7 第二章第七节 飞行性能
合集下载
7 第二章第七节 飞行性能解析
最大业载=最大无燃油重量-使用空机重量
二、业载航程图
2、业载—航程之间的关系
由于航程受到业绩、燃油、最大起飞重量、最大无燃油重量影响， 它们之间的关系用下面的曲线表示。
三、飞行性能
2、业载—航程之间的关系
由于航程受到业绩、燃油、最大起飞重量、最大无燃油重量影响， 它们之间的关系用下面的曲线表示。
使用飞行剖面可以表现出 飞行在各个阶段的状况。飞 行剖面是飞机完成一次飞行 任务各个阶段的飞行轨迹在 垂直剖面上的投影图形。 横轴X是飞行的时间（距 离）； 纵轴Y是飞行的高度，整 个飞行中分为滑行、起飞、 爬升、巡航、下降、着陆几 个阶段。
一、飞行计划和飞行剖面
滑行阶段
飞机从停机坪启动到跑道端，这段 时间的长短取决于机场情况;
滑行阶段
飞机的起飞是整个飞行剖面中操纵 最复杂的阶段，单位时间的燃油消 耗量最大，它受到地面温度、海拨 高度及跑道长度的影响。
爬升阶段
这一段可分为两段，前一段是加速 度，使飞机的速度增大到爬升速度 ；后一段是爬升段，这一阶段的燃 油消量最大，一般用低速爬升以降 低油耗；
一、飞行计划和飞行剖面
进近和着陆阶段
Vmin
VE VMRC VLRC
Vmax
V
（4）着陆性能
最低进近速度
越低越好 着陆距离
五、飞机的综合性能指标
1.航程与业载
2.速度与高度 飞行速度：
最大平飞速度
经济巡航速度
飞行高度：
巡航高度 单发停车高度
3.经济性能
1. 2. 3. 4. 燃油利用率 维修性和可靠性 适应性 飞机的初成本
4.安全性与舒适性
进近指飞机进入着陆航线到着陆， 这是飞行剖面中的又一个操纵复杂 阶段，和起飞段对应，机场的各种 条件对飞行都有影响。
第二章起飞性能
48
2.3 起飞过程中一台发动机停车 的起飞性能
×
中断起飞性能
继续起飞性能
.
2.3.1 中断起飞(RTO - Rejected Take Off)
中断起飞过程简介（三个阶段） 起飞过程中，必须考虑关键发动机停车的情况。飞机由速度 为0全发加速至某速度时，关键发动机停车，飞行员识别判 断后，若当前速度小于决断速度V1，则进行制动措施，最后 将飞机在跑道上全停的过程。 分为全发加速段，过渡段，制动段
(2) VR加上达到高于起飞表面35英尺前所获得的速度增量。
V2取（1）和（2）的大者。
23
2.1.2 净空道和安全道
Takeoff Runway Definitions
24
1. 跑道的定义
适用于起飞的区域通常被限制在跑道以及跑道端头以 外的一块区域内。
跑道是一块适用于起飞和着陆的矩形区域。在跑道的 端头以外,通常会有净空道和停止道。
kt.
The pilot’s action : recover control of the aircraft enable safe take off continuation
Determination of VMCG : lateral deviation under 30 ft
8
1. 地面最小操纵速度（VMCG）
V2+ΔV
Hale Waihona Puke V=0VR VLOF35ft
全发起飞滑跑距离
起飞空中段
图 2-4 全发起飞演示距离
32
4.影响全发起飞 距离的因素
1) 风 2) 飞机重量 3) 气温与标高 4) 跑道坡度 5) 飞机襟翼
33
Takeoff distance changes A headwind will decrease it and a tailwind will increase it.
2.3 起飞过程中一台发动机停车 的起飞性能
×
中断起飞性能
继续起飞性能
.
2.3.1 中断起飞(RTO - Rejected Take Off)
中断起飞过程简介（三个阶段） 起飞过程中，必须考虑关键发动机停车的情况。飞机由速度 为0全发加速至某速度时，关键发动机停车，飞行员识别判 断后，若当前速度小于决断速度V1，则进行制动措施，最后 将飞机在跑道上全停的过程。 分为全发加速段，过渡段，制动段
(2) VR加上达到高于起飞表面35英尺前所获得的速度增量。
V2取（1）和（2）的大者。
23
2.1.2 净空道和安全道
Takeoff Runway Definitions
24
1. 跑道的定义
适用于起飞的区域通常被限制在跑道以及跑道端头以 外的一块区域内。
跑道是一块适用于起飞和着陆的矩形区域。在跑道的 端头以外,通常会有净空道和停止道。
kt.
