2013級飛行性能與計劃課件5巡航

1、第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance第 5 章 飛機的巡航性能南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance世界民用噴氣機隊事故統(tǒng)計(19962005年)各段事故占總事故的百分比17%52%巡航6%下降2%爬升8%初始進近7%最后進近6%初始爬升5%著陸46%起飛12%滑行 8%收上襟翼1%1%14%5

2、7%11%12%3%1%各段時間占總航段時間的百分比南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance本章主要內容5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.1 航程計算的幾個基本參數5.1.2 航程公式5.1.3 影響航程的因素5.1.4 巡航速度的選擇及其影響因素5.1.5 巡航高度的選擇及其影響因素5.2典型巡航方式及其特點5.2.1保持不變的巡航方式5.2.2 飛行高度保持不變的巡航方式5.2.3和飛行高度保持不變的巡

3、航方式5.2.4 按發(fā)動機額定推力巡航方式5.2.5 成本指數巡航5.2.6 階梯式爬升巡航5.2.7 短航程巡航5.3.1 一發(fā)停車的飛行性能變化5.3.2 飄降5.3 一發(fā)停車的巡航性能5.4 等待飛行5.5 巡航性能參數計算5.5.1 積分航程表及其使用5.5.2 巡航操縱表南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance本章主要內容飛機的巡航階段是指從飛機爬升階段結束時刻到開始下降時刻之間的飛行過程，通常保持升

4、力和重力相等，推力和阻力相等，接近于定常直線飛行的飛行狀態(tài)。飛機的航班飛行過程中巡航階段是飛行時間最長、航程最長、消耗燃油最多的階段。巡航階段主要是討論飛機的航程、航時、燃油消耗。巡航性能分析的目的在于選擇巡航高度和巡航速度，以最小的直接運營成本(DOC)完成巡航階段的飛行，進而獲得更高的性。正常巡航性能還要要考慮一發(fā)停車時的飄降和巡航高度及航跡的越障等問題。南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航

5、性能計算的基本公式5.1.1 航程計算的幾個基本參數飛機巡航階段獲得的航程從本質上看，是通過發(fā)動機把燃油的能量轉變?yōu)閷︼w機做功。巡航飛行實現(xiàn)最小的直接成本，就是在燃油消耗和時間消耗之間的權衡和優(yōu)化。表征燃油消耗和時間消耗的主要參數是燃油流量、比航程（燃油里程）、公里耗油量、燃油消耗率等。(a) 燃油流量FF(Fuel Flow)，是指飛行時為基本時間（1?。┧牡娜加唾|量（kg），即是發(fā)動機消耗燃油的速率，則有南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning &am

6、p; Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.1 航程計算的幾個基本參數飛機巡航階段獲得的航程從本質上看，是通過發(fā)動機把燃油的能量轉變?yōu)閷︼w機做功。巡航飛行實現(xiàn)最小的直接成本，就是在燃油消耗和時間消耗之間的權衡和優(yōu)化。表征燃油消耗和時間消耗的主要參數是燃油流量、比航程（燃油里程）、公里耗油量、燃油消耗率等。(b) 比航程SR (Specific Range)，是指消耗燃油(kg)所飛過的水平距離(km或NM)，也稱為燃油航程比、燃油里程，則有南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Fli

7、ght Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.1 航程計算的幾個基本參數飛機巡航階段獲得的航程從本質上看，是通過發(fā)動機把燃油的能量轉變?yōu)閷︼w機做功。巡航飛行實現(xiàn)最小的直接成本，就是在燃油消耗和時間消耗之間的權衡和優(yōu)化。表征燃油消耗和時間消耗的主要參數是燃油流量、比航程（燃油里程）、公里耗油量、燃油消耗率等。(c) 燃油消耗率CTSFC(Thrustspecific fuel consumption)，是指發(fā)動機產生推力在時間所耗油量，則有：南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY

8、 COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.2 航程公式(a) 根據比航程的航程計算公式= R = dR = g × dR (5.2)SRmFdmFdWF在式(5.2)中，考慮到巡航階段燃油WF(=mFg)的消耗即為飛機重量W(=mg)的改變量（其值是減小的），因此有dW=dWF，因此由式(5.2)可得dR = SR × dW= - SR × dW= - SRW × dW(5.4)FgggW記飛

