飞机基本飞行性能课件.讲义

Pky X Vmin.p
2）升力系数限制
Y G V ,则C y (H不变)
Cy Cy max

V V min Cy max
min.Cy max
2G
Cy max S
299.5
0.194
295.1
0.088
295.1
飞机定常平飞推力特性 ➢平飞需用推力随飞行高度的变化规律
1)H


X X
0 i
~V ~V
曲线向右下移动 曲线向右上移动
M yl
X
X0

Cx0M
2S
1 2
百度文库(a2)
Xi

A M2
2m2g 2 (
S
)

(
1
a
2
)
H增加
1.最大平飞速度Vmax ( Mmax ) ➢定义
在某高度能定直平飞的最大速度，称该高度最大平飞速度。 各高度Vmax最大者称为飞机的最大平飞速度。
➢简单推力法图解确定 Vmax ( Mmax )
飞机定常平飞性能
➢Vmax ( Mmax ) ~H 关系
P H增加
亚音速 跨音速 超音速
H 飞机 飞机 飞机
第二章 飞机的基本飞行性能
上海交通大学 航空航天学院
内容
2-0 引言 2-1 飞机定常平飞推力特性 2-2 飞机定常平飞性能 2-3 飞机定常上升性能 2-4 飞机定常下滑性能 2-5 基本飞行性能的参数影响 2-6 小结
2-0 引言
引言
基本飞行性能内容
基本飞行性能：指飞机在定常运动和准定常运动时的 运动性能。 定常运动：飞机运动参数不随时间改变。
Pky X G sin Y G cos
0 定常平飞 0 定常上升 0 定常下滑
飞机定常平飞推力特性
y
➢概念 飞 机 进 行 等 速 平 飞

（ dV/dt=0) 时 ， 发 动 机 推力用以克服阻力，称

Pky
P
Y
该 阻 力 为 定 常 平 飞 需 用 V xh
简单推力法：适用于喷气式飞机（用直接推力式发动机） 功率法：适用于螺旋桨飞机（用功率式发动机）
2-1飞机定常平飞推力特性
飞机定常平飞推力特性
1.飞机定常运动方程
➢垂直平面内质心运动方程为：
G g
dV dt
Pky cos(
P)
X
G sin
V
GV g
d dt
Y
Pky sin(
定直平飞
定直爬升
定直下滑
平飞性能
爬升性能
下滑性能
基本飞行性能主要研究飞机飞多快、飞多高等问题。
引言
➢计算基本条件
1)基本气动外形 2)发动机工作状态
3)平均飞行重量或其它给定重量
➢求解方法
1)近似解析法
2)数值计算法
通过图解比较可用推力／功率(已知) 和需用推力／功率(由平飞条件Y=G
3)图解法
求出)得到飞机基本性能特点。
2-2飞机定常平飞性能
➢定常平飞基本关系
飞机定常平飞性能
Y=G
调整α
yx () yx
Pky=Q
调整n
n慢 n nmax(加力/ 不加力)
在某H、V平飞 重量、构形确定
性能指标
Vmax ( Mmax ) , Vmin, Hmax ,平飞包线
简单推力法求解
飞机定常平飞性能
飞机定常平飞推力特性
➢平飞需用推力随飞行高度的变化规律
Ppx X 0 X i

Cx0
1 2
V
2S

Cy
1 2
V
2S

Cx0M
2S
1 2
(a2)

A M2
2m2g 2 (
S
)(
1
a2
)
H（km） 0 5 10 15 20
（kg/m3） a
1.225
340.3
0.736
320.5
0.413
X
推力Ppx。
➢基本关系式
Pky cos( P ) X 0 Y Pky sin( P ) mg 0

G
近似
P X 要求一定的油门位置 Y mg 要求一定迎角
飞机定常平飞推力特性
➢平飞需用推力计算方法：

Ppx

X
Cx
1 2
V 2S
G

Y

Cy
1 2
V
2S
X Cx 1 G Cy K

Ppx

X

G K
计算步骤 — 求给定高度H和速度V下的平飞需用推力
1）给定G 2）给定H 查标准大气表 ρ、a
3）给定M（V） 计算
查极曲线
Cx
Cy

2G
V 2S

2G
(aM )2 S
K Cy Cx
G Ppx X K
飞机定常平飞推力特性
低速飞行时，以升致阻力为主，阻力随M增加而降低；
高速飞行时，以零升阻力为主，阻力随M增加而增加；
跨音速区，出现波阻，零升阻力系数剧增，阻力剧增。
（声障），措施：
A
采用大推力的喷气发动机
低波阻构形
Cx0
小展弦比 大后掠角 薄翼型 细长机身 跨音速面积律等
Qpf Q0 Qi
为了兼跨不同M数下的要求，采用变后掠M、yl切M尖lj 三1.3角翼M加 边条等先进气动技术。
P ) G cos
Pky
P xh
y
Y X
由 dV 0, d 0 ，上式可化为：
dt dt

G
Pky cos( P ) X G sin 0 Y Pky sin( P ) G cos 0
➢运动形式
由 P, 不大，上式可进 一步简化为：
11km
M
Mmax
• 同样推力变化,右交点移动量跨音速区<亚音速区<超音速区
X 曲线右移且变平坦 •H Pky 曲线右移且变平坦
2.最小平飞速度Vmin ( Mmin ) ➢定义
飞机定常平飞性能
在某高度能定直平飞的最小速度，称该高度最小平飞速度。
➢确定Vmin
1）满油门Pky ～M与Ppx ～M曲线的左交点
X0
Xi
Mlj
M
飞机定常平飞推力特性
低速区：平飞需用推力随高度增加而增加。 高速区：平飞需用推力随高度增加而减小。
Ppx X 0 X i

Cx0
1 2
V
2S

Cy
1 2
V
2S

Cx0M
2S
1 2
(a2
)

A M2
(
2m2 S
g
2
)
(
1
a2
)
高速区：零升阻力占主导地位。
低速区：诱导阻力占主导地位。
飞机定常平飞推力特性
➢平飞所需推力随飞行速度的变化规律
A
Ppx X

(Cx0

AC y 2
)
1 2
V
2S

Cx0
1 2
V
2S

AG 2
1 V 2S
2
X0 Xi
Cx0
X
X0
零升阻力
升致阻力 (诱导阻力)
Xi
Myl Mlj 1.3 M
X 0 X i Kmax Ppxmin 有利状态