The pilot’s action : recover control of the aircraft enable safe take off continuation
Determination of VMCG : lateral deviation under 30 ft
8
1. 地面最小操纵速度（VMCG）
V2+ΔV
Hale Waihona Puke V=0VR VLOF35ft
全发起飞滑跑距离
起飞空中段
图 2-4 全发起飞演示距离
32
4.影响全发起飞 距离的因素
1) 风 2) 飞机重量 3) 气温与标高 4) 跑道坡度 5) 飞机襟翼
33
Takeoff distance changes A headwind will decrease it and a tailwind will increase it.
第2章7 民用航空器-飞行性能1
三、飞机的载重与平衡 1.飞机的平衡
重心前限 重心后限
CG
稳定性 mg
重心位置靠前
稳定性加强 操纵性变坏
操纵性
重心位置靠后
稳定性变坏 操纵性增强
2.过载
过载系数 = 升力/重力 民航飞机的过载限 制3G 超载飞行 影响安全
四、飞机的飞行性能
（1）起飞性能
起飞滑跑距离和超障长度 影响因素：
英尺）时获得起飞爬升速度（V2）。
起飞抬前轮速度（VR）不能小于起飞决断速度（V1）
滑跑阶段完成
离地速度(VLOF)
飞机刚刚升空时的速度 升力克服重力的速度
起飞安全速度V2
V2 是在发动机发生故障时在高出跑道表面35 英尺处必 须达到的最小爬升速度
爬升
连续爬升 固定爬升角 优点：爬升时间短，对地面噪声小 缺点：所需功率大，燃料消耗大 阶梯式爬升 节约燃料
1.使用空机重(OEW) 飞机结构重量＋机组、乘务组及其行李＋随机工具、资料 ＋救生、应急设备＋配餐等处于可使用状态的重量。 2.最大起飞重量(MTOW) 飞机在跑道端开始起动时的重量，是飞机起飞时结构能允 许的最大总重量 3.最大着陆重量(MLW)
Байду номын сангаас
飞机在着陆时允许的最大重量
各种重量关系
4.最大无燃油重量(MZFW) ： 飞机没有燃油时的最大重量。 5.业载（也称商载） ＝最大无燃油重量（MZFW）-使用空机重量(OEW) 6.燃油重量 即从目标机场复飞、爬升、巡航、下降、进近直到备降场 着陆(不含等待)所用的油量。 (备份油量)
最低进近速度
越低越好 着陆距离
五、飞机的综合性能指标
1.航程与业载
2.速度与高度
飞行性能和要求图文
飞行性能和要求飞行性能是指飞机在飞行中表现出的各种性能指标。
这些性能指标包括飞行速度、飞行高度、爬升速度、下降速度等等。
作为一名飞行员或航空工程师，对于飞行性能的了解和掌握至关重要。
因此，在设计和操作飞机时，需要考虑到飞行性能以及相应的要求。
飞行速度飞行速度是指飞机在空中飞行时的速度。
飞机的最大飞行速度受到多种因素的限制，包括设计制约、气动效应、动力系统等。
除了最大速度之外，还有最小速度、巡航速度、着陆速度等不同的速度要求，这些要求需要遵循以确保飞机的飞行安全。
飞行高度飞行高度是指飞机在空中飞行时的高度。
与飞行速度一样，飞行高度也受到多种因素的限制，包括气压高度、飞机结构限制、人员舒适度等等。
在规定的飞行高度内保持飞行安全是飞行员和航空工程师的重要任务之一。
爬升和下降速度爬升和下降速度分别指飞机向上爬升和向下下降的速度。
这些速度指标对飞机的安全性和舒适度都有重要影响。
在起飞和着陆时，飞机需要保持特定的爬升和下降速度，以确保航班的顺利进行。
此外，这些速度指标还需要保持在一定的范围内，以确保航班的舒适度和乘客的安全。
转弯半径和坡度转弯半径和坡度分别指飞机在空中转弯时的半径和倾斜度。
这些指标同样对飞机的安全性和舒适度都有着重要的影响。
在进行大转弯时，飞机需要保持大的转弯半径以确保安全；而在进行小转弯时，飞机需要保持小的转弯半径以确保舒适度和乘客的安全。
能源消耗和经济性能源消耗和经济性是指飞机在空中飞行时所消耗的燃油数量和相关的经济成本。
这些指标对航空公司和航班运营商来说尤为重要，因为它们可以直接影响航班运营的成本和盈利能力。
在设计飞机时，需要考虑到能源消耗和经济性，以确保航空公司和航班运营商能获得最大的经济效益。
在设计和操作飞机时，飞行性能和相应的要求都是非常重要的。
飞行性能包括飞行速度、飞行高度、爬升速度、下降速度等等；而要求则涉及到制约因素、安全标准、舒适度等等。
