第四章 飞机性能工程 起飞性能讲义 - B

起 飞 性 能
Takeoff Performance
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飞机性能工程
起 飞 性 能
Takeoff Performance
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飞机性能工程
起 飞 性 能
Takeoff Performance
第四章
§1 §２
飞机的起飞性能
起飞简介 场地长度限重
§３
§４
爬升梯度限重
障碍物限重
§５
§６
Hp>36089 feet 0 0.7 M2
M ISA
Ve
Vc
0.7 M2(φ-0.190254)
-0.133178 M2(Tstd/Tns)
0.7 M2 [1- 0.190254(Tstd/Tns)]
0.7 M2[φ-0.190254 (Tstd/Tns)]
0.7 M2(φ)
0 0.7 M2
ISA
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飞机性能工程 §3 爬升限重
4、第四段：最后爬升段
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到达入航的速度和高度要求； 以有利速度开始爬升；推力为MCT；
1500ft
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4、第三段：平飞加速段
襟翼收放的限制：
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结构限制VFE：如果开始收襟翼的速度大于VFE，会导致襟翼上气动载 荷过大，引起结构损坏。 气动要求：收的太早，可能会导致升力小于重力，使飞机掉高度； 收的太晚，则阻力太大，影响飞机的平飞加速。 考虑载荷限制：在襟翼放下时，n≤2.0。要求飞机有一定的机动能 力，可保持正常转弯，而不致出现抖动。 VREF=1.3VS : 收缝翼； V=1.3VS+20 : 开始收襟翼； V=1.3VS+40 : 完成收襟翼；此时基本达到绿点速度。
四 起飞推力、CNT CNT
C
起飞推力
CNT
CNT
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4.2 注意事项
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§4 障碍物限制的起飞重量
几何高度与气压高度关系问题。 • QNH的修正。
TI T dH ( )dH P TI
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4.3 影响因素
Maximum Acceleration Height
Minimum Acceleration Height 400feet
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4.1 三种越障方法
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§4 障碍物限制的起飞重量
越障方式 A B
二 起飞推力 起飞推力
三 起飞推力 起飞推力
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Takeoff Performance
第四章
§1 §２
飞机的起飞性能
起飞简介 场地长度限重
§３
§４
爬升梯度限重
障碍物限重
§５
§６
污染跑道起飞
减推力起飞
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§3 爬升限重
1、主要的爬升性能参数
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在起飞飞行航迹中，飞机需要具有一定的爬升能力， 并不仅仅是为了超越障碍物，而是为了应付一些紧急情况 （风切变、阵风、下沉气流、紧急上升等）。
C.G FN D V dV W (1 ) g dH
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飞机性能工程 §3 爬升限重
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4、第二爬升段---等表速爬升段
第二段爬升限制的最大起飞重量影响因素： 气压高度：
高度越高，推力越小，梯度不变情况下，要求重量减小。
外界温度： 温度高压参考温度时……. 防冰和空调引气： 襟翼位置： flap偏度增大，升阻比减小，梯度减小；因此爬升限制时 采用小襟翼 教材P104通过迭代计算；图册P47
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第二爬升段爬升梯度计算：
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4、第二爬升段---等表速爬升段
为保守其间，W取起落架刚收上时，FN取第二爬升段结束 时一发失效起飞推力；起飞襟翼；起落架收上；
爬升限制的最大起飞重量： 飞机重量越大，爬升梯度越小，而FAR-25，规定了最小可用的 爬升梯度，这就限制了最大的起飞重量。
4、第二爬升段---等表速爬升段
从收起落架点到总航迹高度不低于400ft处。
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飞机性能工程 §3 爬升限重
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4、第二爬升段---等表速爬升段
第二爬升段：等表速爬升段 爬高，以保证飞行安全。 起飞推力, 等表速爬升（V2）
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§4 障碍物限制的起飞重量
越障要求：为保证能安全地超越障碍物，FAR规定，飞机的一发失 效时起飞飞行净航迹至少要比障碍物高35英尺。在污染跑道起飞时， 可减小到15英尺。
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TakeoffBaidu NhomakorabeaPerformance
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起飞航迹区(图册P45-1)：
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C.G
FN D F D N V dV W W (1 ) g dH
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4、第三段：平飞加速段
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收上襟翼，减小阻力，提高爬升能力。 完成收襟翼时基本达到绿点速度。
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4.1 三种越障方法
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§4 障碍物限制的起飞重量
爬升方法A： 在400ft改平，加速到绿点速度，再进行爬升，在最后爬升段 越障；远距离障碍物越障。
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4.1 三种越障方法
