学，北航精品课程课件， 2002。
大气飞行力学－－续航性能
11
谢 谢！
大气飞行力学－－续航性能
12Baidu Nhomakorabea
第二部分 飞行器的飞行性能 第二章 飞机的续航性能
研究内容
基本性能 续航性能
引言
多高、多快 多远、多久 定常直线飞行 准定常直线飞行
意义
航程远 航时长 活动范围大，远程作战能力强。 巡航、护航时间长，便于空中 机动，同时减少起落架次。
主要指标
航程L、航时T、活动半径R
大气飞行力学－－续航性能 2
2-1 基本定义和基本公式
大气飞行力学－－续航性能 3
典型巡航飞行剖面
Lss Tss
Lxh Txh L = Lss + Lxh + Lxih T = Tss + Txh + Txih
大气飞行力学－－续航性能
Lxih Txih
总航程、航时中，巡 航段约占90％。
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二、可用燃油量和巡航段燃油量
可用燃油量 实际用于续航飞行的燃油质量 ~20%
最优巡航问题
大气飞行力学－－续航性能
9
按任务的两类续航性能计算问题
给定飞行状态，确定续航性能 选择飞行状态得到最佳续航性能 ——精确求解应综合上升、巡航、下滑最优 ——实践证明，可以寻求巡航段最优，并选择 上升、下滑段的飞行状态和相应发动机工作状 态使耗油最少，并兼顾航程和航时。
大气飞行力学－－续航性能
小时耗油量 飞机飞行1小时发动机所消耗的燃油质量(kg/h) qh = qkh iPf
发动机 耗油率 发动机 台数 单台 推力
公里耗油量 飞机相对于地面飞行1公里所消耗的燃油质量 (kg/km) qkm qh qkh iPf = = V V
地速(即无风空速)
大气飞行力学－－续航性能 6
四、巡航段航程和航时的基本公式
一、航程和航时
航程L 飞机携带有效载荷，在标准大气 和无风的情况下，沿预定航线耗 尽其可用燃油所经过的水平距离 航时T 飞机携带有效载荷，在标准大气和 无风的情况下，沿预定航线耗尽其 可用燃油所能持续飞行的时间
技术航程 不留余油
技术航时
续航性能 取决于可 实用航程 考虑气象条件变化、待机、复飞等 用燃油量 实用航时 特殊情况，需要保留着陆余油，扣 和燃油消 除着陆余油后的航程、航时。 耗速度
Wky = W z − (W1 + W2 + W3 + W4 )
机 载 总 油 量 地 面 试 车 、 滑 行 及 着 陆 降 落 前 小 航 线 ︵ 不 可 用 ︶ 死 油 着 陆 余 油
巡航段燃油量
Wxh = Wky − (Wss + Wxih )
起飞,上升 下滑
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大气飞行力学－－续航性能
三、燃油消耗速度
gqkh G
G2
其中
K = f ( M , H , α）
qkh = f ( M , H , n） f ( M , H , Pf ） =
η = f ( M , H , n） f ( M , H , P f ） =
需要选择合适的飞行状态和发动机工作状 态，发挥最高的气动效率和发动机效率， 增加航程或航时。
巡航段准定常假设：
Pky = Ppx ⎫ ⎪ Pky = ηiPf ⎬ Ppx = G K ⎪ ⎭
G = = iPf = η η ηK
q G qh = qkh iPf = kh ηK
特定 飞机
Pky
Ppx
=q
h
(V , H , n, G ; 构形）
qkm
qh qkhG 特定 = = = qkm (V , H , n, G; 构形） V ηKV 飞机