9、機起始巡航的重量為W1(=m1g)，巡航結束重量為W2(=m2g)，則W1> W2。在(，取巡航段的平均值(W·SR)avg，則由(5.4)式積分可得航程R為R = 1 × (S W） × ln W1(5.5)RavggW2由航程計算公式(5.5)可以看出，攜帶燃油越多即(W1/W2)越大則航程越大；而當消耗燃油相同即(W1/W2)不變時，(W·SR)越大則獲得的航程越大。南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE中把(W·SR)近似看作是第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Perform

10、ance and Planning & Weight and Balance= R = dR = g × dR mFFF(5.2)5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.2 航程公式SR=(5.3)CmFdmFdWFTSFCT × tT(b) 航程公式的進一步分析飛機的氣動效率(M·K)對航程的影響由式(5.2)可得SR=g·dR/dWF= (dR/dt)/dWF / (g·dt)= V/FF，將式(5.3)帶入此式可得= V =VSR(5.4)T × CTSFCFF巡航飛行時有T=D，W=L，則T=(W·D)/L而（

11、其中a0標準大氣海平面的聲速，巡航高度上的溫度比），將T和V的表達式帶入上式可得=V= a0q M 1 L = a0q× (M L ) × 1 S(5.6)RT × CCW DCDWTSFCTSFCTSFC將式(5.6)帶入式(5.4)可得a0qdR = - SR dW = - 1L × dW× M(5.7)ggCTSFCDW南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balan

12、cea0q5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.2 航程公式dR = - SR dW = - 1L × dW(5.7)× MggCTSFCDW(b) 航程公式的進一步分析飛機的氣動效率(M·K)對航程的影響(a0q和(M·L/D=M·K)變化很小，近似取平均值或認為其為通常巡航飛行時/ CTSFC )，則飛機由起始巡航的重量為W1巡航飛行到結束重量為W2的航程可由式(5.7)積分得q ）（×q ）（×1 ( a01 ( a0M L ）× ln W1=MK）× ln W1R =(5.8)gCTSFCDW2g

13、CTSFCW2由上式可見:巡航時攜帶燃油越多即(W1/W2)越大，則航程越遠；當巡航裝載的燃油一定時，飛機的氣動效率越高即(M·K)越大或選擇與(M·K)最大 時對應的速度巡航飛行，則航程越大。對于發(fā)動機而言其燃油消耗率越小，或是選擇其值較小的最有利高度飛行時，航程越大。南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance=V= a0q M1 L = a0q5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.3 影響

14、航程的因素× (M L ) × 1 SR(5.6)T × CTSFCCTSFCW DCTSFCDW根據燃油里程的定義可知，巡航飛行時合理地選擇高度和速度，當使燃油里程最大時，則意味著消耗相同的燃油能獲得最遠的航程。因此影響航程的因素可以歸結為影響燃油里程的因素。根據巡航飛行時W=L可得巡航速度為2WrSCLV =V12W× 1 × W12W× 1 ×L則由式(5.6)可得S=×=×RrSCrSCT × CCTWCTWTSFCTSFCLTSFCL再將W=0.5V2SCD，代入上式則得CL2S111

15、S=××××(5.9)RrCCWDTSFC利用式(5.9)和式(5.7)可得航程計算公式CLR = 22 ×1×× ( W -W )(5.10)12grSCCTSFCD南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.3 影響航程的因素由式(5.9)和(5.10)可知，影響航程的因素CL2S111=×&#

16、215;××S(5.9)RCCrWDTSFC飛C221)(5.10)R =××L × (-WW機的重量、速度、高度和發(fā)動機的燃油消耗率，在相同條件下，各因素的影響特性如下。12rSCCgTSFCD(a) 飛機的重量。巡航重量越重，燃油里程會降低，因此航程會減小。(c) 巡航高度。巡航高度越高密度(r)越小，則燃油里程更大，因此航程越遠。(d) 燃油消耗率。燃油消耗率越小，則航程越大。南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Pl

