第二讲 飞机的基本飞行性能
飞机基本飞行性能课件.讲义共57页文档
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
57
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗不如乐之者。——孔子
飞机基本飞行性能课件.讲义
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
飞机的飞行性能
飞机的飞行性能在对飞机进行介绍时，我们常常会听到或看到诸如“活动半径”、“爬升率”、“巡航速度”这样的名词，这些都是用来衡量飞机飞行性能的术语。
简单地说，飞行性能主要是看飞机能飞多快、能飞多高、能飞多远以及飞机做一些机动飞行（如筋斗、盘旋、战斗转弯等）和起飞着陆的能力。
速度性能最大平飞速度：是指飞机在一定的高度上作水平飞行时，发动机以最大推力工作所能达到的最大飞行速度，通常简称为最大速度。
这是衡量飞机性能的一个重要指标。
最小平飞速度：是指飞机在一定的飞行高度上维持飞机定常水平飞行的最小速度。
飞机的最小平飞速度越小，它的起飞、着陆和盘旋性能就越好。
巡航速度：是指发动机在每公里消耗燃油最少的情况下飞机的飞行速度。
这个速度一般为飞机最大平飞速度的70%～80%，巡航速度状态的飞行最经济而且飞机的航程最大。
这是衡量远程轰炸机和运输机性能的一个重要指标。
当飞机以最大平飞速度飞行时，此时发动机的油门开到最大，若飞行时间太长就会导致发动机的损坏，而且消耗的燃油太多，所以一般只是在战斗中使用，而飞机作长途飞行时都是使用巡航速度。
高度性能最大爬升率：是指飞机在单位时间内所能上升的最大高度。
爬升率的大小主要取决与发动机推力的大小。
当歼击机的最大爬升率较高时，就可以在战斗中迅速提升到有利的高度，对敌机实施攻击，因此最大爬升率是衡量歼击机性能的重要指标之一。
理论升限：是指飞机能进行平飞的最大飞行高度，此时爬升率为零。
由于达到这一高度所需的时间为无穷大，故称为理论升限。
实用升限：是指飞机在爬升率为5m/s时所对应的飞行高度。
升限对于轰炸机和侦察机来说有相当重要的意义，飞得越高就越安全。
飞行距离航程：是指飞机在不加油的情况下所能达到的最远水平飞行距离，发动机的耗油率是决定飞机航程的主要因素。
在一定的装载条件下，飞机的航程越大，经济性就越好（对民用飞机），作战性能就更优越（对军用飞机）。
活动半径：对军用飞机也叫作战半径，是指飞机由机场起飞，到达某一空中位置，并完成一定任务（如空战、投弹等）后返回原机场所能达到的最远单程距离。
飞行性能
式中， 零升阻力， 升致阻力， 式中，D0 —零升阻力，Di —升致阻力， 零升阻力 升致阻力 低速飞行时， 基本不随M数改变， 成正比， 低速飞行时，A基本不随M数改变，D0与速度V2成正比， Di 与速度V2成反比，如图2-2b中虚线。图中，实线为总阻力。 成反比，如图2 2b中虚线 图中，实线为总阻力。 中虚线。 最小， 称为有利速度 有利速度， 当D0=Di时，Tr最小，此时速度Vf称为有利速度，升阻比为Kmax。 2a， 点 升阻极曲线斜率最大） （图2-2a，a’点，升阻极曲线斜率最大） 当升力系数最大时(临界攻角， 2a最高点 最高点) 当升力系数最大时(临界攻角，图2－2a最高点) ，平飞速度最 2b， 小（图2－2b，b点）
2.速度特性 2.速度特性 指高度H 发动机转速n不变时，推力T 指高度H、发动机转速n不变时，推力T随V(M)变化关 系 速度增加时，先略有下降，再随M数增加而增加， 速度增加时，先略有下降，再随M数增加而增加， M>1后 数增加而下降（防止涡轮过热损坏， M>1后，随M数增加而下降（防止涡轮过热损坏，降 低油量的限制措施）。 低油量的限制措施）。 3.高度特性（虚线） 3.高度特性（虚线） 高度特性 推力随高度变化特性。 推力随高度变化特性。 图中H增大，空气密度下降， 图中H增大，空气密度下降， 发动机推力下降。 发动机推力下降。
Tr = D = 1 ρV 2 SCD 2
G=L=
1 ρV 2 SCL 2
两式相除， Tr / G = 1/ K , K = CL / CD , K—升阻比 两式相除， 升阻比越高，平飞需用推力越小。 Q G = Tr K 升阻比越高，平飞需用推力越小。
【南航】飞行原理(飞行性能)
起飞着陆性能
• 飞机的着陆滑跑距离取决于飞机的着陆接地速度和落地后的 减速性能。
• 着陆接地速度同样也由飞机的最小平飞速度决定。 • 为改善落地后的减速性能，飞机除了在机轮上安装刹车装置
