飞行力学与飞行控制讲稿资料重点
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操纵规律： 1点 （1）保持1点平飞，只需要操纵驾驶杆保持迎角，不必动油门 (2）飞机转入 V1 V定1 常直线上升，只需要后拉杆增加迎角即可， 不必动油门； 思考：不动驾驶杆，增加油门，飞机如何运动？？？（保持原速 度定常上升）
2点 （1）保持2平飞，要协调操纵驾驶杆和油门！！ （2）飞机转入 V2 定V常2 直线上升
上升H n到l1 时所H需nl2 要的最短时间！！！
由于不同高度
1
V
y
f
(H nl
)
曲线最低点能量高度能从曲线上确定，所以最
G
G
dt
V dV dH (P Q)V
g dt dt
G
dH nl dt
(P
G—Q)V—能量变化率表示单位飞机重量的剩余功率（简称
单位剩余功率），单位是米/秒，又成为能量上升率，用 表V 示y 。
V
y
dH nl dt
(P Q)V G
和定常上升运动方程形式上一样，但物理意义不一样！！！！！
能量上升率的过载表达式：n y
4.5 非定常上升运动性能的能量高度法
一、能量特性
飞机的总机械能：E GH 1 G V 2 2g
单位飞机重量的总机械能：H
nl
E G
H— —V 2 单位是米，能量高度 2g
能量高度的物理意义：如果爬升过程中阻力和推力平衡，当飞机 将所有动能转化成位能时，飞机所能到达的理论高度。
能量变化率：
dH nl dt
一般情况下，当飞机以过载飞行时，有：Y ny G
则有：C y
nyG qS
C
x
C
x0
A(
ny G qS
）2
dH C
nl V（ P q x0 A 2 G )
V n y dt
GG
q yS
S
——能量上升率与过载有关系！！！！！
一般讨论中取过载等于1，即升力等于重力！此时如果：
（1）
V
y
，0 则有
飞行包线受到以下因素的限制：（1）动力装置稳定工作的条 件；（2）飞机结构强度和刚度条件；（3）飞行操纵和稳定性 等。 （要对最大速压和最大飞行M数加以限制）
对速压的限制 强度（悬挂接头等）；刚度（操纵效能、颤振等） M数限制 飞机操纵稳定性；进气道、压气机和涡轮的稳定性；气动 加热 允许飞行包线（飞行品质规范规定）！！
利用
V
y
dH
dt
nl
V（ P G
（qGC过x0 载qA 等n2y GS于) 1），计算不同H、V的
，
S
dH nl
dt
并绘制能量上升率曲线。然后把该曲线转绘制不同高度时的
1
V
y
f (曲H nl线) ,作这些不同高度时
1
V曲y 线f (H的nl )外包线（每条曲线的最低
点的连线），则外包线所对应的曲边梯形P’PQQ’的面积，代表从
正常操纵习惯，驾驶员应该后拉杆。但在2点，后拉杆后飞 机反而下降，这是因为后拉杆使飞机迎角增加，阻力增加， 导致可用推力小于平需推力。所以驾驶员必须同时增加油门 才能使飞机实现定常上升！
若油门保持不变，要实现定常上升，则要推驾驶杆！！
反操纵 ！！！
上升极线
上升极线的点A为最大上升角 max 状态，是第一、第二飞行范围的分界
4.4 定常飞行状态及其操纵关系
一、飞行包线
在 H-V 平 面 上 ， 最 大 平 飞 速 度 线 V max f (H) 和 最 小 平 飞 速 度 曲线 V min 所f (H勾) 划出的飞机定常飞行的高度—速度范围——飞行 包线
在飞行包线内飞机可作等速直线飞行、加速和减速等各种机动 飞行！！飞行包线范围越大，飞机所具有的战斗能力越强！！ ！
在低亚音速情况下，一般可认为动能基本不变！！！！可用上式近
似计算几何上升率！
dH (P Q)V V y dt G
三、最佳爬升航迹计算
从一个高度、速度到另一个高度、速度
1、 最快上升时间及对应的航迹
t min
H nl2 H nl1
d
V
H nl
wk.baidu.com y max
方法1 油门状态定（额定或最大工作状态）
，P 定Q 常直线平飞；
（2）V
y
，0 则有
P， Q
下滑状态或减速度飞行；
（3）V
y
，0 则有
P，飞Q 机爬升，或加速飞行