对于飞行员和航空工程师来说，了解这些指标和要求是非常必要的，因为它们能够确保航班的顺利进行和乘客的安全。
飞机的运行和性能
VREF
50 英尺
V=0
着陆距离
各飞行阶段飞行事故比例
2、飞行剖面
飞行剖面是飞机完成一次飞行任务各个阶段的飞行轨迹(航 迹)在垂直剖面上的投影图形，是飞机在不同时间(或距离） 上的高度所表示出来的图形。它是飞行计划的依据和基础。
标准的飞行剖面
航程油量
滑行 油量
停机坪
松刹车 起飞机场
进近
接地 目的地机场
第二章民用航空器
第七节 飞机的性能
（1）parking
（2）pushback and start up
（3）taxi
（4）take off
（5）climb
（6）cruise
（7）approach
（8）landing
飞机的飞行过程
1、飞机的飞行阶段和性能—起飞
起飞---从跑道端从刹车开始，到飞机 离地面1500ft（450m），是飞机起 飞阶段。
航路备份 油量
滑行 油量
备用飞行剖面
航程油量
等待油量 备份油量
停机坪
松刹车 起飞机场
进近
复飞 接地 目的地机场
备降机场
3、飞机各种重量的关系
（1）最大起飞重量（MTOW）：飞机在跑道头开始起动的重 量，是飞机结构允许的最大总重量。
（2）最大着陆重量（MLW）：飞机在着陆时允许的最大重量 。应考虑着陆时对飞机的冲击。
减速
下降速度 250 kt（ATC 限制）
10000 ft
减速到进近速度
1500ft
着陆
1、飞机的飞行阶段和性能—进近和着陆阶段
进近阶段:从规定点开始，在管制员指挥下沿规定路径减速 ，下降对准跑道的过程，该过程到飞机以50英尺高度飞越 跑道头。
50 英尺
V=0
着陆距离
各飞行阶段飞行事故比例
2、飞行剖面
飞行剖面是飞机完成一次飞行任务各个阶段的飞行轨迹(航 迹)在垂直剖面上的投影图形，是飞机在不同时间(或距离） 上的高度所表示出来的图形。它是飞行计划的依据和基础。
标准的飞行剖面
航程油量
滑行 油量
停机坪
松刹车 起飞机场
进近
接地 目的地机场
第二章民用航空器
第七节 飞机的性能
（1）parking
（2）pushback and start up
（3）taxi
（4）take off
（5）climb
（6）cruise
（7）approach
（8）landing
飞机的飞行过程
1、飞机的飞行阶段和性能—起飞
起飞---从跑道端从刹车开始，到飞机 离地面1500ft（450m），是飞机起 飞阶段。
航路备份 油量
滑行 油量
备用飞行剖面
航程油量
等待油量 备份油量
停机坪
松刹车 起飞机场
进近
复飞 接地 目的地机场
备降机场
3、飞机各种重量的关系
（1）最大起飞重量（MTOW）：飞机在跑道头开始起动的重 量，是飞机结构允许的最大总重量。
（2）最大着陆重量（MLW）：飞机在着陆时允许的最大重量 。应考虑着陆时对飞机的冲击。
减速
下降速度 250 kt（ATC 限制）
10000 ft
减速到进近速度
1500ft
着陆
1、飞机的飞行阶段和性能—进近和着陆阶段
进近阶段:从规定点开始，在管制员指挥下沿规定路径减速 ，下降对准跑道的过程，该过程到飞机以50英尺高度飞越 跑道头。
飞行性能
Tr = 1 1 ρV 2 SCD0 + AG 2 / ( ρV 2 S ) = D0 + Di 2 2
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。
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)
等阶段。 • 着陆距离由着陆下滑距离和着陆滑跑距离组成。 ★★
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。
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。
民航概论民航飞机的运行和性能
Start of climb
climb at constant speed 250 kt (ATC limitation)
第二章 第七节民航飞机的运行和性能——飞机的飞行过程
1、飞机的飞行阶段和性能—巡航阶段
B
C
Climb speed (KIAS)
260
220
280
240
300
260
BC之间是飞机巡航阶段
500 ft min
中断起飞和继续起飞
第二章 第七节民航飞机的运行和性能——飞机的飞行过程
海拔 (米)
0 1000 2000 4000
气压 (毫米汞柱）
760 674.1 596.1 462.2
