航空器巡航性能

➢ CI越小：燃油成本更重要，相同条件下速度越小；
➢ CI应当由商务部门确定。当输入的CI有偏差时会使飞行成本增加， 但不太明显。如果无法确定CI，最好输入偏小的CI，而不要输入过大 的CI。
问题： MRC对应的M数与经济巡航M哪个大？
Page 29
飞机性能工程
巡航性能
6.2 巡航类型
6.2.5 经济巡航（最低成本巡航）
当M数、重量不变时，燃油里程随飞行高度的变化表明在较高
高度上有一个最大的燃油里程。在该高度上巡航最省油，航程长。
Page 37
飞机性能工程
6.3 巡航高度
6.3.1 最佳巡航高度
在一定的巡航 方式下，最佳高度 随飞机重量增大而 减小。
巡航性能
最佳高度随飞机重量的变化曲线：
Page 38
飞机性能工程
巡航性能
Page 16
飞机性能工程
6.2 巡航类型
6.2.2 高度不变的最大航程巡航方式MRC
巡航性能
飞行高度增加，MRC速度也增大。
Page 17
飞机性能工程
6.2 巡航类型
6.2.2 高度不变的最大航程巡航方式MRC
风速影响到MRC速度大小。
巡航性能
Page 18
飞机性能工程
6.2 巡航类型
飞机性能工程
巡航性能
6.2 巡航类型
6.2.2 高度不变的最大航程巡航方式MRC 燃油里程曲线：
SR nam V lb WF
V TSFC • D
V D
•1 TSFC
Page 15
飞机性能工程
6.2 巡航类型
6.2.2 高度不变的最大航程巡航方式MRC
重量越小，MRC速度也越小。
Page 24
飞机性能工程
6.2 巡航类型
6.2.5 经济巡航（最低成本巡航）
巡航性能
为使直接运营成本最低： 总成本=燃油成本×油量+小时成本×时间+固定成本
与飞行有关的航班总成本有燃油成本和时间成本组成：
C=CT+CF
与时间相关的成本包括:飞行机组；客舱机组；机体材 料/工时；发动机材料/工时；租赁费用
飞行过程中高度不断增加是不允许的。
Page 13
飞机性能工程
巡航性能
6.2 巡航类型
6.2.2 高度不变的最大航程巡航方式MRC
SR nam V lb WF
V TSFC • D
V D
•1 TSFC
当V/D最大时，
燃油里程最大，给 定燃油量情况下， 可以平飞航程最长。
Page 14
Page 35
飞机性能工程
巡航性能
6.3 巡航高度
6.3.1 最佳巡航高度
在一定的巡航方式下，使目标值最优的巡航高度即为最佳高度。 等马赫数巡航
LRC 经济巡航方式
Page 36
飞机性能工程
巡航性能
6.3 巡航高度
nam 1 CL 1 1 2
6.3.1 最佳巡航高度 lb W CD TSFC SW
巡航性能
(W nam) W V W V
CL Ma0 ;
lb
WF TSFC • D CD TSFC
(W
nam ) lb

M
CL CD

a0
TSFC
;
R

a0
TSFC

M
CL CD
ln
W始 W终
要获得远的航程： 载油量要多—W始/W终要大 飞机的气动特性要好----M（CL/CD）要大 发动机性能要求----燃油消耗率要小
飞机性能工程
巡航性能
第六章 巡航性能
Page 1
飞机性能工程
巡航性能
第六章 巡航性能
➢ 主要研究飞机从爬升顶点到下降开始点之间的平飞巡航性能。
➢ 研究的问题：
➢最大航程问题：消耗一定的燃油，如何飞行最远？或飞行 一定距离如何最省油？ ➢最大航时问题：一定燃油，如何飞行时间最长？ ➢最小巡航成本问题：飞行一定距离如何使成本最小？ ➢一发故障后的巡航性能； ➢飘降问题；
飞机性能工程
巡航性能
6.1 巡航参数的计算
6.1.3 影响因素
对于设计好投入使用的飞机，为获得更长的航程的使用条件： ➢飞机重量:
飞机重量越大，燃油里程越小，消耗相同油量时航程越小；
➢机翼气动特性： 气动特性越好（ CL / CD越大），相同情况下航程越大； ( CL / CD )max 对应的迎角稍小于最大升阻比的迎角； 对应速度是1.316倍有利速度。
使飞机在非最佳高度上的航程与最佳高度上的航程相等的风 速叫得失相当风。
这种巡航方式虽 然降低了燃油里程， 但增大了巡航M数， 使飞行时间缩短；
最低成本巡航是 接近于固定M的巡航。
Page 23
飞机性能工程
6.2 巡航类型
6.2.5 发动机推力额定的巡航的方式
巡航性能
高温受到温度限制时可以采用额定推力的方式进行巡航。 保持飞行高度不变，W↘，L↘ ，FN不变，M↗； 燃 nam) Wn巡 dW (W nam) ln W始巡 ;
lb W始巡 W
lb Wn巡
计算航程需要知道燃油里程和W始、W终，差为消耗的燃油 燃油消耗越多，航程越长，
在一定燃油消耗量时，航程因子越大航程越长。
Page 6
飞机性能工程
6.1 巡航参数的计算
6.1.2 航程的计算(2)
Page 25
飞机性能工程
6.2 巡航类型
6.2.5 经济巡航（最低成本巡航）
成本指数：小时成本与燃油成本的比值。
巡航性能 CI=Ct/Cf
Page 26
飞机性能工程
巡航性能
6.2 巡航类型
6.2.5 经济巡航（最低成本巡航）
对应成本最低的速度即为经济巡航M数，或成本最低M数。
CI Ct Cf Ct 100 • C f ;
因此，在气动效率最大时，航程最大；对应的速度为最大航程速度。
Page 7
飞机性能工程
6.1 巡航参数的计算
6.1.2 航程的计算
燃油里程的计算:
巡航性能
nam Ma0