能量上升率代表飞机改变其能量状态的能力，代表了飞机的 能量机动性！！！
例：F-104G飞机在H=6000米上以过载=1、M=0.8、发动机在
最大状态下平飞，P=4500公斤，Q=948公斤，G=8181公斤。
点。
•上升极线上各飞行状态代表等速上升或下滑状态； •上升极线以上代表减速上升或下滑状态； •上升极线以上代表加速上升或下滑状态。
分析：（1）从第一飞行范围的C点到E点（正常操纵） （2）从第二飞行范围的B点到A点（反操纵）
要保持或改变飞行状态 第一飞行范围 ：只需动驾驶杆； 第一飞行范围 ：驾驶杆、油门相互配合
该状态下，飞机的能量上升率为
V
y
dH nl
dt
(P
米Q)/V秒 1，10表
G
示如果F-104G在该状态下由平飞转入爬升，其瞬时上升率为110米 /秒！！！
如果平飞加速，则 dH ，0 平飞加速度为 dt
dV米 /g秒V y2 4.29
dt V
如果要在该状态下定常平飞，则需要减小油门，使
P
Q,V
y
0
二、动能变化时几何上升率的计算（非定常上升）
V
y
dH nl dt
dH dt
V g
dV dt
dH dt
V g
dV dH
dH dt
V
y
dH dt
1
V
y
1 dV 2
2g dH
该公式可以计算动能变化时的几何上升率！
(P Q)V dH d (V 2 )
G
dt dt 2g
爬升过程中，如果无动能变化，则几何上升率等于能量上升率！
dH dt
V
g
dV dt
第一项是飞机的几何上升率；第二项中 dV 是飞机的加速度，当
飞机作近似直线运动时，有：
dt
G g
dV dt
P cos(
p) Q G sin
如果 不p 大， 可认为
cos）( 则 p有) ：1
V dV (P Q)V V sin (P Q)V dH
g dt
二、平飞范围的划分
第一飞行范围（正常操纵区） 第二飞行范围（反常操 纵区）
讨论：
在1和2点都满足：P P，px Y G 驾驶杆和油门不动，1点稳定，2点不稳定！！！！
分界点：最大剩余推力 Pm所ax 对应的最陡上升速度 （V接 近有利速 度 ）V ，yl 曲P线px 正斜率（有利速度 右侧V y）l 第一飞行范围； 曲线Ppx 负斜率（有利速度 左侧V）yl 第二飞行范围
2点 （1）保持2平飞，要协调操纵驾驶杆和油门！！ （2）飞机转入 V2 定V常2 直线上升
上升H n到l1 时所H需nl2 要的最短时间！！！
由于不同高度
1
V
y
f
(H nl
)
曲线最低点能量高度能从曲线上确定，所以最
G
G
dt
V dV dH (P Q)V
g dt dt
G
dH nl dt
(P
G—Q)V—能量变化率表示单位飞机重量的剩余功率（简称
单位剩余功率），单位是米/秒，又成为能量上升率，用 表V 示y 。
V
y
dH nl dt
(P Q)V G
和定常上升运动方程形式上一样，但物理意义不一样！！！！！
能量上升率的过载表达式：n y
4.5 非定常上升运动性能的能量高度法
一、能量特性
飞机的总机械能：E GH 1 G V 2 2g
单位飞机重量的总机械能：H
nl
E G
H— —V 2 单位是米，能量高度 2g
能量高度的物理意义：如果爬升过程中阻力和推力平衡，当飞机 将所有动能转化成位能时，飞机所能到达的理论高度。
能量变化率：
dH nl dt
一般情况下，当飞机以过载飞行时，有：Y ny G
则有：C y
nyG qS
C
x
C
x0
A(
ny G qS
）2
dH C
nl V（ P q x0 A 2 G )
V n y dt
GG
q yS
S
——能量上升率与过载有关系！！！！！
一般讨论中取过载等于1，即升力等于重力！此时如果：
（1）
V
y
，0 则有
飞行包线受到以下因素的限制：（1）动力装置稳定工作的条 件；（2）飞机结构强度和刚度条件；（3）飞行操纵和稳定性 等。 （要对最大速压和最大飞行M数加以限制）
对速压的限制 强度（悬挂接头等）；刚度（操纵效能、颤振等） M数限制 飞机操纵稳定性；进气道、压气机和涡轮的稳定性；气动 加热 允许飞行包线（飞行品质规范规定）！！