外，通常还采用减速板、反推力、减速伞等装置。 ★★
反推力
减速板
减速伞
机动性能
机动性能 • 指飞机改变飞行速度、飞行高度和飞行方向的能力。 • 通常用过载来衡量飞机的机动性。★★ • 过载n定义为飞机上所受的外力与飞机重力之比。（通常所说
的过载多指法向过载，即飞机的升力与重力之比） • 过载越大，飞机机动能力越强。为保证飞机和飞行员的安全
，飞机过载不能过大。通常战斗机的最大过载在10左右。
爬升性能
爬升率 ★ 飞机的爬升率是指单位时间内飞机所上升的垂直高度，通
常以vy表示。 要提高最大爬升率vymax，除设法减小阻力和降低飞机重量
外，重要的措施是加大推力。
爬升性能
静升限：飞机能作水平直线飞行所能达到的最大高度。 理论静升限：飞机能够保持平飞的最大飞行高度，此时爬升率 等于零。 ★★ 实 用 静 升 限 ： 飞 机 最 大 爬 升 率 等 于 0.5m/s （ 亚 声 速 飞 机 ） 或 5m/s（超声速飞机）时所对应的飞行高度。 ★★
速度性能
最大飞行速度 ★ 指飞机在某一高度上作水平飞行，发动机以最大可用推力
工作时飞机所能达到的最大飞行速度。
巡航速度 ★ 发动机每公里消耗燃油量最小情况下的飞行速度。一般为
最大飞行速度的70%～80%。
最小飞行速度 ★★ 在一定高度上飞机能维持水平直线飞行的最小速度。飞机
的最小平飞速度的大小，对飞机的起降性能有很大影响。
飞机的飞行性能、稳定与操纵
2.4 飞机的飞行性能、稳定与操纵2.4.1 机体坐标轴系研究飞机的飞行性能、稳定与操纵原理的时候，为了描述飞机的空间位置、速度、加速度、力和力矩等向量时，须采用相应的坐标系。
常用的坐标系有：地面坐标轴系、机体坐标轴系、气流坐标轴系、航迹坐标轴系、半机体坐标轴系、稳定坐标轴系等。
这些坐标系都是三维正交右手系。
为研究问题的方便，在讨论飞机的操稳特性时，我们选用机体坐标轴系作为参考坐标系。
图 2.4.1 机体坐标轴系机体坐标轴系(Oxyz)是固定在飞机上的坐标轴系，其原点O位于飞机的质心，纵轴x位于飞机参考面（对称面）内指向前方且平行于机身轴线（或翼根弦线），横轴y垂直于飞机参考面指向右方，竖轴z在飞机参考面内垂直于纵轴指向下方，如图2.4.1所示。
飞机绕机体横轴oy的转动（称为俯仰运动）以及沿纵轴ox和竖轴oz的移动，是发生在飞机对称面内的运动，通常称为纵向运动；而飞机绕机体纵轴ox的转动（称为滚转运动）和沿横轴oy的移动，是发生在飞机横截面内的运动，称为横向运动；飞机绕竖轴oz的转动（称为偏航运动）称为方向运动。
2.4.2飞机的飞行性能和机动飞行讨论飞机的飞行性能时，将飞机作为一个质点，其上所受到的力有：重力G、动力装置的推力T、升力L和阻力D，如图2.4.2所示。
在等速直线飞行时，这些力是平衡的。
图中为航迹速度与水平面的夹角，称为爬升角。
当航迹速度位于过原点的水平面之上时，为正。
为发动安装角，为飞行迎角。
发动安装角通常很小，近似认为=0。
飞机等速直线飞行的轨迹不外有3种情况：等速直线爬升(＞0)、等速直线平飞(=0)和等速直线下滑(＜0)。
这3种典型等速直线运动的飞行性能分别称为爬升(或上升)性能、平飞性能和下滑性能。
图2.4.2 作用在飞机上的力图2.4.3 爬升率飞机有各种飞行状态（如起飞/着陆、等速上升/下降、上升/下降转弯、巡航、机动飞行等），概括起来可将飞机的飞行性能分为类：(1) 等速直线飞行性能（基本飞行性能），(2) 续航性能，(3) 起飞着陆性能，(4) 机动飞行性能。
飞行力学第二章2.1-2.3-w
二、平飞需用推力的组成及变化规律
TR = D0 + ACL ) ρV 2S 2 1 2 AW2 =CD0 ρV S+ 1 2 2 ρV S 2
零升阻力D 零升阻力 0 升致阻力(诱 升致阻力 诱 导阻力)D 导阻力 i
2W ρV2S
性能指标
Vmax ( Mamax ) , Vmin, Hmax.a ,平飞包线 平飞包线
简单推力法求解 简单推力法求解 在近似公式的基础上， 在近似公式的基础上，根据 可用推力和需用推力曲线确 定性能的方法
飞行器飞行力学2010
一、最大平飞速度Vmax ( Mamax ) 最大平飞速度
定义
在某高度能定直平飞的最大速度， 该高度最大平飞速度. 在某高度能定直平飞的最大速度，称该高度最大平飞速度. 各高度V 最大者称为飞机的最大平飞速度 最大平飞速度。 各高度 max最大者称为飞机的最大平飞速度。
升力系数限制 Mamin
确定V 确定 min的步骤
2 1 2 飞 机 定 常 平 飞 性 能 的 确 定 . .
