平飞性能影响因素.pptx
无人机操控技术课件第3章飞行原理与性能第3节飞行性能【可编辑全文】
3.3 飞行性能
无人机飞行性能是描述飞机质心运动规律的性
能，包括飞机的飞行速度、飞行高度、航程、航时、
起飞和着陆性能等。与有人机不同的是，无人机几
乎涉及不到筋斗、盘旋、战斗转弯等机动性能，所
以不加以讨论。
3.3 飞行性能—高度
理论静升限：飞机能作水平直线飞行的最大高度。
实用静升限：飞机最大爬升率等于0.5m/s（亚声速飞机）
的，反之则称飞机是不稳定的。
3.1 稳定性
飞机的稳定性包括：纵向稳定、横向稳定、侧向
（航向）稳定。
3.1.1 机体坐标系
不论是固定翼、直升机、还
是多旋翼无人机，研究其稳定性
的时候首先要建立机体坐标系。
原点(0点)： 位于飞行器的
重心；
纵轴(0X轴)：位于飞行器参
考平面内平行于机身轴线并 指
向飞行器前方；
螺旋（尾旋）：飞机失速
后机翼自转，飞机以小半径的
圆周盘旋下降运动。
原因：飞机横向稳定性过弱，
航向稳定性过强，产生螺旋
不稳定。
改出：立即向螺旋反方向打
舵到底制止滚转。
3.1.6 航向与横向稳定性的耦合
荷兰滚（飘摆） ：非指令的时而左滚，时而
右滚，同时伴随机头时而左偏，时而右偏的现象。
原因：飞机的横向稳定性过强，而航向稳定性
3.1.2 姿态角—俯仰角
机体坐标系纵轴与水平面的夹角。抬头时，俯
仰角为正，否则为负。
3.1.2 姿态角—滚转角
机体坐标系立轴与通过机体纵轴的铅垂面间的
夹角，机体向右滚为正，反之为负。
3.1.2 姿态角—偏航角
机体坐标系纵轴与垂直面的夹角，机头右偏航
为正，反之为负。
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。
飞行力学第二章2.1~2.3
适用方法 简单推力法
2.2.1 定常直线上升性能
1. 上升角 和最大上升角 max
Ta TR W sin
1
剩余推力
Ta TR 1 1 T 1 T a sin ( ) sin ( ) sin ( ) W W W K 1 Tmax max sin ( ) T W
正常装载、 半油的飞 机重量
1)基本气动外形 2)给定发动机工作状态(加力、最大、额定等) 3)平均飞行重量或其它给定重量
求解方法
通过图解比较可用推力 (已知)和需用推 力 (由平飞条件L=W求出)得到飞机基本 性能特点。
•简单推力法：适用于喷气式飞机
•功率法：适用于螺旋桨飞机
2.1 平飞性能
2.1.1 平飞需用推力曲线
跨音 速飞 机
超音速 飞机
11km
取决于 曲线移 动快慢
Ma
分析
推力下降为主
Mamax
超音速飞机
1 Ta TR C D V 2 S Vmax 2
2Ta CD S
Ta H 11km , c , M , C D C D 0 H H 11km , c const , C D 0 const , 考虑C Di C 变化 D
确定方法
满油门(最大状态、部分加力、 全加力)的Ta ～Ma与TR ～Ma曲线 的右交点。 TR(D) Ta (开加力)
H给定
L=W TR=D
Ma> Mamax，不能等速平飞 Ma< Mamax，可等速平飞(收油门) Mamax Ma
Vmax ( Mamax ) ~H 关系
T H增加
亚音 H 速飞 机
飞行性能和飞行品质ppt演示课件(45页)
4、机动性能
（2）飞机的着陆 飞机的着陆同起飞相反，是一种减速运动。一般 可分为五个阶段：下滑、拉平、平飞减速、飘落 触地和着陆滑跑。
4、机动性能
在飞机飞行过程中，操纵方向舵，飞机则绕立轴转动，产生偏航运动。
降落之前，飞机大约在300m左右的高度上飞行 飞机从某一机场起飞，执行作战任务后再返回原机场，机场至该空域的水平距离就是作战半径。
• 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。