密度高度 (米)
4000
气压 (毫米汞柱）
密度高度 (米)
1000
气压 (毫米汞柱）
标准状况
温度
密度
(摄氏度) (千克/立方米）
第二章 第七节民航飞机的运行和性能——飞机的飞行过程 5、飞机的综合性能指标—安全与舒适
Taxi
Brake release DEPARTURE
approach
approach
Taxi
45 min
wheel touch down
DESTINATION
ALTERNATE
第二章 第七节民航飞机的运行和性能——飞机的飞行过程
3、飞机各种重量的关系
最大起飞重量（MTOW） 最大着陆重量（MLW） 最大无燃油重量（MZFW） 使用空机重量（OEW/DOW） 业载（Payload） 燃油重量
1、飞机的飞行阶段和性能—滑行和起飞 V1、VR和起飞距离
One Engine Inoperative
飞行性能与计划：7飞机的重量与平衡
飞行学院 FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE
后掠翼飞机油箱里的燃油同 时影响侧向和纵向平衡。
南京航空航天大学
飞行性能与计划
第 7 章飞机的载重与平衡
Flight Performance and Planning & Weight and Balance
重心位置对飞 机纵向平衡和横 侧平衡的影响
7.1 概述 7.1.1 稳定性与平衡控制
重心位置对飞机纵向平衡和横侧平衡的影响
侧向失衡影响左右机翼重量，通 过倾斜副翼可以进行调整。额外升 力带来额外的阻力，使飞机的飞行 效率降低。
附加升力和阻力
附加重力
不均匀的燃油负载或消耗能破坏飞机的侧向平衡。通常不计算一架飞 机的侧向重心的位置，但飞行员必须能意识到侧向不平衡引起的负效应。 不过，通过使用副翼配平片来确保更重一边的燃油能被先使用，以达到平 衡飞机的目的(见图)。配平片通过倾斜副翼，在更重一边产生额外的升力， 但同时也产生额外的阻力，使飞机的飞行效率降低。
7.1 概述
按照规章的相关要求，科学合理地控制飞机的重量和平衡，是保障 飞机安全飞行的一个关键环节。因此必须确保飞机合理的运行重量，并 将重心配置和控制在规定的范围内。飞机的载重与平衡控制的核心是通 过有效的手段控制飞机的重量和重心的位置，确保在飞机飞行过程中， 其在允许的范围内,保障飞行安全。因此飞机的载重与平衡问题即是重量 和重心的控制问
飞行学院 FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE
南京航空航天大学
飞行性能与计划
第 7 章飞机的载重与平衡
Flight Performance and Planning & Weight and Balance
7.1 概述 7.1.1 稳定性与平衡控制
后掠翼飞机油箱里的燃油同 时影响侧向和纵向平衡。
南京航空航天大学
飞行性能与计划
第 7 章飞机的载重与平衡
Flight Performance and Planning & Weight and Balance
重心位置对飞 机纵向平衡和横 侧平衡的影响
7.1 概述 7.1.1 稳定性与平衡控制
重心位置对飞机纵向平衡和横侧平衡的影响
侧向失衡影响左右机翼重量，通 过倾斜副翼可以进行调整。额外升 力带来额外的阻力，使飞机的飞行 效率降低。
附加升力和阻力
附加重力
不均匀的燃油负载或消耗能破坏飞机的侧向平衡。通常不计算一架飞 机的侧向重心的位置，但飞行员必须能意识到侧向不平衡引起的负效应。 不过，通过使用副翼配平片来确保更重一边的燃油能被先使用，以达到平 衡飞机的目的(见图)。配平片通过倾斜副翼，在更重一边产生额外的升力， 但同时也产生额外的阻力，使飞机的飞行效率降低。
7.1 概述
按照规章的相关要求，科学合理地控制飞机的重量和平衡，是保障 飞机安全飞行的一个关键环节。因此必须确保飞机合理的运行重量，并 将重心配置和控制在规定的范围内。飞机的载重与平衡控制的核心是通 过有效的手段控制飞机的重量和重心的位置，确保在飞机飞行过程中， 其在允许的范围内,保障飞行安全。因此飞机的载重与平衡问题即是重量 和重心的控制问
飞行学院 FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE
南京航空航天大学
飞行性能与计划
第 7 章飞机的载重与平衡
Flight Performance and Planning & Weight and Balance