C L.a ρ S 2G 1 1) 取 个 ， CL = 2 几 M 由 ρc S Ma2 CL C C a 得 D及 D ~ M ，
a 线 ， 制 已 C 绘 在 知 L.a ~ M 曲 上 二 线 点 Ma 曲 交 为 a
L = W ⇒ V ↓ , 则C L ↑ ( H 不 变 )
C L ≤ CL.a
Vmin = max{Va ,Vmin.T}
作图说明
⇒ Vmin C = Va =
L.a
∆
2W CCL.a ρ S
飞行器飞行力学2010
Allowed lift coefficient
第二讲飞机的基本飞行性能讲义
第二讲飞机的基本飞行性能讲义一、引言飞机的基本飞行性能是指飞机在不同飞行阶段中的各种性能指标。
了解和掌握飞机的基本飞行性能对于飞行员和飞机设计师来说都是十分重要的。
本讲义将介绍飞机的基本飞行性能指标及其计算方法。
二、起飞性能起飞性能是飞机在地面开始起飞到到达安全飞行高度之间的性能指标。
主要包括起飞距离、起飞速度和最大爬升率。
1. 起飞距离起飞距离是指飞机从起飞开始到离地面50英尺高时所需的距离。
起飞距离计算公式如下：起飞距离 = 加速距离 + 抬轮距离 + 离地距离其中，加速距离是指飞机从静止到达起飞速度所需的距离；抬轮距离是指飞机从离地面50英尺高到离地面100英尺高所需的距离；离地距离是指飞机离开地面100英尺高时所需的距离。
2. 起飞速度起飞速度是指飞机在起飞时所需的最低速度。
起飞速度取决于飞机的重量和机翼的亮度。
一般来说，起飞速度随飞机重量的增加而增加，随机翼的亮度的增加而减小。
3. 最大爬升率最大爬升率是指飞机在起飞过程中爬升的最大速率。
最大爬升率取决于飞机的发动机推力、机翼提供的升力和飞机的阻力。
飞机的最大爬升率在不同高度下可能会有所不同。
三、巡航性能巡航性能是指飞机在巡航飞行阶段的性能指标。
主要包括巡航速度、巡航升力系数和巡航推力。
1. 巡航速度巡航速度是指飞机在巡航飞行阶段所保持的恒定速度。
巡航速度取决于飞机的气动性能和发动机的推力。
为了保持较低的燃料消耗和较长的航程，飞机会选择一个较低的巡航速度。
2. 巡航升力系数巡航升力系数是指飞机在巡航飞行阶段的升力与机翼面积、空气密度和飞机速度的比值。
巡航升力系数影响飞机的升力和阻力。
3. 巡航推力巡航推力是指飞机在巡航飞行阶段的发动机推力。
巡航推力决定飞机的速度和燃料消耗。
四、下降和着陆性能下降和着陆性能是指飞机从巡航飞行阶段到着陆的过程中的性能指标。
主要包括下降速度、下降距离和着陆距离。
1. 下降速度下降速度是指飞机从巡航飞行阶段开始向地面下降时的速度。
飞行原理和性能
飞行器的飞行原理和飞行性能飞行原理一、飞机的升力和阻力飞机是重于空气的飞行器，当飞机飞行在空中，就会产生作用于飞机的空气动力，飞机就是靠空气动力升空飞行的。
在了解飞机升力和阻力的产生之前，我们还要认识空气流动的特性，即空气流动的基本规律。
流动的空气就是气流，一种流体，这里我们要引用两个流体定理：连续性定理和伯努利定理：流体的连续性定理：当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时，由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的。
连续性定理阐述了流体在流动中流速和管道切面之间的关系。
流体在流动中，不仅流速和管道切面相互联系，而且流速和压力之间也相互联系。
伯努利定理就是要阐述流体流动在流动中流速和压力之间的关系。
伯努利定理基本内容：流体在一个管道中流动时，流速大的地方压力小，流速小的地方压力大。
飞机的升力绝大部分是由机翼产生，尾翼通常产生负升力，飞机其他部分产生的升力很小，一般不考虑。
从上图我们可以看到：空气流到机翼前缘，分成上、下两股气流，分别沿机翼上、下表面流过，在机翼后缘重新汇合向后流去。
机翼上表面比较凸出，流管较细，说明流速加快，压力降低。
而机翼下表面，气流受阻挡作用，流管变粗，流速减慢，压力增大。
这里我们就引用到了上述两个定理。
于是机翼上、下表面出现了压力差，垂直于相对气流方向的压力差的总和就是机翼的升力。
这样重于空气的飞机借助机翼上获得的升力克服自身因地球引力形成的重力，从而翱翔在蓝天上了。