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1、主要的爬升性能参数
1.1 爬升梯度
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1、主要的爬升性能参数
爬升梯度：
W FN D W sin g W FN D W sin g W FN D W sin g
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总航迹：
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§4 障碍物限制的起飞重量
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净航迹：
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§4 障碍物限制的起飞重量
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1、主要的爬升性能参数 爬升梯度的影响因素：
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爬升梯度与剩余推力成正比，与推力、阻力有关（温度、高度、 flap、速度）。 爬升梯度与飞机重量成反比，重量越大，爬升梯度越小。 爬升梯度还与加速因子有关（加速度、动能）。
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离地3秒后开始通过液压系统完成收起落架。要求在 一台液压泵失效的情况下，能在7~15秒内完成收起落架过 程。在此过程中，飞机应有正梯度。
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+△ T
M Ve
Vc
0.7 M2(φ)
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2、起飞航迹分段
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起飞飞行航迹：起飞终点到起飞航迹终点。
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3、第一爬升段
从离地35ft到起落架收上。
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4.1 三种越障方法 •最大改平高度
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§4 障碍物限制的起飞重量
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Acceleration Height(level-off height)
Maximum continuous thrust End of 5-minute limit on maximum takeoff thrust Extended Second Segment
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dV ; 1 dt dV dH ; dH dt dV V sin ; dH
F D N CG tan sin V dV W (1 ) g dH
污染跑道起飞
减推力起飞
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§4 障碍物限制的起飞重量
要求：为保证飞行安全，要求飞机一发失效时能安全地超越 障碍物。
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§4 障碍物限制的起飞重量
总航迹（理论航迹）：按照飞机公司提供的发动机、机型数据计 算出的飞机航迹。 净航迹（实际航迹）：在实际飞行中，由于推力、速度、气象等 数据的误差，飞机的实际航迹要低于总航迹。 关系：用总航迹中每一点的爬升梯度减去一定的安全余量既得净 航迹的爬升梯度。 总梯度：总航迹中每一点的爬升梯度。 净梯度：净航迹中每一点的爬升梯度。 双发飞机：0.8%； 三发飞机：0.9%； 四发飞机：1.0%；
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3、第一爬升段
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第一爬升段：从离地35ft到起落架收上。 目的是收起落架，减小阻力。 起飞推力， 襟翼位置不变， 正梯度， 等表速爬升（保持V2）。
离地3秒后开始通过液压系统完成收起落架。要求在一台液 压泵失效的情况下，能在7~15秒内完成收起落架过程。在此过程 中，飞机应有正梯度。（波音飞机）
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4、第二爬升段---等表速爬升段
第二爬升段 在一发失效情况下的最小总梯度
典型爬升率 (ROC) @V2=170节
为 516 英尺 / 分 4发飞机 3.0%
3发飞机 2.7% 2发飞机 2.4%
典型爬升率 (ROC) @V2=160节
为 437 英尺 / 分 典型爬升率 (ROC) @V2=150节 为 364 英尺 / 分
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§4 障碍物限制的起飞重量
C.G
FN D F D N V dV W W (1 ) g dH
飞机的越障能力与其具有的爬升梯度、地面距离紧密相关， 主要有： ①温度和气压高度。 ②襟翼偏度越小，则飞机的升阻比越大，爬升梯度大，越障 限制的起飞重量越大，这与场地长度限制对襟翼偏度的要求相 反。 ③使用空调、防冰等都使发动机提供飞行用的推力减少，也 就使越障起飞重量减小。 ④逆风增大实际的爬升梯度，顺风减小实际的爬升梯度，所 以逆风增大越障起飞重量，顺风减小越障起飞重量。
§4 障碍物限制的起飞重量
爬升方法B： 越过障碍物后再改平，加速到绿点速度，再进行爬升；近距离 障碍物越障。
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4.1 三种越障方法
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§4 障碍物限制的起飞重量
爬升方法C： 越过所有障碍物后再改平（延长第二爬升段），加速到绿点速 度，再进行爬升；中距离、近距离障碍物越障。
FN D C.G V dV W (1 ) g dH
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飞机性能工程 §3 爬升限重
1、主要的爬升性能参数 加速因子的简单计算： OAT
Constant
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Hp ≤36089feet
-0.133178 M2 0.566822 M2
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§4 障碍物限制的起飞重量
机场的障碍物很多，只有处在一定区域内的障碍物才需要考虑。 ICAO、FAR、CCAR的规定各有所不同。 障碍物的获取： A型图：在垂直方向上以1.2%的梯度向上延伸，低于障碍物限 制面的不考虑，穿透障碍物限制面的则标在A型图中。 15公里障碍物图 1 ：100000 图 1 ：50000 图 人工测量障碍物 AIC/AIP