7.1 概述 7.1.1 稳定性与平衡控制
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。
高超声速飞行器的飞行特性
2 tan o 1 g o ro 2 cos r p ro sin o
p ro Vo cos o
2．将极坐标换成笛卡尔坐标，并设
a 1 - 2 / r 1 cos
2 Vo sin o cos o g o ro sin o
a 1 2
(2.1.18)
以及气动加热的热流率
V 3 2 m ( V) 1 V q 2 VC 在地面时，即 V / V 时， .因此 g g max C 0 2W K V K q SC L
m 3 m 2 m
(2.1.19)
0, g go , 0 ,
2 VC
gr ,
升力参数: W / SC L 常数 , 升阻比: L / D 常数
于是可得在平衡滑翔时高度与速度的关系： 1 2 2 (2.1.15) L V V W
1 2 W 2 SC V L C
W mg
L V2 V cos 1 g W g r
（2.1.3)
V D / W sin g • 以h表飞行器的飞行高度，可以导出
(2.1.4)
V sin h r V cos r
(2.1.5)
L C LSV 2 / 2 D C DSV 2 / 2 – (2.1.6)给出以下定义：
(2.1.6)
W C DS
弹道参数
(2.1.7)
W C LS
升力参数
(2.1.8)
4．当确定了 W / S , CL , CD ，以及初始条件 i , Vi , h i 及 i，飞行轨迹亦可求得。 5．飞行剖面： 应用(2.1.5)可给出再入飞行器飞行高度与速度的相关曲 线——飞行剖面。
民航飞机的性能
16
第二章 第七节民航飞机的性能
17
18
第二章 第七节民航飞机的性能
三、飞行性能
起飞性能 爬升性能 巡航性能 着陆性能
19
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第二章 第七节民航飞机的性能
1、起飞性能
密度高度 总重和平衡 风向 跑道道面
20
第二章 第七节民航飞机的性能
总重和平衡
Z
2.540m
18.850m 17.8015m
25%RC
10
第二章 第七节民航飞机的性能
1、飞机的飞行阶段和性能—巡航阶段
B Climb speed (KIAS)
260 280 300
C
220 240 260
BC之间是飞机巡航阶段
11
第二章 第七节民航飞机的性能
1、飞机的飞行阶段和性能—巡航阶段
PA
Real cruise
weight
巡航高度的选择
12
飞行高度
飞行高度主要受发动机性能的影响 通常喷气式飞机的巡航高度在9000~13000米，
活塞式发动机飞机的巡航高度在5000米左右
23
第二章 第七节民航飞机的性能
着陆性能
保证飞机的进近姿态和航路的正 常
保持正确的进近速度（襟翼、缝 翼）
24
第二章 第七节民航飞机的性能 4、飞机的经济性能
燃油利用率 维修性和可靠性 适应性 飞机的初成本
25
第二章 第七节民航飞机的性能
5、6、飞机的安全性与舒适性
26
27
第二章 民用航空器
第七节 民航飞机的性能
第二章 第七节民航飞机的性能 飞行计划和飞行剖面 业载航程图 飞行性能 经济性能 安全性 舒适性
第二章 第七节民航飞机的性能
17
18
第二章 第七节民航飞机的性能
三、飞行性能
起飞性能 爬升性能 巡航性能 着陆性能
19
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第二章 第七节民航飞机的性能
1、起飞性能
密度高度 总重和平衡 风向 跑道道面
20
第二章 第七节民航飞机的性能
总重和平衡
Z
2.540m
18.850m 17.8015m
25%RC
10
第二章 第七节民航飞机的性能
1、飞机的飞行阶段和性能—巡航阶段
B Climb speed (KIAS)
260 280 300
C
220 240 260
BC之间是飞机巡航阶段
11
第二章 第七节民航飞机的性能
1、飞机的飞行阶段和性能—巡航阶段
PA
Real cruise
weight
巡航高度的选择
12
飞行高度
飞行高度主要受发动机性能的影响 通常喷气式飞机的巡航高度在9000~13000米，
活塞式发动机飞机的巡航高度在5000米左右
23
第二章 第七节民航飞机的性能
着陆性能
保证飞机的进近姿态和航路的正 常
保持正确的进近速度（襟翼、缝 翼）