机翼升力的产生主要靠上表面吸力的作用，而不是靠下表面正压力的作用，一般机翼上表面形成的吸力占总升力的60-80%左右，下表面的正压形成的升力只占总升力的20-40%左右。
飞机飞行在空气中会有各种阻力，阻力是与飞机运动方向相反的空气动力，它阻碍飞机的前进，这里我们也需要对它有所了解。
按阻力产生的原因可分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力和干扰阻力。
飞机的机动飞行性能 起飞和着陆性能 风、气温、飞机重量和飞机维修
•
外过力载只n有等发于动：机推力、空气动力
R
，重力
R
，则飞机的
•
n P R
•
G
• 注而意分上母式G为的标分量子，中因，此发过动载机n推是力一和个空矢气量动，力它沟的为方矢向量沿，
推力及空气动力之合力方向。我们将除重力以外的合力
前推驾驶杆减小迎角，使Y=G条件随时得到满足；减速飞行时驾
驶员尽量收小油门打开减速装置，并且随着飞行速度的减小，不
断后拉驾驶杆增大迎角，使Y=G的条件随时得到满足。
• 由(3—3—26)式可得
dt
G
dC
g( p x)
所以从速度C1 加速到 C2的飞行时间为
• •
t C2 G dC
C1 g(P X )
C 2 A
G
•故 •
C离地
2G
C y离地 A
（3—3—37）
•
式中C y离地 ——离地时的升力系数，可从有关资料
中查出。从(3—3—37)式可以看出，起飞离地速度的大
小与升力系数，飞机重量和空气密度有关。其影响情况
从式中能直接看出。
二、着陆性能
•
飞机从一定高度(一般定为25米)下滑，并降落
于地面直到停止的运动过程，叫做着陆。
•
(一）飞机着陆过程
•
飞机从安全高度下滑，发动机一般置于慢车工
作状态，飞机接近等速直线下滑。到离地一定高度
(一般为6－12米)，驾驶员向后拉驾驶杆将飞机拉平。
然后，保持在离地0.5－l米左右进行平飞减速。随
着飞行速度的减小，驾驶员不断拉杆，使飞机和缓
2-4飞行性能和要求
典型客舱布局
B777-200
B777-300
B777
三、安全性
任何时候飞行的安全是航空公司运营的基本条件，各国的飞机在制造 时都要经过主管当局的适航认定，应该说安全基本上是有保证的。但在各 类飞机的比较中安全性主要体现在主要部件的可靠性上，特别是发动机， 液压系统等的可靠性上，其次体现在电子设施的先进性上，近二十年来机 载的电子系统发生了革命性的变化，其进展的主要方向是改善了飞行安全， 减轻了驾驶员的负担，减少了人为因素失误的可能，先进的电子设施使安 全性能提高。
整个飞行过程中，操作最复杂的是起 飞和降落阶段，据统计航空事故的68% 出现在这两个阶段，因而飞机在设计上 和驾驶员的训练上这两个阶段都是重点， 以确保飞行安全。 危险11分钟：飞机滑出跑道升空后的3 分钟和飞机着陆前的8分钟是最容易发 生事故的时段,
二、飞机的飞行性能
飞机起降
飞机性能可以定义为飞机完成一个特定飞行任务的 能力的尺度，同时，也可以认为是飞机安全飞行的尺度。 飞机性能包括飞机的设计性能和飞机的运行性能。飞机 的性能狭义的来讲是指飞机在飞行中各个阶段——起飞、 巡航、下降、着陆时的运动性能，如速度、加速度、操 纵性、稳定性，也包括在整个航行段的航程、燃油效率、 续航时间等，广义的性能对民航飞机来说则包括飞机的 可靠性、安全性、经济性、维修性、舒适性能等，对民 航飞机评价的各方面都应该包括在广义性能之内。
一、基本飞行性能
(二)升限和飞行高度
升限是飞机在最大重量条件下能够上升的最大 高度。 飞行高度主要受发动机性能影响，飞行 高度主要有两个指标，一个是巡航高度，一个是单 发停车高度。
一、基本飞行性能
(三)航程 航程是飞机加满油(燃油和滑油)起飞后 空中不加油、不着陆所能飞行的最大距离。 现代客机划分为近程、中程和远程。 衡量飞机飞行距离的大小当然比较重要， 在时间上衡量飞机在空中能飞多久，则是 “续航时间”，(又称久航力)。它是指飞机 加满油，空中不加油、不着陆连续飞行的总 时间。
4飞机的基本飞行性能
P X G sin 上 Y G cos 上
上升推力大于平飞推力； 上升升力小于平飞升力。
EXIT
35
●上升所需速度
1 2 G cos 上 Y C y V上 S 2 2G V上 cos 上 V平飞 cos 上 Cy S
在平飞中，要保持速度不变，发动机可用推力应 与飞机阻力相等。 为克服飞机阻力所需推力叫平飞需用推力。
