飞行力学综合作业(一) 飞机飞行性能计算

飞行力学综合作业（一）飞机飞行性能计算

学生姓名：姜南

学号：11051136

专业方向：飞行器设计与工程

指导教师：王衍洋

（2014年5月4日）

摘要

在给出飞机基本飞行参数的情况下，研究飞机的基本飞行性能对于了解并且掌握该飞机的相关信息是相当必要的。飞机的飞行性能主要包含了平飞性能、上升性能、续航性能、起落性能和其它的机动性能。在该报告中主要研究平飞性能和上升性能。

用简单推力法计算飞机的基本飞行性能，包括各高度上的航迹倾角γ和上升率V V，最大航迹倾角γmax和最快上升率V V.max，最大、最小平飞速度，以及最短上升时间。用C语言编写相关的计算程序，利用所给的有关数据完成计算并结合所学习的飞行动力学对所得的计算结果作出分析，将合理的结果写到报告中。再对影响飞行性能的主要参数——飞机的起飞质量作原质量的0.90-1.10倍的步长为0.01的改变，并与原来的计算结果作比较，定量直观的认识相关参数对飞行性能的影响程度，为以后的设计工作提供一定的参考。

目录

一、计算目的与内容 (1)

1、计算目的 (1)

2、计算内容 (1)

二、计算原理与方法 (2)

1、飞机质量m (2)

2、发动机可用推力T a (2)

3、平飞需用推力T R (2)

4、剩余推力∆T (2)

5、最小平飞速度V min和最大平飞速度V max (2)

6、航迹倾角γ和上升率V V (4)

7、理论静升限H max.a和实用静升限H max.s (4)

8、最短上升时间t c.min (4)

三、编程原理与方法 (5)

1、程序框架 (5)

2、函数调用 (5)

3、程序结构 (5)

（1）航迹倾角γ和上升率V V (5)

（2）最大航迹倾角γmax及对应速度Vγ和最快上升率V V.max及对应速度

V qc (6)

（3）最短上升时间t c.min (6)

（4）最小平飞速度V min和最大平飞速度V max (7)

四、计算过程与结果分析 (8)

1、原始数据 (8)

2、基本性能计算 (8)

（1）飞机质量m (8)

（2）可用推力T a (8)

（3）平飞需用推力T R (9)

（4）剩余推力∆T (11)

（5）升力系数C L (12)

（6）阻力系数C D (12)

（7）升阻比K (13)

（8）航迹倾角γ (14)

（9）上升率V V (16)

（10）最大航迹倾角γmax和最快上升率V V.max (17)

（11）理论静升限H max.a和实用静升限H max.s (19)

（12）最小平飞速度V min和最大平飞速度V max (20)

（13）飞行包线 (23)

（14）最短上升时间t c.min (23)

3、改变飞机起飞质量对飞机性能影响的计算 (24)

（1）升力系数C L (24)

（2）阻力系数C D (25)

（3）升阻比K (26)

（4）最大航迹倾角γ (27)

（5）最快上升率V V.max (28)

（6）最陡上升马赫数Mγ (29)

（7）快升马赫数M qc (31)

（8）最小平飞马赫数M min (32)

（9）最大平飞马赫数M max (33)

（10）飞行包线 (34)

（11）理论静升限H max.a (35)

（12）实用静升限H max.s (36)

（13）最短上升时间t c.min (37)

4、结论 (39)

5、有关讨论 (40)

附录 (41)

1、用三点抛物线求极值的方法 (41)

2、用三点抛物线插值的方法 (41)

3、使用抛物线插值求极值子函数 (41)

4、使用抛物线插值子函数 (42)

5、迭代法求M min.a程序 (42)

6、计算最短上升时间t c.min程序 (43)

参考文献 (45)

一、计算目的与内容

1、计算目的

巩固用简单推力法计算飞机基本飞行性能、以及续航性能和起飞着陆性能的

计算原理、方法和步骤，培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力。

2、计算内容

（1）计算F-16飞机当发动机以最大状态工作时，在H = 0m、3000m、6000m、9000m、11000m、13000m、15000m、18000m、20000m等9个高度上，M = 0.3、0.5、0.7、0.9、1.0、1.1、1.3、1.5、1.7、2.0等10个马赫数时的航迹倾角γ和上升率V V，并绘制各高度上γ 和V V随M 数变化的曲线；

（2）计算各高度上的最大航迹倾角γmax和与其相对应的最陡上升速度Vγ(或Mγ)，计算各高度上的最快上升率V V.max和与其相对应的快升速度V qc(或M qc)，绘制γmax 和V V.max随高度H 变化的曲线，并由该图确定理论升限max.a和实用升限max. ；

（3）计算各高度上的最大平飞速度V max(或M max)和最小平飞速度V m (或M m )；

（4）绘制由M m ~H，M max~H，Mγ ~H 和M qc~H 组成的飞行包线。其中M m ~H曲线要用由 .a决定的最小平飞速度M m .a随H 变化的曲线和由平飞需用推力曲线与可用推力曲线的左交点确定的最小平飞速度M m . 随H 变化的曲线来表示；

（5）计算该飞机当发动机以最大状态工作时从海平面上升到实用升限

的最短上升时间c.m 。

max.

（6）对飞机的起飞质量作原质量的0.90-1.10倍的步长为0.01的改变，定量计算其对飞机飞行性能的影响，并与原来的计算结果作比较。