飞机基本飞行性能的计算
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四章飞机基本飞行性能的计算
4．1 引言
铅垂平面内的定常直线飞行——速度、航迹角不变！ “准定常” 定常直线爬升 定常直线平飞 定常直线下滑 涡轮喷气发动机基本飞行性能最常用的简单推力法 能量高度法（考虑动能变化）
2020/4/3
4．2 飞机的平飞需用推力
如果 、 和 p较小而且 P G 不大的情况下，有
C
2G a2S
2020/4/3
在一定的计算高度上，C为常数，升力系数、升阻比和平飞 需用推力只是V（或M数）的函数！ 计算基本飞行性能时，飞机处于基本气动外形状态（无外挂 或正常外挂，起落架和襟翼收起）——对应的极曲线！
2020/4/3
2020/4/3
某一V和或M数下，平飞需用推力或阻力最小——有利状态。
在超音速范围，零升阻力Q大0 于升致阻力 Q，i 由于随着高度增 加，零升阻力 减Q小0 ，所以总阻力（平飞需用推力）减小。但 升致阻力 则Qi随着高度增加而增加，所以在接近静升限的高 空飞行时，（Ｈ＝１９km的情况），升致阻力大大增加。此 时随着飞行Ｍ数增加，升致阻力减小 和Q零i 升阻力增加 差Q不0 多，因而平飞需用推力随着Ｍ数增长的程度比较缓慢！！！
平飞需用推力或阻力最小状态对应于升阻比最大状态
Ppxmin
G K max
在最大升阻比状态下，零升阻力系数等与升致阻力系数：
C x0
A
C
2 yyl
有利升力系数为：
C yyl
C x0 A
2020/4/3
有利速度（或最小阻力速度）：
V yl
2G
S C x0
A
(P
px
V
) min
——平飞需用推力曲线上的另外一个典型飞行状态， 对应速度称为远航速度（或远航M数）V yh , M yh
C yyh
C x0 3A
2020/4/3
总阻力系数:
4 C xyh 3 C x0
wk.baidu.com
升阻比为：K yh
3 4
1 A C x0
远航速度：V yh 2G
S C x0 3A
V yh 4 3 1.316 V yl
随着高度增加，有利和远航速度都要增加！
在发动机耗油不变的情况下，在给定高度上，以有利速度 飞行，续航时间最长！ 以远航速度飞行，航程最大！！！
因为：
P px V
C x VS
2
Cx Cy
SG
2
2020/4/3
(P
px
V
) min
相当于极曲线上
Cx
最小的状态，由极曲线的表达式。
可得：
Cy
Cx
C xo A
C
3 y
Cy Cy
求极值可得
Cx Cy
最小状态下的零升阻力系数：
C x0
3A
C
2 yyh
3C xi
该状态下的零升阻力系数是升致阻力系数的3 倍！！！！对应的 远航升力系数为
在低亚音速下，升致阻力Qi 在总阻力中占主导地位，而且随 着高度增加，Qi 升致阻力增加。由于在低亚音速范围最大升 阻比 Kmax 基本为常数，因而 Ppxmin基本不随高度变化。但由于 有利速度相对应的 M yl随着高度增加而增加，所以对应的最 小阻力状态下 Ppxmin的向右移动。
2020/4/3
平面上！——直接求出 —P —求出 — —简单推力法
2020/4/3
一、定直平飞性能的计算 最大平飞速度V max 和最小平飞速度Vmin
1、 平飞速度 V max 同一高度下的把发动机可用推力曲线（取全加力、部分加力、最 大状态） 和平飞需用推力曲线的最右交点！！ （其他方面的限制！！！）
Cx
1 V2S
2
G
Y
C
y
1 2
V
2
S
Ppx
G K
K Cy Cx
2020/4/3
V , H( ) ，G→C y → 极曲线查出C x→ K
G一般取平均重量！（起飞和着陆重量的平均值）
实际计算中需要计算飞机在不同高度H上以不同速度V（或M 数）飞行是的平飞需用推力曲线。
Cy
2G
a2 S
1 M2
C M2
2020/4/3
当超音速飞行时（Ｍ>1.2-1.3），迎面阻力主要来自零升 阻比力的下Q。0降，C先xo致大使致在与较高Ｍ成M12数正1 下比平。飞而需后用逐推渐力变大致为与与M1Ｍ数成成正 比例地增加。（III区）