P平飞 X G Y P平飞 X G G Y K
9
飞机重量越重，平飞所需推力越大； 升阻比越大，平飞所需推力越小。
EXIT
10
平飞需用推力曲线
P
在一定飞行高度上，把 平飞需用推力随速度的 关系用曲线表示，称为 平飞需用推力曲线。 随着平飞速度的增大， 平飞需用推力先减小后 增大。
EXIT
17
④ 平飞推力曲线图
P
把同一高度上平 飞需用推力曲线和相 应的满油门状态下的 可用推力曲线绘制在 同一张图上,称为平 飞推力曲线图。
200 160 120 80 40 Vmin VMP 80 120
P可用
B
16°
△PMAX D
8° 6° VMD 160
A
0°
C
2°
200
240
Vmax
260
油门大 迎角小 速度大
0
V1 V2
VMP
VI
V1 V2
EXIT
28
●平飞两速度范围的进一步理解：
第二范围相对于第一范围来讲，只是油门反效 而杆不反效。即在所有的平飞速度范围都是顶杆低 头加速，带杆抬头减速。 第二范围内的反操纵只是在第二范围内保持稳 定飞行才体会明显。起飞着陆时的速度一般均在第 二速度范围，但反操纵并不会危及飞行安全，因为 油门不动。 在第二范围内飞机飞行是速度不稳定的，即一 旦受扰速度增加，飞机有加速的趋势，受扰速度减 小，飞机有减速的趋势。
飞行基础知识：民用飞机的起飞性能
起飞试验的目的是测定飞机飞行手册所需要的起飞性能参数，和验证所讨论的飞机型态满足于合格审定的性能要求，当要生产一种新飞机时，需要进行一个完整系列的起飞试验，确定起飞速度和距离、滚动加速度和制动加速度，抬前轮速率和最小离地速度等参数。
根据美国联邦航空局适航条例规定，凡装载二十人以上的民用飞机应按照联邦航空条例第25部（FAR25）验证其符合性。
其中B分部中直接涉及飞机飞行性能的条款13条，是飞机设计时考虑起飞、爬升、航行、进场和着陆必须遵守的安全标准。
而飞行手册是飞机一个重要软件组成部分、其中的性能数据就根据FAR25部有关飞行性能条款的规定和飞机飞行动力、发动机推力特性进行计算和编制的。
起飞性能符合性验证工作可理解为三个方面：（1）起飞性能原始参数的验证；（2）飞行手册中起飞性能的计算；（3）对起飞性能计算。
FAR25定义了各种起飞速度，讨论了加速-减速距离、起飞航迹和起飞距离。
给出了一些适用于起飞试验的速度和术语的定义是有益的，因为许多速度和术语关系到其它类型的性能和规章的论述，起飞性能原始参数是计算起飞性能所必须的原始特征数据。
这些参数一般要通过试飞确定或加以校核。
1.失速速度Vs：飞机最小安全速度，是飞机基本特征速度之一（其它还有VMU、VMCA、VMCG），它是决定飞机其它特征速度之一，这些特征速度为：VEF、V1、VR、VLOF、V2；而且是确定操稳特性试飞速度范围的基准速度。
因此，在试飞的早期就要进行失速速度的试飞，仅次于空速校正试飞。
飞机手册中给出飞机各种构型和重量下的Vs值，以便直接提醒飞行人员飞行时速度不小于该值。
另外Vs还是起飞等各阶段速度的参考值。
根据FAR25.201失速演示规定：(a)必须在直线飞行和30°坡度转变中演示失速：给出了失速速度的定义以及确定失速速度时对飞机状态的要求，包括：推力、起落架位置、襟翼位置、重量、重心。
试飞时，一般说来前重心为不利位置，这主要是此时需要平尾产生比后重心时更大的上仰力矩，平尾产生的负升力较大，因而此时的失速速度更大，但是为了确定重心对失速速度的影响程度，还是有必要适当进行一些后重心的失速速度。
飞 行 性 能
飞行性能
二、 爬升性能
从飞机起飞结束（此时飞机的高度为1500 英尺）到达规定的巡航速度和高度的过程称为航 线爬升。民用大型飞机的爬升是指在中低空保持 表速不变爬升，而在高空保持等M数不变爬升。 爬升过程中，若保持表速不变，由于空气密度减 小，真速将不断增大，即为了保持表速不变，必 须用一部分剩余推力增速，所以飞机的爬升梯度 和爬升率都要减小。
C：在10 000英尺高度平飞加速到上升速度。 D：按给定的表速和指示马赫数上升到上升顶点。 E：在初始巡航高度加速到巡航速度。 F：巡航。
飞行性能
三、 下降性能
与爬升性能类似，下降性能主要 由下降时间、下降的水平距离和下降 时所消耗的燃油量来表示。大型民航 运输机常用的下降方式有低速下降、 高速下降和最省燃油下降。
飞行性能
飞行姿态仪表
图2-19 高速下降和低速下降