24
第二章 第七节民航飞机的性能 4、飞机的经济性能
燃油利用率 维修性和可靠性 适应性 飞机的初成本
25
第二章 第七节民航飞机的性能
5、6、飞机的安全性与舒适性
26
27
第二章 民用航空器
第七节 民航飞机的性能
第二章 第七节民航飞机的性能 飞行计划和飞行剖面 业载航程图 飞行性能 经济性能 安全性 舒适性
飞行员理论培训课程-飞行性能与计划
飞行培训课程体系
中国民航管理干部学院 Civil Aviation Management Institute of China
温度比、压强比、密度比
温度比： T
T0
压强比： P
P0
密度比： 0
因为三个比值只跟高 度有关，因此人们将 比值计算好，列成表 格，即为国际标准大 气表，可通过表格中 的数值计算相应高度 的温度、压强和密度。
飞行培训课程体系
中国民航管理干部学院 Civil Aviation Management Institute of China
飞行性能研究的范围和方法
飞行性能属于飞行力学的一部分，它的主要任务是研 究飞机飞行包线、巡航性能、机动性能、起飞着陆性 能。
研究的方法是：假如飞机为一质点，其上作用有空气 动力、重力以及发动机推力，并且假定在各种飞行状 态下饶飞机中心的力矩平衡。在这些假定条件下，确 定飞机在空中和地面的各种运动特性，如飞机的最大 飞行速度、最小飞行速度，各种安全限制速度、飞行 高度、飞行距离、各种机动飞行性能以及起飞着陆性 能等，同时考虑影响这些性能的因素。
绪论
通用航空学院 General Aviation Academy of CAMIC
飞行培训课程体系
中国民航管理干部学院 Civil Aviation Management Institute of China
何为性能
是指机械、器材、物品所具有的性质和功能。 进一步，性能还与经济相关…
通用航空学院 General Aviation Academy of CAMIC
通用航空学院 General Aviation Academy of CAMIC
飞行培训课程体系
中国民航管理干部学院 Civil Aviation Management Institute of China
飞行性能与计划
确保飞行安全
飞行计划
综上所述，飞行性 能与计划是航空飞 行中非常重要的环
节
01
飞行员和航空公司需 要充分了解航空器的 性能，制定合理的飞 行计划，确保飞行安
全、高效
02
同时，也需要不断关 注天气、机械等各方 面的情况，及时调整 飞行计划，以应对可 能出现的突发情况03-来自20XX 感谢大家倾听
20XX
飞行性能与 计划
-
飞行性能
目录
飞行计划
1
飞行性能
飞行性能
飞行性能主要指航空器在 飞行过程中表现出的各种
性能，包括但不限于
飞行性能
爬升性能：航空器在 垂直方向上的运动能 力，包括最大爬升率
、爬升时间等
巡航性能：航空器在 稳定飞行状态下的速 度、高度、耗油量等
续航性能：航空器在 油量耗尽前的最长飞 行时间，取决于飞行 速度、耗油量等因素
装载与平衡：根据飞行任务和航空器的类型，合理装载货物和乘客，并确保航空器的 重心在安全范围内
飞行计划
3
4
5
维修与保养：根据航空器 的维修计划，确保航空器 在飞行前进行检查和保养，
确保其正常运行
紧急情况预案：制定紧急 情况下的应对措施，包括 机械故障、气象条件突变、
乘客紧急情况等
环境因素：考虑飞行过程 中可能遇到的环境因素， 如气流、噪音、辐射等，
飞行计划
制定飞行计划的过程需要考虑多种因素，包括天气条件、航空器性能、运营成本等。飞行 员需要根据飞行计划来操作航空器，确保安全、高效地完成飞行任务。同时，航空公司也 需要根据飞行计划来评估运营成本、安排航班时间等 除了以上提到的飞行性能和飞行计划，还有其他的方面也需要考虑
通信与导航：确保飞行员与地面控制中心、其他飞机以及紧急服务之间的通信畅通， 同时需要使用导航设备确保飞机在正确的航线上
飞行计划
综上所述，飞行性 能与计划是航空飞 行中非常重要的环
节
01
飞行员和航空公司需 要充分了解航空器的 性能，制定合理的飞 行计划，确保飞行安
全、高效
02
同时，也需要不断关 注天气、机械等各方 面的情况，及时调整 飞行计划，以应对可 能出现的突发情况03-来自20XX 感谢大家倾听
20XX
飞行性能与 计划
-
飞行性能
目录
飞行计划
1
飞行性能
飞行性能
飞行性能主要指航空器在 飞行过程中表现出的各种
性能，包括但不限于
飞行性能
爬升性能：航空器在 垂直方向上的运动能 力，包括最大爬升率