2020/4/3
与飞行高度的关系
2020/4/3
随着高度增加，平飞需用推力曲线总的变化趋势是向右 平移，并在超音速度范围，平飞需用推力曲线变的越来 越平缓。
Pky Q mg sin
Y G
当飞机作水平直线飞行（定直平飞）时 0
Pky Q pf Y G
2020/4/3
表示可用推力 Pky 为方便，以后下标“ky”全部去掉，下标“pf”表示平飞！
在一定高度、一定速度小进行等速度直线平飞所需要的发
动机推力——平飞所需推力，用 Ppx
Ppx Qpf
2020/4/3
4．3 确定基本飞行性能的简单推力法
P Q mg sin
Y G
P P P px P Q pf
———剩余推力！（大于零，定直上升；等于零，定直平 飞；小于零，定直下滑）
2020/4/3
把发动机可用推力曲线（取全加力、部分加力、最大 状态） 和平飞需用推力曲线绘制在一张P-V（或M数）
2020/4/3
P px Q pf
Q0 Qi
1 2
a2 S Cx0 M 2
2 G2
a2 S
A M2
————M数和高度的函数！！！！！
与飞行速度（或M数）的关系
2020/4/3
2020/4/3
在低亚音速范围（M<临界Mlj），Cxo , A 基本不随M 数变 化，零升阻力 Q与0 M2成正比增加；升致阻力 Q与i 与M2成 反 比 降 低 。 在 M 数 较 低 （ M< 有 利 Myl）, 由 于 升 力C系y 数 较大，升致阻力Qi 较零升阻力Q0 大，并在总阻力中占主 要地位。随着M数的增加， C逐y 渐减小，升致阻力 Q也i 减 小，致使平飞需用推力降低。当M<有利Myl,随着M数 增加，虽然升致阻力Qi 越来越小，但零升阻力Q0 逐渐增大 并在总阻力中占主要地位，结果使平飞需用推力又开始 增加（ I区）
2020/4/3
当 飞 行 M 数 超 过 临 界 Mlj 进 入 跨 音 速 范 围 （ 临 界 Mlj<M<1.2-1.3）以后C，x0由于波阻的出现 导致激增（大 致与M2－M4成正比），在某一Ｍ数（大约在Ｍ＝1.05-1.2） 达到最大，导致平飞需用推力急剧增加（大致与M4－M6成 正比）（ II区）
4．1 引言
铅垂平面内的定常直线飞行——速度、航迹角不变！ “准定常” 定常直线爬升 定常直线平飞 定常直线下滑 涡轮喷气发动机基本飞行性能最常用的简单推力法 能量高度法（考虑动能变化）
2020/4/3
4．2 飞机的平飞需用推力
如果 、 和 p较小而且 P G 不大的情况下，有
C
2G a2S
2020/4/3
在一定的计算高度上，C为常数，升力系数、升阻比和平飞 需用推力只是V（或M数）的函数！ 计算基本飞行性能时，飞机处于基本气动外形状态（无外挂 或正常外挂，起落架和襟翼收起）——对应的极曲线！
2020/4/3
2020/4/3
某一V和或M数下，平飞需用推力或阻力最小——有利状态。
在超音速范围，零升阻力Q大0 于升致阻力 Q，i 由于随着高度增 加，零升阻力 减Q小0 ，所以总阻力（平飞需用推力）减小。但 升致阻力 则Qi随着高度增加而增加，所以在接近静升限的高 空飞行时，（Ｈ＝１９km的情况），升致阻力大大增加。此 时随着飞行Ｍ数增加，升致阻力减小 和Q零i 升阻力增加 差Q不0 多，因而平飞需用推力随着Ｍ数增长的程度比较缓慢！！！
平飞需用推力或阻力最小状态对应于升阻比最大状态
Ppxmin
G K max
在最大升阻比状态下，零升阻力系数等与升致阻力系数：
C x0
A
C
2 yyl
有利升力系数为：
C yyl
C x0 A
2020/4/3
有利速度（或最小阻力速度）：
V yl
2G
S C x0
A
(P
px
V
) min
——平飞需用推力曲线上的另外一个典型飞行状态， 对应速度称为远航速度（或远航M数）V yh , M yh
C yyh
C x0 3A
2020/4/3
总阻力系数:
4 C xyh 3 C x0
wk.baidu.com
升阻比为：K yh
3 4
1 A C x0
远航速度：V yh 2G
S C x0 3A
V yh 4 3 1.316 V yl
随着高度增加，有利和远航速度都要增加！