飞行性能
四、 巡航性能
巡航性能是指 飞机从爬升顶点到 下降开始点之间的 平飞巡航性能。选 择好巡航高度和巡 航速度可以实现良 好的经济性。图221为某型号飞机的 典型巡航剖面图。
图2-21 某型号飞机的典型巡航剖面图
飞行性能
五、 着陆性能
飞机经历下降阶段后，开始进近与着陆。 着陆阶段虽然历时短，却是飞行中最危险、 最关键，也是最重要的阶段。现代大型民航 客机多是按仪表飞行规则飞行。各航空公司 对进近和着陆都制定了严格、全面的标准操 作程序和规章制度。
大气飞行力学第2-1章补充基本性能
上升性能
适用方程
P ky = P px + G sin θ ⎫ ⎬ Y = G ⎭ (θ , [α + ϕ p ]不大 )
适用方法
简单推力法
大气飞行力学－－基本性能
一、上升角θ和最大上升角θmax
Pky = Ppx + G sin θ ⇒
sin θ = ΔP ΔP ⇒ θ = sin − 1 ( ) G G − 1 Δ Pmax ) ⇒ θ max = sin ( G
图1
推力曲线（H＝5000米）
图2
推力曲线（H＝14000米）
大气飞行力学－－基本性能
1－2 飞机定常平飞性能的确定 定常平飞性能指标 Pf
性能指标
Vmax ( Mmax ) , Vmin, Hmax ,平飞包线
11 km
H
简单推力法 在近似公式的基础上，根据 可用推力和平飞需用推力曲 线确定性能的方法。
飞行参数不 随时间变化
大气飞行力学－－基本性能
1－1 飞机定常平飞需用推力曲线 一、基本定义和计算公式 定义
飞机在一定高度、一定速度作定直平飞时，所需 要的发动机推力，称为定常平飞需用推力Ppx。
Ppx = f ( H , V )
基本公式
平飞需用推力曲线
Kmax 亚音速飞机
先进布局 1 ⎧ 2 经典超音 ⎪ Ppx = Qpf = C x 2 ρV S ⎪ 速飞机 ⎨ ⎪G = Y = C y 1 ρV 2 S M ⎪ ⎩ 2 ∴ K max ↔ Ppx min ↔ Vyl , α yl , C yyl
零升阻力 升致阻力 (诱导阻力)
大气飞行力学－－基本性能
一）平飞需用推力随飞行速度的变化规律
AG 2 1 2 Q0 = C x 0 ρV S , Qi = 1 2 ρV 2 S 2 M < M lj (亚音速范围 )
民航概论课件第二章民用航空器之飞行性能
Payload
Payload
Allowed payload Range
Range
平衡
平衡
Forward limit
CG
Aft limit
manoeuvrability
stability mg
平 衡
Weight (kg) 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 18000 FULL
第二章 民用航空器
第七节 飞行性能
起 飞 速 度
着陆
VREF 50 ft
VREF 1,23 VSR VMCL
Means of braking :
wheel brakes Spoilers Reverses
braking
V=0
LD
飞行剖面与油量
En route reserபைடு நூலகம்e
Taxi fuel
Payload
Range
最大业载的计算
• Payload ≤ (MTOW - dow - AF - HF) - (TF + RR) • Payload ≤ (MLW - dow - AF - HF) - RR • Payload ≤ (MZFW - dow)
Payload
Range
最大业载的计算
– Cabin capacity – Cargo capacity – Tanks capacity
最大业载的计算
• tow = dow + payload + fuel ≤ MTOW • lw = dow + payload + fuel - trip fuel ≤ MLW • zfw = dow + payload ≤ MZFW • trip fuel + reserves + taxi fuel ≤ Tanks capacity
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北航 509
计算基本条件
1)基本气动外形 2)给定发动机工作状态(加力、最大、额定等)