2、高度性能
• 升限（Hm)
• 飞机上升所能达到最大高度，叫做升限。“升限 高临下，取得主动权。
翼,同时发动机转速减小到最小转速,并使飞机转 简单地说就是指飞机从一种姿势快速转变到另一种姿势的能力。
降落之前，飞机大约在300m左右的高度上飞行员放下起落架,而在200m左右的高度上放下襟翼,同时发动机转速减小到最小转速,并使 飞机转入下滑状态。
入下滑状态。 战斗机的敏捷性是关于飞机机动性和机动能力变化的综合评价，是飞机改变机动状态和转换机动平面的能力。
• 飞机的升限有两种。一种叫理论升限，它指爬升率等于 零时的高度，没有什么实际的意义；常用的是实用升限。 所谓实用升限就是飞机的爬升率等于5m/s时的高度。 此外还有动力升限，它是靠动能向上冲而取得最大高度 的。一般创纪录的是指动力升限。
3、续航性能
• 航程（R）及续航时间 • 航程是指飞机一次加油所能飞越的最大距离。以
1、速度性能
2、高度性能
• 爬高升度率（（即飞vL行) 飞速机度的的爬垂升直率分是量指）单，位其时单间位内是飞m/机m所in或上m升/的s。 • 爬升率大，说明飞机爬升的快，上升到预定高度所需的时
民用机飞行原理——平飞
（二）平飞所需速度与迎角的关系
在小于临界迎角的范围内,迎角增大升力 系数增大,平飞所需速度减小。平飞中, 每一 个迎角对应一民用个机平飞飞行原所理需—速—平度飞。
（三）真空速和表速
真空速：飞机相对于空气的真实速度。 表速：飞机空速表上指示的速度。动压不
变，表速也就不变。 领航计算中民需用机要飞用行真原理速—。—飞平飞行操纵则需要
的稳定平飞速度，就是飞机在该高度上的最大平飞速度。 平飞 最大速度是理论上飞机平飞所能达到的最大速度，而并不是飞机 实际的最大使用速度，由于飞机强度等限制，最大使用速度比平 飞最大速度可能要小民。用机飞行原理——平飞
比如三叉戟飞机，在海平面， 标准大气，全收状态下，平飞 最大速度为480海里/小时，而 最大使用速度则规定为365海 里/小时。
N平需=P平需·V平需/75(马力)
式中: N平需—平飞所需功率; P平需—平飞 所需拉民力用;机V飞平行需—原理平—飞—所平飞需速度
平飞所需功率,决定于平飞所需拉力和 平飞速度。其中任何一个因素变大,都会 引起平飞所需功率增大。
五、平飞性能
（一）最大平飞速度 在一定的高度和重量下，发动机加满油门时，飞机所能达到
知道表速，以便判断飞行姿态(迎角)。
三、平飞所需拉力（或推力）
在平飞中，要保持速度不变，拉力(或推
力)应与飞机阻力相等，为克服飞机阻力
所需的拉力(或推力)叫平飞所需拉力(或
推力)。 (P民平需用)机飞行原理——平飞
根据
G=Y
P平需=X
K=Y/X
可得 P平需=G/K
平飞所需拉力与飞机重量成正比，与飞机的升 阻比成反比。
二、平飞所需速度
飞机保持平飞需要有足够的升力,以平衡飞机的重力。为 产生这个升力所得的速度,叫平飞所需速度。 （一）影响平飞所需速度的因素
四 飞行性能PPT课件
B
小理论速度。为保证安全，一般不
允许在α临界状态下飞行。而采用允
许升力系数Cy：
Cy=(0．82—0．85)Cy临界，与对
应的平飞速度，就是实际使用的最
小平飞速度。
Vmin
Vmin
.
P可用 A
Vmax
Vmax VI
21
III.最小阻力速度
平飞所需拉力最小的速度， P
vMD平飞最小阻力速 度在平飞所需拉力曲线的最
C
8°
2°
增大，剩余拉力先增
6°
大后减小。
40 Vmin VMP VMD
Vmax
VI
80 120 160 200 240 260
.
17
④ 平飞功率曲线和剩余功率
油门增加，可用功 N 率曲线上移；速度增 加，可用拉力减小。
120
同一油门下，以最 小阻力速度飞行时， 对应的剩余功率最 大。
A N可用
100
① v平飞计算公式和影响因素
G
Y
CY
1 2
V
2
S
2G
V平飞 CY S
.