、爬升时间等
巡航性能：航空器在 稳定飞行状态下的速 度、高度、耗油量等
续航性能：航空器在 油量耗尽前的最长飞 行时间，取决于飞行 速度、耗油量等因素
装载与平衡：根据飞行任务和航空器的类型，合理装载货物和乘客，并确保航空器的 重心在安全范围内
飞行计划
3
4
5
维修与保养：根据航空器 的维修计划，确保航空器 在飞行前进行检查和保养，
确保其正常运行
紧急情况预案：制定紧急 情况下的应对措施，包括 机械故障、气象条件突变、
乘客紧急情况等
环境因素：考虑飞行过程 中可能遇到的环境因素， 如气流、噪音、辐射等，
飞行计划
制定飞行计划的过程需要考虑多种因素，包括天气条件、航空器性能、运营成本等。飞行 员需要根据飞行计划来操作航空器，确保安全、高效地完成飞行任务。同时，航空公司也 需要根据飞行计划来评估运营成本、安排航班时间等 除了以上提到的飞行性能和飞行计划，还有其他的方面也需要考虑
通信与导航：确保飞行员与地面控制中心、其他飞机以及紧急服务之间的通信畅通， 同时需要使用导航设备确保飞机在正确的航线上
飞机基本飞行性能课件
H X 曲线右移 P ky 曲线下移
P
H增加
Vmin.p
H , Vmin. yx
M
H , 则Vmin , M min H
低空受Vminyx 约束 高空受Vminp约束
升力限制
推力限制
Mmin
飞机定常平飞性能
确定Vmin的步骤
2G 1 1) 取几点 M , 由 C y a2S M 2 得 C ypx，及 C y max M，绘制在 已知 C ypx M 曲线上，而曲 线交点为 M min . px
下滑时通常减小油门， 若推力为零则称为滑 翔。 θ X
H（km） 0 5 10
（kg/m3） a
1.225 0.736 0.413 340.3 320.5 299.5
15
20
0.194
0.088
295.1
295.1
飞机定常平飞推力特性 平飞需用推力随飞行高度的变化规律
X 0 ~ V 曲线向右下移动 1) H M yl X i ~ V 曲线向右上移动
-1
200
250
Vymax / ms
飞机的定直上升性能
4. 最短上升时间
如果飞机上升过程中，在不同高度下均以Vyks飞行，则达到 预定高度的时间最短
dH 从 H1 H 2 ,dt Vy max
可得
1/Vymax
tmin
H2
H1
dH Vy max
H H1 H2 Hmax.ll
可由数值积分／图解积分求得。
X
1 X 0 Cx 0 M S ( a 2 ) 2 A 2m2 g 2 1 Xi 2 ( )( 2 ) M S a
P
H增加
Vmin.p
H , Vmin. yx
M
H , 则Vmin , M min H
低空受Vminyx 约束 高空受Vminp约束
升力限制
推力限制
Mmin
飞机定常平飞性能
确定Vmin的步骤
2G 1 1) 取几点 M , 由 C y a2S M 2 得 C ypx，及 C y max M，绘制在 已知 C ypx M 曲线上，而曲 线交点为 M min . px
下滑时通常减小油门， 若推力为零则称为滑 翔。 θ X
H（km） 0 5 10
（kg/m3） a
1.225 0.736 0.413 340.3 320.5 299.5
15
20
0.194
0.088
295.1
295.1
飞机定常平飞推力特性 平飞需用推力随飞行高度的变化规律
X 0 ~ V 曲线向右下移动 1) H M yl X i ~ V 曲线向右上移动
-1
200
250
Vymax / ms
飞机的定直上升性能
4. 最短上升时间
如果飞机上升过程中，在不同高度下均以Vyks飞行，则达到 预定高度的时间最短
dH 从 H1 H 2 ,dt Vy max
可得
1/Vymax
tmin
H2
H1
dH Vy max
H H1 H2 Hmax.ll
可由数值积分／图解积分求得。
X
1 X 0 Cx 0 M S ( a 2 ) 2 A 2m2 g 2 1 Xi 2 ( )( 2 ) M S a
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、业载航程图
航空运输的飞行任务是由飞行剖面图确定的，而 对于航空公司来说这个任务的核心是把一定量的载 荷（业载）送到一定距离外的地方，这个距离就是 航程。 航程、业载和飞机的重量及燃油量相互之间有紧密 的关系，表明这种关系的就是航程——业载曲线。
二、业载航程图
1、飞机的重量定义