17、anning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.3 影響航程的因素由式(5.9)和(5.10)可知，影響航程的因素CL2S111S=××××(5.9)RCCrWDTSFC飛機的重量、速度、高度和發(fā)動機的燃油消耗率， R = 2 2 × 1×CL)(5.10)× ( W-W12grSCTSFCCD在相同條件下，各因素的影響特性如下。(b) 巡航速度。選擇與其動力參數(CL /CD )取最大值時對應的速度（即最大航程VMRC），此時的航程最大。參見圖5.2，速度VMRC對應推力

18、曲線上的A點，該點的角最小。而tanf=TRE/V，由于巡航時有TRE=D和W=L，該兩式相除可得巡航需用推力的表示式為TRE=W/(L/D)=W/(CL/CD)；又由W=L可得巡航時的速度為，因此有2WrSCLV =WrStanj = TRE =W11×=CLV22WrSCLCL(5.11)CDCD南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.3 影響航程的因素WrS

19、TW11tanj =×= RE V(5.11)C22WCL(b) 巡航速度。 L CDrSCLCD由于巡航飛行時W、r、S數，由式(5.11)可知，當f最小時，則tanf也最小，則此時對應的最大，( CL /CD )根據(5.9)式可知燃油里程此時也是最大的，故航程也是最大的，所以最小的f對應的速度T高度一定H=const重量一定W=constT=DRETRE就是最大航程速度V。通常MRC最大航程速度大于最小阻力速度VMD（亦稱有利速度即以最大升阻比Kmax飛行時對應的速度），且VMRC=1.316VMD。CL CDKmax= ()maxBATREminDminCL()CD maxV

20、KmaxminVTASVRmaxVMDVMRCV南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and BalanceVVS=(5.4)(5.8)5.1 巡航性能計算的基本公式RFT × CFTSFCq= 1 ( a0qR = 1 ( a0）（× M L ）× ln W1）（× MK）× ln W15.1.3 影響航程的因素gCTSFCDW2gCTSFCW2(e) 最大航程與航程因子的通過前

21、面的推導或比較式(5.4)和(5.8)可得1M L ）= a1WS= a×（××（×MK）(5.12)R00qqDC/C/TSFCTSFC1（× MK）a通常稱式(5.12)中的WS 或為航程因子，它是一個綜合反0qC/RTSFC映飛機的氣動效率、發(fā)動機特性的參數，特別對于現(xiàn)代大多數民航客機的巡航高度均在平流層，因此溫度保持不變(q=const)、發(fā)動機的燃油消耗率，因此航程因子主要取決于MK（稱之為巡航因子）。因此在也近似為平流層保持等高巡航時，可以通過尋找與最大的(MK)max對應的速度飛行可以獲得最大的航程。南京航空航天大學飛行學院FLI

22、GHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balancea0qdR = - SR dW= - 1× M L × dW5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.3 影響航程的因素(5.7)ggCTSFCDW根據燃油里程的定義可知，巡航飛行時合理地選擇高度和速度，當使燃油里程最大時，則意味著消耗相同的燃油能獲得最遠的航程。因此影響航程的因素可以歸結為影響燃油里程的因素。根據巡航飛行時W=L可得巡航速度為2WrSCLV =V12W× 1

23、 × W12W× 1 ×L則由式(5.6)可得S=×=×RrSCrSCT × CCTWCTWTSFCTSFCLTSFCLq ）（×q ）（×1 ( a0M L ）× ln W11 ( a0MK）× ln W1(5.8)R =gCTSFCDW2gCTSFCW2由上式可見:巡航時攜帶燃油越多即(W1/W2)越大，則航程越遠；當巡航裝載的燃油一定時，飛機的氣動效率越高即(M·K)越大或選擇與(M·K)最大時對應的速度巡航飛行，則航程越大。對于發(fā)動機而言其燃油消耗率越小，或是選擇其值

24、較小的最有利高度飛行時， 航程越大。南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balancea0qdR = - SR dW= - 1× M L × dW5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.3 影響航程的因素(5.7)ggCTSFCDW根據燃油里程的定義可知，巡航飛行時合理地選擇高度和速度，當使燃油里程最大時，則意味著消耗相同的燃油能獲得最遠的航程。因此影響航程的因素可以歸結為影響燃油里程的因素。根據巡航飛