6
●v平飞的主要影响因素
V平飞
2G
CYS
➢ 飞机重量越大，v平飞越大 ➢ 升力系数越大， v平飞越小
.
7
平飞所需速度与飞机重量、升力系 效、机翼面积和空气密度有关：
1、飞机重量； 2、升力系数； 3、空气密度； 4、机翼面积。
160
B △PMAX
120 16°
D
80
C
8°
6°
A
0° 2°
40
. Vmin VMP VMD
Vmax
《飞行原理》教学课件—飞平飞、上升、下降
主编:杨俊杨军利叶露第 5 章平飞、上升、下降CONTENTS目录 5.1平飞5.2 巡航性能5.3 上升 5.4 下降0103平 飞5.1（L）、重力（W）、拉力（P）和阻力（D）。
平飞时，飞机无转动，各力对飞机重心的力矩相互平衡，因此，以上各力均通过重心。
飞机平飞作用力1. 平飞所需速度计算公式和影响因素可看出，影响平飞所需速度的因素有飞机重量、机翼面积、空气密度、升力系数。
2. 真速、指示空速、校正空速、当量空速真速是飞机相对于空气的真实速度，以vT 表示，其缩写形式为 TAS。
指示空速（表速）是飞机上空速表指针指示的空速，以 vI 表示，其缩写形式为 IAS。
校正空速（校正表速）是指示空速修正了仪表误差和位置误差后得到的空速，以 vC 表示，其缩写形式为 CAS。
当量空速是指示空速修正了所有误差后得到的空速，以vE 表示，其缩写形式为 EAS。
1）平飞所需拉力的计算阻比成反比。
即飞行重量越重，平飞所需拉力越大；升阻比越小，平飞所需拉力越大。
1. 平飞所需拉力2）平飞所需拉力曲线平飞所需拉力曲线从图中可看出，随着平飞速度增大，平飞所需拉力先减小，随后又增大。
这是因为：平飞速度增大，其对应的迎角减小，在临界迎角到有利迎角的范围内，迎角减小，升阻比增大，则平飞所需拉力减小；在小于有利迎角的范围内，迎角减小，升阻比减小，则平飞所需拉力增大。
以有利迎角平飞，升阻比最大，则平飞所需拉力最小。
2. 平飞所需功率根据平飞所需功率的定义，其计算公式为随着平飞速度增大，平飞所需功率先是减小，而后又增大。
这是因为：从临界迎角对应的最小速度开始，随着平飞速度增大，起初，由于平飞所需拉力的急剧减小，平飞所需功率迅速减小，及至平飞速度增大到一定程度之后，随着平飞速度继续增大，虽然平飞所需拉力仍旧减小，但其减小的变化量小于速度增大的变化量，故平飞所需功率增大。
当飞行速度大于最小阻力速度后，随着平飞速度增大，平飞所需拉力也增大，所以平飞所需功率显著增大。
飞机基本飞行性能课件
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
飞行原理与性能(课堂PPT)
大气物理性质
7
气体特性
8
9
10
11
12
13
14
流动气体基本规律-伯努利方程
15
16
17
18
机翼的效率受翼型的影响极大，在一定程度上是受翼型弯度的影响和厚度的影响。
19
20
21
22
23
扭转角
24
升力的产生
25
在机翼上，压力最高的点也就是所谓的驻点，在驻点处是空气与前缘相 遇的地方。这点是空气相对于机翼的速度减小到零的点。
加速度 向内
（向心 力）
惯性向 外
（离心 力）
53
力的分解
一个水平飞行的动力模型受到许多施加在它每个部分的力的影响， 但是所有的这些力都可以按作用和反作用分成4个力
54
飞行性能
能飞多高？ 能飞多快？ 能飞多远？
55
56
最大飞行速度
57
最小飞行速度
58
巡航飞行速度
59
60
61
62
63
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39Βιβλιοθήκη 404142
43
摩擦阻力
44
45
影响摩擦阻力的因素
46
压差阻力
47
诱导阻力
48
干扰阻力
49
减小阻力的措施
50
平衡-牛顿定律
如果一个物体处于平衡状态，那么它就有保持这种平衡状态的趋势。所有 施加在平衡物体上的外力都是平衡的，不会有任何改变其状态或往任何方 向加速或减速的趋势存在
平飞力学