第 二 章 引 言 北航 509
3)平均飞行重量或其它给定重量
求解方法
1)近似解析法 2)数值计算法
正常装载、半油的飞机重量 通过图解比较可用推力／功率(已知) 和需用推力／功率(由平飞条件Y=G 求出)得到飞机基本性能特点。
Q0 Qi K max Ppxmin 有利状态
小展弦比 2 1 2 Q M ，Qi 2 ， A ， C 基本不变， 0 大后掠角 x0 － M 薄翼型 1 M Myl，Q0 Qi，Qpf 最小， K Kmax 细长机身 飞 机 跨音速面 ) 定 M lj M 1.2 ~ 1.3(跨音速范围 积律等 常 M Ppx C x 0 ，A ， 平 飞 此时，波阻为主（音障），应采用低波阻构形。 需 用 M 1.2 ~ 1.3(超音速范围 ) 推 力 C x 0 1 / M 2 1，Q0 M，Qi可逐渐忽略 曲 Ppx增加较跨音速区缓慢。 线 为了兼跨不同M数下的要求，采用变后掠、切尖三角翼加 北航 边条等先进气动技术。
北航 509
平飞需用推力的计算
1 2 P Q C V S px pf x Qpf Cx 1 G 2 Ppx Qpf Y Cy K K 1 2 G Y C y V S 2
K max Ppx min Vyl , yl , C yyl
V
θ
Vy dH dt
Vy
V sin V
V y max
(VP ) max G
P G
一般H , V y max
2 － 3 飞 机 定 常 上 升 和 下 滑 性 能 的 确 定
北航 509
理论静升限Hmax.ll和实用静升限Hmax.sy
Hmax.ll 特定重量、构形，发动机满油门 (最大、加力、全加力)时，飞机 能够定直平飞的最大高度，此时 Vymax=0。 Hmax.sy 对应于Vymax=5m/s (亚音速飞机)或 0.5m/s (超音速飞机)的飞行高度。 Vymax
H增加
Kmax
Mlj
M
M
低速： Qi为主 中低空高速： Q0为主
接近升限高空： Qi作用又加强 (Q0和Qi大小几乎相等 )
2 － 2 飞 机 定 常 平 飞 性 能 的 确 定
北航 509
定常平飞基本关系
Y=G Pky=Q 调整α 调整n
yx ( ) yx
n慢 n nmax (加力/ 不加力 )
在某H、V平飞 重量、构形确定
性能指标
Vmax ( Mmax ) , Vmin, Hmax ,平飞包线
简单推力法求解
2 － 2 飞 机 定 常 平 飞 性 能 的 确 定
北航 509
最大平飞速度Vmax ( Mmax )
定义
在某高度能定直平飞的最大速度，称该高度最大平飞速度。 各高度Vmax最大者称为飞机的最大平飞速度。
Mmax
升限Hmax
随H增加，包线的速度 范围收缩，直至某高度 收缩为一点，此为Hmax。 动压限制:结构强度的需要
qmax M
M数限制:操纵性、发动机工作及热 强度方面的需要
2 － 2 飞 机 定 常 平 飞 性 能 的 确 定
北航 509
术语：表速
驾驶员读出的仪表指示速度。 若空速系统为理想的，则该速度为将测量所得的动 压PT按海平面标准大气进行换算得到的速度。 不计压缩性修正量时，表速和真空速的关系为：
北航 509
平飞需用推力随飞行速度的变化规律
Ppx Qpf 1 (C x 0 AC y ) V 2 S 2 2 1 AG C x 0 V 2 S 1 2 V 2 S 2 Q0 Qi
2
A Cx0
Qpf Q 0 Qi Myl Mlj 1.3 M
零升阻力
升致阻力 (诱导阻力)
计算步骤 — 求给定高度H和速度V下的平飞需用推力
1）计算G，Gpj = Gqf － W/2 查标准大气表 ρ、a 2）给定H 3）给定M（V） 计算
查极曲线
Cx
2Gpj 2Gpj Cy 2 V S ( aM ) 2 S Gpj Cy P Q K px pf K Cx
2 － 1 飞 机 定 常 平 飞 需 用 推 力 曲 线
3)图解法
•简单推力法：适用于喷气式飞机（用直接推力式发动机） •功率法：适用于螺旋桨飞机（用功率式发动机）
2 概念 － 1 飞 基本 机 定 关系式 常 平 飞 需 用 推 力 一般 曲 约定 线
北航 509
飞机进行等速平飞（dV/dt=0) 时，发动机推力用 以克服阻力，称该阻力为定常平飞需用推力Ppx。
图解确定Vmax ( Mmax )