在发动机耗油不变的情况下，在给定高度上，以有利速度 飞行，续航时间最长！ 以远航速度飞行，航程最大！！！
因为：
P px V
C x VS
2
Cx Cy
SG
2
2020/4/3
(P
px
V
) min
相当于极曲线上
Cx
最小的状态，由极曲线的表达式。
可得：
Cy
Cx
C xo A
C
3 y
Cy Cy
求极值可得
Cx Cy
最小状态下的零升阻力系数：
C x0
3A
C
2 yyh
3C xi
该状态下的零升阻力系数是升致阻力系数的3 倍！！！！对应的 远航升力系数为
在低亚音速下，升致阻力Qi 在总阻力中占主导地位，而且随 着高度增加，Qi 升致阻力增加。由于在低亚音速范围最大升 阻比 Kmax 基本为常数，因而 Ppxmin基本不随高度变化。但由于 有利速度相对应的 M yl随着高度增加而增加，所以对应的最 小阻力状态下 Ppxmin的向右移动。
2020/4/3
平面上！——直接求出 —P —求出 — —简单推力法
2020/4/3
一、定直平飞性能的计算 最大平飞速度V max 和最小平飞速度Vmin
1、 平飞速度 V max 同一高度下的把发动机可用推力曲线（取全加力、部分加力、最 大状态） 和平飞需用推力曲线的最右交点！！ （其他方面的限制！！！）
Cx
1 V2S
2
G
Y
C
y
1 2
V
2
S
Ppx
G K
K Cy Cx
2020/4/3
V , H( ) ，G→C y → 极曲线查出C x→ K
G一般取平均重量！（起飞和着陆重量的平均值）
实际计算中需要计算飞机在不同高度H上以不同速度V（或M 数）飞行是的平飞需用推力曲线。
Cy
2G
a2 S
1 M2
C M2
2020/4/3
当超音速飞行时（Ｍ>1.2-1.3），迎面阻力主要来自零升 阻比力的下Q。0降，C先xo致大使致在与较高Ｍ成M12数正1 下比平。飞而需后用逐推渐力变大致为与与M1Ｍ数成成正 比例地增加。（III区）
2020/4/3
与飞行高度的关系
2020/4/3
随着高度增加，平飞需用推力曲线总的变化趋势是向右 平移，并在超音速度范围，平飞需用推力曲线变的越来 越平缓。
Pky Q mg sin
Y G
当飞机作水平直线飞行（定直平飞）时 0
Pky Q pf Y G
2020/4/3
表示可用推力 Pky 为方便，以后下标“ky”全部去掉，下标“pf”表示平飞！
在一定高度、一定速度小进行等速度直线平飞所需要的发
动机推力——平飞所需推力，用 Ppx
Ppx Qpf
2020/4/3
4．3 确定基本飞行性能的简单推力法
P Q mg sin
Y G
P P P px P Q pf
———剩余推力！（大于零，定直上升；等于零，定直平 飞；小于零，定直下滑）
2020/4/3
把发动机可用推力曲线（取全加力、部分加力、最大 状态） 和平飞需用推力曲线绘制在一张P-V（或M数）
2020/4/3
P px Q pf
Q0 Qi
1 2
a2 S Cx0 M 2
2 G2
a2 S
A M2
————M数和高度的函数！！！！！
与飞行速度（或M数）的关系
2020/4/3
2020/4/3
在低亚音速范围（M<临界Mlj），Cxo , A 基本不随M 数变 化，零升阻力 Q与0 M2成正比增加；升致阻力 Q与i 与M2成 反 比 降 低 。 在 M 数 较 低 （ M< 有 利 Myl）, 由 于 升 力C系y 数 较大，升致阻力Qi 较零升阻力Q0 大，并在总阻力中占主 要地位。随着M数的增加， C逐y 渐减小，升致阻力 Q也i 减 小，致使平飞需用推力降低。当M<有利Myl,随着M数 增加，虽然升致阻力Qi 越来越小，但零升阻力Q0 逐渐增大 并在总阻力中占主要地位，结果使平飞需用推力又开始 增加（ I区）
2020/4/3
当 飞 行 M 数 超 过 临 界 Mlj 进 入 跨 音 速 范 围 （ 临 界 Mlj<M<1.2-1.3）以后C，x0由于波阻的出现 导致激增（大 致与M2－M4成正比），在某一Ｍ数（大约在Ｍ＝1.05-1.2） 达到最大，导致平飞需用推力急剧增加（大致与M4－M6成 正比）（ II区）