收藏查看我的收藏61有用+118平飞编辑目录1概念2平飞力的分析3平飞所需速度4平飞所需拉力及效力曲线5平飞功率曲线1概念编辑飞机作水平等速、直线飞行,叫平飞。
平飞是最基本的飞行状态。
2平飞力的分析编辑Y＝GP＝X式中:Y—升力;G—飞机重力,垂直于地面;P—螺旋桨推(拉)力;X—飞机的阻力飞机维持平飞,除上述各力平衡外,各力绕重心的力矩也应平衡飞机不绕重心旋转(图1—3—1)。
3平飞所需速度编辑飞机保持平飞需要有足够的升力,以平衡飞机的重力。
为产生这个升力所得的速度,叫平飞所需速度。
1.影响平飞所需速度的因素平飞中:G=1/2CyρV平飞2SV平飞=√(2G/CyρS)飞机重量(G):飞机重量大,则所需升力大。
平飞所需速度大。
空气密度(ρ):空气密度小则升力小平飞所需速度大。
机翼面积(S):机翼面积大则升力大,平飞所需速度则小。
升力系数(Cy):升力系数大则升力大,平飞所需速度小。
在实际飞行中,飞机重量、机翼面积及同高度时的空气密度均可看成相对不变, 平飞所需速度主要随迎角变化。
2．平飞所需速度与迎角的关系在小于临界迎角的范围内,迎角增大升力系数增大乎飞所需速度减小。
平飞中, 每一个迎角对应一个平飞所需速度。
4平飞所需拉力及效力曲线编辑飞机保持平飞,克服飞机阻力所密的拉力,叫平飞所需拉力(P平飞)根据G=YP平飞=XK=Y/X可得 P平飞=G/K平飞所需拉力飞机重量和迎角有关。
平飞所需拉力随迎角变化,而平飞时每一个迎角对应一个速度。
所以,当飞行重量一定时,平飞所需拉力随速度变化。
这种变化关系,可用平飞拉力曲线表示出来,图 1—3—2。
为某飞机平飞拉力曲线,将平飞拉力曲线和螺旋桨可用拉力曲线绘制在一起。
通过它可以看出飞机的平飞性能。
在平飞拉力曲线中看出:随平飞速度增大,迎角相应减小;平飞所需拉力先是减小,后是增大。
1．平飞最大速度发动机以最大功率工作时,飞机平飞能达到的速度,就是平飞最大速度。
螺旋桨可用拉力曲线与平飞拉力曲线的交点所对应的速度,就是平飞最大速度。
第二 飞机性能工程 分析性能的方法PPT课件
CL
CL
d D W 2BCLCL A BCL2 0
d CL
CL2
BCL2 A 0
A CL B
VGD
2W
SW
A B
第21页/共46页
§1 推力法
6、最大航程速度(**不要求**)
求最大航程的速度和迎角：
SR nam V lb WF
V TSFC • D
V D
•1 TSFC
§1 推力法
1、定常平飞需用推力曲线
Four forces act on aircraft
第1页/共46页
§1 推力法
1、定常平飞需用推力曲线
dX V cos 0
dt
dh V sin 0
dt
FN D W sin 0
L W cos 0
第2页/共46页
§1 推力法
1、定常平飞需用推力曲线
第16页/共46页
§1 推力法
4、特征点
最大速度（推力）： 高度影响 重量影响
第17页/共46页
§1 推力法
4、特征点
最小阻力速度： 重量的影响 高度（Ve、VT）的影响 两个速度区
第18页/共46页
§1 推力法
5、久航速度
WF TSFC • D
燃油消耗率为常 数时，阻力最小，则 燃油流量最小。给定 燃油量情况下，飞机 可以平飞的航时最长。
§1 推力法
3、可用推力曲线
Fav
发动机的净推 力曲线。
在飞行中发动 机实际能够提供用 于推动飞机前进的 推力。
高度升高
V
第12页/共46页
§1 推力法
3、定常飞行状态的确定
推力曲线： 剩余推力：
5、飞行力学第二章2.1-2.3
L=W TR=D
Ma> Mamax，不能等速平飞 Ma< Mamax，可等速平飞(收油门) Mamax
共61页 飞行器飞行力学
Ma
16
Vmax ( Mamax ) ~H 关系 T H增加 H
亚音速 跨音速 超音速 飞机 飞机 飞机
11km 取决于 曲线移 动快慢 Ma
分析
1 Ta = TR = C D ρV 2 S ⇒ Vmax = 2
共61页 飞行器飞行力学 6
求解方法
通过图解比较可用推力 (已知) 和需用推力 (由平飞条件L=W求 出)得到飞机基本性能的方法。
2.1.1 飞机定常平飞需用推力曲线