a0

M
CL CD

;
lb
TSTC • FN
TSTC


•W
Page 8
飞机性能工程
1、巡航参数的计算
- - - °F / - - - °C
T / C OAT
- - - °F / - - - °C
Trans ALT
1800
TAKEOFF>
Page 28
飞机性能工程
6.2 巡航类型
6.2.5 经济巡航（最低成本巡航）
巡航性能
经济巡航M取决于成本指数CI： ➢ CI=0：即Ct=0，不计时间成本，最省油时成本最小，即MRC速度； ➢ CI=999：即 Cf影响小，时间影响大，应飞行时间最短，MMO； ➢ CI越大：飞行时间更重要，相同条件下速度越大；
➢发动机特性： 燃油消耗率越小，燃油里程越大，航程越大；
➢飞行高度： 飞行高度越大，大气密度越低，燃油里程越大。
但高度太高时，发动机推力可能受到限制 。
最有利巡航高度是低于升限的较高高度。
nam 1 CL 1 1 2
lb W CD TSFC SW
Page 11
飞机性能工程
巡航性能
第六章 巡航性能
6.1 基本公式和主要参数计算 6.2 巡航类型 6.3 巡航高度 6.4 巡航性能计算 6.5 一发停车巡航和飘降
Page 4
飞机性能工程
6.1 巡航参数的计算
6.1.1、基本概念
巡航性能
➢ 航程：飞机在平静大气中沿给定方向耗尽可用燃油所能飞过 的水平距离（空中距离，不计风的影响）。
➢ 航时：飞机在平静大气中沿给定方向耗尽可用燃油所能飞的 时间。
Page 2
飞机性能工程
巡航性能
第六章 巡航性能
➢巡航：持续进行的，接近定常飞行的一种飞行状态。
➢推力：可用最大推力：
➢重点：油量、距离、时间。
➢目标：选择好巡航高度和巡航速度以获得更好的经济性。
还要考虑一发停车时的飘降和巡航高度、及航迹的越障问题。
Page 3
飞机性能工程
巡航性能
第六章 巡航性能
6.2.2 高度不变的最大航程巡航方式MRC
巡航性能
因为燃油里程最大，所以航程最长；但它的速度接近第 二操纵区，速度稳定性差，不便于操纵。
Page 19
飞机性能工程
巡航性能
6.2 巡航类型
6.2.3 远程巡航方式LRC
由于MRC速度接近反常操纵区，不便于操纵，故在使用中可 以采取比MRC速度稍大一些的速度进行巡航。规定损失1%最大燃
➢ 燃油流量WF：飞机单位时间的耗油量。
➢ 燃油里程nam/lb（SR）：飞机消耗单位油量所能飞的距离。
➢ 燃油消耗率TSFC：飞机在单位时间内产生单位推力所消耗的 油量。
Page 5
飞机性能工程
6.1 巡航参数的计算
6.1.2 航程的计算(1)
巡航性能
nam dR ; lb dW
dR nam dW W nam dW ;
Ct 100 • CI • C f ;
时间价格：$/HR； 燃油价格：C/LB；
单位不统一时; 统一单位;
C CT CF CtT C f F C f (100CI •T WF •T );
C Cf
R(100CI WF ) V
R(100CI WF ) ;