25、行時W=L可得巡航速度為2WrSCLV =V12W× 1 × W12W× 1 ×L則由式(5.6)可得S=×=×RrSCrSCT × CCTWCTWTSFCTSFCLTSFCL=0.5rV2SCD，代入上式則得再將W=(5.9)C2111S=××L ××RrSCCWDTSFC利用式(5.9)和式(5.4)可得航程計算公式CLR = 22 ×1×× (W -W )(5.10)12grSCCTSFCD南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY

26、COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balancea0qdR = - SR= - 1× M L × dW5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.3 影響航程的因素dW(5.7)ggCTSFCDWCL2S111S=××××(5.9)RrCCW1DTSFCCL22R =××× (W -(5.10)W)12grSCCTSFCD由式(5.9)和(5.10)可知，影響航程的因素飛機的重量、速度、高度和發(fā)

27、動機的燃油消耗率，在相同條件下，各因素的影響特性如下。(a) 飛機的重量。巡航重量越重，燃油里程會降低，因此航程會減小。南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and BalanceCL5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.3 影響航程的因素2 × 1 ×× 1× 1 =SR(5.9)SCDCTSFCrWC2 21(5.10)R =××L × (W -W )12g

28、rSCCTSFCD(b) 巡航速度。選擇與其動力參數(CL /CD取)最大值時對應的速度（即最大航程VMRC），此時的航程最大。參見圖5.2，速度VMRC對應推力曲線上的A點，該點的f角最小。而tanf=TRE/V，由于巡航時有TRE=D和W=L，該兩式相除可得巡航需用推力的表示式為TRE=W/(L/D)= W/(CL/CD)；又由W=L可得巡航時的速2W度為V =rSCLT高度一定H=const重量一定W=constWrSTRE=Dtanj = TREW11因此有=×=CLV22WrSCLCLTRECDCD C Kmax= (L)CmaxADBTREminDminCL )(CD m

29、axVKmaxminVTASVRmaxVMDVMRCV南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and BalanceT5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.3 影響航程的因素(b) 巡航速度高度一定H=const重量一定W=constT=DRETREKmax= ( CL )CD maxBWrSATWCL11tanj =×= RE VTDminCL )2REmin2WrSCLC( L CDCD maxVKmaxCDminVV

30、RmaxTASVMDVMRCV由于巡航飛行時W、r、S數，由式(5.11)可知，當f最小時，則tanf也最大，根據(5.9)式可知燃油里程此時也是最最小，則此時對應的(CL /CD )大的，故航程也是最大的，所以最小的f對應的速度就是最大航程速度VMRC。通常最大航程速度大于最小阻力速度VMD（亦稱有利速度即以最大升阻比 Kmax飛行時對應的速度），且VMRC=1.316VMD。南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Bal

31、ance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.3 影響航程的因素(c) 巡航高度。巡航高度越高密度(r)越小，則燃油里程更大，因此航程越遠。(d) 燃油消耗率。燃油消耗率越小，則航程越大。(e) 最大航程與航程因子的通過前面的推導或比較式(5.4)和(5.8)可得1（× M L ）= a ×1WS= a ×（× MK）(5.12)R00qqDC/C/TSFCTSFC1（×aMK）為航程因子通常稱式(5.11)中的WSR或0qC/TSFC它是一個綜合反映飛機的氣動效率、發(fā)動機特性的參數，特別對于現(xiàn)代大多數 民航客機的巡航高度均在平流層，因此溫度保

32、持不變(q=const)、發(fā)動機的燃油，因此航程因子主要取決于MK（稱之為巡航因子）。因消耗率也近似為此在平流層保持等高巡航時，可以通過尋找與最大的(MK)max對應的速度飛行可以獲得最大的航程。南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.4 巡航速度的選擇及其影響因素 1L 1WSR = a0 ×（× M）= a0 ×（× MK）(5.