一、基本定义和计算公式 定义
Thrust Required 飞机在一定高度、一定速度作定常平飞时，所需 要的发动机推力，称为定常平飞需用推力TR。
C D 0 ∝ 1 / Ma 2 − 1，D0 ∝ Ma ，Di 所占比重很小
共61页 飞行器飞行力学
Ma
10
综合
Ma ↑ ， TR 先 ↓
Ma = Ma .opt，D0 = Di，
TR
D0 Di
TR 最小，K = K max
Ma继续 ↑ ， TR ↑
Ma.opt Macr
1.3
Ma
Ma > Macr 后， TR ↑↑
CD
常规迎角下，飞机在一定的高度作定直平飞时，一定的速 说明 度与一定的迎角和推力相对应，迎角随速度的增加而减小
共61页 飞行器飞行力学 8
二、平飞需用推力的组成及变化规律
TR = D = D0 + Di
2
CL =
1 = (C D0 + AC L ) ρV 2 S 2 1 AW 2 = C D0 ρV 2 S + 1 2 ρV 2 S 2
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表速
理论升限 真速
VI 0 VMIN
7
（3）飞行包线
将平飞最小速度与平飞最大速度随高度的变化绘在同一坐标系下，得到 的曲线称飞行包线。飞行包线面积越大，飞机的飞行范围就越广。
H 理论升限
可用速度范围
vmin
可用速度范围 失速边界
vmax
拉力边界
8
0
VMP
VI
● 飞机的飞行包线示例
AH-64 Apache
9
Airbus A-300 Lockheed C-130J
Lockheed F-16C
结构限制
飞机机电设备维修专业教学资源库
Aircraft Maintenance Engineering Teaching Resource Library
力大。因此，所需拉力 曲线上的 200
每一点（对应一迎角）均向上（阻 160 力大）向右（速度大）移动。因此，
重量增加， vmax减小。
120
80
40 80
W2>W1 P可用满
W2 W1
P平需
120 160
200
Vmax2 Vmax1 VI
240
260
2
● vmax随飞行高度的变化
高度增加，密度减小，发 动机功率降低，可用拉力曲 线下移；高度增加，保持相 同表速飞行，动压不变，阻 力不变，需用拉力曲线不变。 高度增加， vmax减小。
260
5
（2）平飞最小速度随高度的变化
低空飞行时，（发动机功率足 P
够）最小平飞速度不随高度而变，
为失速速度。
P可用
高度上升到某一值时，满油门
可用拉力曲线降低到与需用拉力
曲线左端点相交，超过这一高度
B
后，平飞最小速度随高度增加而
增大。
Vmin Vmin
6
A VI
平飞最小速度随高度的变化
H
高度增加，某一高度以下，vmin (IAS)不变，等于失速速度，某一高度 以上，vmin(IAS)增大 ；
飞机机电设备维修专业教学资源库
Aircraft MainteБайду номын сангаасance Engineering Teaching Resource Library
平飞性能影响因素
2、平飞性能变化及影响因素
（1）平飞最大速度的变化
● vmax随重量的变化
P
重量增加，同一迎角下只能增速，
才能产生更大的升力，速度大，阻
4
● vmax随气温的变化
气温增加，密度降低，发动机功率降低，可用拉力曲线下移。密度 变化，按表速飞行时， 影响阻力大小，需用拉力曲线不移动。因此， 温度增加，平飞最大速度减小。
P
200
T2>T1 P可用满
P平需
160
T1
120
T2
80
40
Vmax2 Vmax1 VI
80
120 160
200
240
版权所有 谢谢
P
200 160 120
80
40 80
海平面(H=0)
10000英尺 20000英尺 30000英尺
P可用
120
Vmax4 Vmax3 Vmax2 Vmax1 VI
160
200
240
260
3
● vmax随飞行高度的变化
高度增加，平飞最大速度IAS减 小，平飞最大真速TAS也减小。在 理论升限，减小到最小功率速度。