利用
V
y
dH
dt
nl
V（ P G
（qGC过x0 载qA 等n2y GS于) 1），计算不同H、V的
，
S
dH nl
dt
并绘制能量上升率曲线。然后把该曲线转绘制不同高度时的
1
V
y
f (曲H nl线) ,作这些不同高度时
1
V曲y 线f (H的nl )外包线（每条曲线的最低
点的连线），则外包线所对应的曲边梯形P’PQQ’的面积，代表从
正常操纵习惯，驾驶员应该后拉杆。但在2点，后拉杆后飞 机反而下降，这是因为后拉杆使飞机迎角增加，阻力增加， 导致可用推力小于平需推力。所以驾驶员必须同时增加油门 才能使飞机实现定常上升！
若油门保持不变，要实现定常上升，则要推驾驶杆！！
反操纵 ！！！
上升极线
上升极线的点A为最大上升角 max 状态，是第一、第二飞行范围的分界
4.4 定常飞行状态及其操纵关系
一、飞行包线
在 H-V 平 面 上 ， 最 大 平 飞 速 度 线 V max f (H) 和 最 小 平 飞 速 度 曲线 V min 所f (H勾) 划出的飞机定常飞行的高度—速度范围——飞行 包线
在飞行包线内飞机可作等速直线飞行、加速和减速等各种机动 飞行！！飞行包线范围越大，飞机所具有的战斗能力越强！！ ！
在低亚音速情况下，一般可认为动能基本不变！！！！可用上式近
似计算几何上升率！
dH (P Q)V V y dt G
三、最佳爬升航迹计算
从一个高度、速度到另一个高度、速度
1、 最快上升时间及对应的航迹
t min
H nl2 H nl1
d
V
H nl
wk.baidu.com y max
方法1 油门状态定（额定或最大工作状态）
，P 定Q 常直线平飞；
（2）V
y
，0 则有
P， Q
下滑状态或减速度飞行；
（3）V
y
，0 则有
P，飞Q 机爬升，或加速飞行
能量上升率代表飞机改变其能量状态的能力，代表了飞机的 能量机动性！！！
例：F-104G飞机在H=6000米上以过载=1、M=0.8、发动机在
最大状态下平飞，P=4500公斤，Q=948公斤，G=8181公斤。
点。
•上升极线上各飞行状态代表等速上升或下滑状态； •上升极线以上代表减速上升或下滑状态； •上升极线以上代表加速上升或下滑状态。
分析：（1）从第一飞行范围的C点到E点（正常操纵） （2）从第二飞行范围的B点到A点（反操纵）
要保持或改变飞行状态 第一飞行范围 ：只需动驾驶杆； 第一飞行范围 ：驾驶杆、油门相互配合
该状态下，飞机的能量上升率为
V
y
dH nl
dt
(P
米Q)/V秒 1，10表
G
示如果F-104G在该状态下由平飞转入爬升，其瞬时上升率为110米 /秒！！！
如果平飞加速，则 dH ，0 平飞加速度为 dt
dV米 /g秒V y2 4.29
dt V
如果要在该状态下定常平飞，则需要减小油门，使
P
Q,V
y
0
二、动能变化时几何上升率的计算（非定常上升）
V
y
dH nl dt
dH dt
V g
dV dt
dH dt
V g
dV dH
dH dt
V
y
dH dt
1
V
y
1 dV 2
2g dH
该公式可以计算动能变化时的几何上升率！
(P Q)V dH d (V 2 )
G
dt dt 2g
爬升过程中，如果无动能变化，则几何上升率等于能量上升率！
dH dt
V
g
dV dt
第一项是飞机的几何上升率；第二项中 dV 是飞机的加速度，当
飞机作近似直线运动时，有：
dt
G g
dV dt
P cos(
p) Q G sin
如果 不p 大， 可认为
cos）( 则 p有) ：1
V dV (P Q)V V sin (P Q)V dH
g dt
二、平飞范围的划分
第一飞行范围（正常操纵区） 第二飞行范围（反常操 纵区）
讨论：
在1和2点都满足：P P，px Y G 驾驶杆和油门不动，1点稳定，2点不稳定！！！！
分界点：最大剩余推力 Pm所ax 对应的最陡上升速度 （V接 近有利速 度 ）V ，yl 曲P线px 正斜率（有利速度 右侧V y）l 第一飞行范围； 曲线Ppx 负斜率（有利速度 左侧V）yl 第二飞行范围