满油门(最大状态、部分加力、 全加力)的Pky ～M与Ppx ～M曲线 的右交点。
M> Mmax，不能等速平飞 M< Mmax，可等速平飞(收油门)
H给定
P px(Qpf) Pky (开加力)
Mmax
M
2 － 2 飞 机 定 常 平 飞 性 能 的 确 定
北航 509
P cos( P ) Q 0 P sin( P ) Y mg 0 近似
P Q 要求一定的油门位臵 Y mg 要求一定的迎角
1) 飞机为净外形
2) G Gpj Gqf W / 2 , W : 燃油重量。
2 － 1 飞 机 定 常 平 飞 需 用 推 力 曲 线
H , 则Vmin , Mmin H
低空受Vminyx 约束 高空受Vminp约束
升力限制
Mmin
2 － 2 飞 机 定 常 平 飞 性 能 的 确 定
北航 509
确定Vmin的步骤
1) 取几点M，由C y 得C ypx及C ypx 2G 1 a 2 S M 2 ~ M，
Cy
适用 方程 下 滑 角 θxh
Q G sin xh Y G cos xh
Y
R
xh
Q
xh tan 1 ( ) tan 1
xh. min
Q Y tan 1
1 K 1
1 滑翔比 K
教师姓名：周国庆 教研室：飞行器设计与工程
内容
引言 2-1 飞机定常平飞需用推力曲线 2-2 飞机定常平飞性能的确定 2-3 飞机定常上升和下滑性能的确定 2-4 飞机的飞行状态及其与操纵的关系 2-7 超音速飞机基本飞行性能的主要特点 2-8 有关参数对基本飞行性能的影响 小结
概念：基本飞行性能 适用方程
第 二 章 ： 引 言
飞行参数不 随时间变化
飞机最基本的(准)定常直线运动的性能。
Y G cos G Y Q Pky G 0 Pky Q G sin
运动形式
( 0) 性能指标Vmin , Vmax，平飞速度范围 定常平飞 ( 0) max , V y max , H max (, t min , Lss ) 定常上升 定常下滑( 0) xh.min , Vxh.max (, t xh.max , Lxh.max )
1 1 2 PT 0V表 V 2 2 2
V V表 /
0
不论H如何，表速相同表明飞机飞行在相同的动压下
2 max , V y max , H max (, t min , Lss ) 满油门 性能指标 － xh.min , Vxh.max (, t xh.max , Lxh.max ) 慢车 3 飞 上升性能 机 Pky Ppx G sin P 定 适用方程 Y G 常 上 ΔPmax ( , [ p ]不大) 升 和 上升角θ和最大上升角θmax 下 (VΔP ) max P P 1 滑 sin sin ( ) G G 性 Myl Mθ Mks M P 能 max sin 1 ( max ) 剩余推力 的 G 确 给定H,构形,G下的最大上升角 定
H
Hmax.ll Hmax.sy
2 － 3 飞 机 定 常 上 升 和 下 滑 性 能 的 确 定
北航 509
最短上升时间tmin
保持Vks(H)，以Vymax上升，所需时间最短。
dH 从H 1 H 2，dt ， V y max
t min dH H1 V y max
H2
1/Vymax
北航 509
θmaxΔPmax Mθ (陡升M数,一般Mθ>Myl)
2 － 3 飞 机 定 常 上 升 和 下 滑 性 能 的 确 定
北航 509
上升率Vy和最大上升率Vymax
上升率Vy：飞机在单位时间上升的高度。 某高度最大上升率Vymax： 该高度、指定构形、G下 可能的最大上升率。 相应速度为快升速度Vks(Mks)。 最大上升率： 所有H中Vymax最大者。
M
2 － 2 飞 机 定 常 平 飞 性 能 的 确 定
北航 509
定常平飞速度范围——飞行包线
理论 在H~M(V)平面上，Mmax~H与Mmin~H线所勾划出 飞行 的封闭曲线。其内飞机可定直平飞／等速爬升／加 减速飞行；其上可定直平飞。 包线
允许飞行包线
考虑实际使用限制 后得到的飞行包线。
H H max
Vmax ( Mmax ) ~H 关系 P H增加
11km 亚音速 跨音速 超音速 飞机 H 飞机 飞机
Mmax M 同样推力变化,右交点移动量跨音速区<亚音速区<超音速区
Qpf曲线右移且变平坦 H Pky曲线下移
2 － 2 飞 机 定 常 平 飞 性 能 的 确 定