1）最大起飞重量 是飞机在跑道端开始启动的重量。它是起飞时结构能允许的最 大总重量。 2）最大着陆重量 是飞机在着陆时允许的最大着陆重量，它要考虑着陆时的冲击 对飞机结构的影响，大型飞机的最大着陆重量小于最大起飞重 量，对中小飞机来说两者差别不大。 3）最大无燃油重量： 是飞机没有燃油时的最大重量。
一、飞行计划和飞行剖面
由于飞行中可能出现各种 预想不到的情况如：天气的 变化使目的地机场不能降落 、机上出现意外事故，或是 要在机场上空等待等。 飞行剖面分为两个部分： 第一部分是上述的正常飞行 剖面，第二部分是备有计划 的飞行剖面，备用计划的飞 行剖面与正式计划的飞行剖 面相似，只是起飞变为复飞 ——进近失败后重新爬升、 以后是巡航、下降、进近和 着陆。
4.安全性与舒适性
进近指飞机进入着陆航线到着陆， 这是飞行剖面中的又一个操纵复杂 阶段，和起飞段对应，机场的各种 条件对飞行都有影响。
滑行阶段
飞行滑出跑道到停机处，整个飞行 任务完成。
一、飞行计划和飞行剖面
由于飞行中可能出现各种 预想不到的情况如：天气的 变化使目的地机场不能降落 、机上出现意外事故，或是 要在机场上空等待等。 飞行剖面分为两个部分： 第一部分是上述的正常飞行 剖面，第二部分是备有计划 的飞行剖面，备用计划的飞 行剖面与正式计划的飞行剖 面相似，只是起飞变为复飞 ——进近失败后重新爬升、 以后是巡航、下降、进近和 着陆。
一、飞行计划和飞行剖面
一、飞行计划和飞行剖面
飞机的每一次飞行都要 满足一定的飞行任务，根 据任务要求，按飞行规则 、气象、燃油消耗量，通 过计算，安排出飞行全过 程，这个安排就是飞行计 划； 飞行计划要体现出飞行 各个阶段的状况，表现这 种状况的一种主要方法就 是飞行剖面；
一、飞行计划和飞行剖面
二、业载航程图
1、飞机的重量定义
4）使用空机重量 飞机上除了燃油重量和业载之外的全部重量，包括空勤人员及 厨房座椅资料等全部服务所需的物品的重量。 5）业载 业务载荷，指飞机可以用来赚取利润的商业载荷。它包括三个 部分：
旅客：总重量=座位数×旅客平均重量。一般旅客平均重量按90公斤计算。 行李：在下层货物，占据一定的容积； 货物：在客机上和行李混装，由于行李是散装的，占体积较大，因而目前 货物多采用集装箱或集装盘以留出一定的容积，运装行李。
第二章 民用航空器
第七节 民航飞行的性能
一、飞行计划和飞行剖面
飞机的性能
狭义—飞机在飞行中各个飞行阶段的运动性能， 如速度、 广义—对民航飞机来说则包括飞机的可靠性、安 全性、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。
使用飞行剖面可以表现出 飞行在各个阶段的状况。飞 行剖面是飞机完成一次飞行 任务各个阶段的飞行轨迹在 垂直剖面上的投影图形。 横轴X是飞行的时间（距 离）； 纵轴Y是飞行的高度，整 个飞行中分为滑行、起飞、 爬升、巡航、下降、着陆几 个阶段。
一、飞行计划和飞行剖面
滑行阶段
飞机从停机坪启动到跑道端，这段 时间的长短取决于机场情况;
滑行阶段
飞机的起飞是整个飞行剖面中操纵 最复杂的阶段，单位时间的燃油消 耗量最大，它受到地面温度、海拨 高度及跑道长度的影响。
爬升阶段
这一段可分为两段，前一段是加速 度，使飞机的速度增大到爬升速度 ；后一段是爬升段，这一阶段的燃 油消量最大，一般用低速爬升以降 低油耗；
一、飞行计划和飞行剖面
进近和着陆阶段
（1）起飞性能
起飞滑跑距离和超障长度 影响因素：
密度、高度
总重和平衡
风向 跑道道面
（2）爬升性能
最佳爬升率 最佳爬升角
• 最佳爬升角 • 最佳爬升率 • 正常爬升
• 升限
（3）巡航性能
飞行速度
最大平飞速度
最大巡航速度
飞行高度
巡航高度
单发高度
（3）巡航性能
TRE
所需推力
可用推力
最大业载=最大无燃油重量-使用空机重量
二、业载航程图
2、业载—航程之间的关系
由于航程受到业绩、燃油、最大起飞重量、最大无燃油重量影响， 它们之间的关系用下面的曲线表示。
三、飞行性能
2、业载—航程之间的关系
由于航程受到业绩、燃油、最大起飞重量、最大无燃油重量影响， 它们之间的关系用下面的曲线表示。
Vmin
VE VMRC VLRC
Vmax
V
（4）着陆性能
最低进近速度
越低越好 着陆距离
五、飞机的综合性能指标
1.航程与业载
2.速度与高度 飞行速度：
最大平飞速度
经济巡航速度
飞行高度：
巡航高度 单发停车高度
3.经济性能
1. 2. 3. 4. 燃油利用率 维修性和可靠性 适应性 飞机的初成本