33、12)qqDCTSFC /CTSFC /從上面的分析可以看出，選擇合理的巡航速度和高度是提高航班飛行效益:的基礎。常用的巡航速度基于燃油里程分析的最大航程的速度MRC和長航程速度LRC；基于飛行成本指數（即使航班直接成本成本最低）的巡航速度。(a) 最大航程速度及其影響因素最大航程速度 VMRC(umRangeCruise) 亦即最大航程 MMR(um Range Mach Number)，是指在相同的巡航條件下，能使飛機航程最大的巡航速度或巡航MMR巡航飛行，相同條件下能實現(xiàn)給定距離時的油耗是最少的，亦或給定耗油 量時飛機的航程最大。南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY

34、 COLLEGE。即以最大航程速度VMRC或最大航程第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.4 巡航速度的選擇及其影響因素 1L 1WSR = a0 ×（× M）= a0 ×（×MK）(5.12)qqDCTSFC /CTSFC /(a) 最大航程速度VMRC(最大航程速度VMRC或最大航um Range Cruise)及其影響因素程MMR是對應于燃油SRSRmax里程最大時的速度。當飛機的巡航高度和重量一定

35、時， 可以得到燃油里程隨（速度）變化的曲線（如圖5.3），從中可以得到燃油里程最大時對應的最大航程速度VMRC 或最大航程MMR。(VTAS)VVMRCLRC南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE燃油里程1%×SRmaxMMMRMLRCH=const W=const第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.4 巡航速度的選擇及其影響因素 1L 1WSR = a0 ×（× M）= a0

36、 ×（×MK）(5.12)qqDCTSFC /CTSFC /(a) 最大航程速度VMRC(um Range Cruise)及其影響因素SRSRmax(W1)(1) 重量對最大航程速度的影響：當飛機的巡航高度一定時，不同重量下的燃油里程曲線會發(fā)生變化（如圖5.4所示）。通常其他條件一樣時，隨著巡航重量的增加，燃油里程不斷減小、最大航程速度S(W )Rmax2S(W )Rmax323MMMR(W3)MMR(W2)MMR(W1)或逐步增大。5.4 重量對燃油里程和最大航程的影響南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGEW重量增加1W W(VTAS)

37、H=constW1<W2<W3第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.4 巡航速度的選擇及其影響因素 1L 1WSR = a0 ×（× M）= a0 ×（×MK）(5.12)qqDCTSFC /CTSFC /(a) 最大航程速度VMRC(2) 高度對最大航程速度的影響當飛機的巡航重量一定時， 不同巡航高度對應的燃油里程曲線會變化規(guī)律如圖5.5所示。通常其他條件一樣時， 隨著巡航高度的增加，燃油里

38、程也不斷增加、最大航程um Range Cruise)及其影響因素SRSRmax(H3)SRmax(H2) SRmax(H1)HH23H1高度增加(VTAS)MMMR(H3)MMR(H1)MMR(H2)速度或。也會逐步增大5.4高度對燃油里程和最大航程的影響南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGEW=constH1<H2<H3第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.4 巡航速度的選擇及其影響因素 1L

39、 1WSR = a0 ×（× M）= a0 ×（×MK）(5.12)qqDCTSFC /CTSFC /(b) 長航程速度VLRC(Long-Range Cruise) 及其影響因素根據燃油里程曲線在最大燃油里程速度附近區(qū)域里，燃油里程隨速度的變化比較平緩， 通常選擇降低1%的燃油里程所對應的較大的速度巡航飛行，即對應于99%最大燃油里程的速度，該速度SRSRmax稱為速度 VLRC(Long-(VTAS)VMRCVLRCRange Cruise)或赫數MLRC。巡航馬南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE燃油里程1%&

40、#215;SRmaxMMMRMLRCH=const W=const第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.4 巡航速度的選擇及其影響因素 1L 1WSR = a0 ×（× M）= a0 ×（×MK）(5.12)qqDCTSFC /CTSFC /(b) 長航程速度VLRC(Long-Range Cruise) 及其影響因素在相同條件下，飛機以最大航程速度VMRC亦即最大航程MMR巡航飛SRSRmax(W1)S

41、Rmax(W2) SRmax(W3)行時，雖然燃油里程最大并能獲得最大的航程，但是由前面的分析可知， 巡航階段飛機的重量是逐漸減小的， 其燃油里程是增加的而最大航程速度 是減小的，這將導致與飛行速度不穩(wěn)W123定區(qū)（操縱特性和性都與正常飛MMMR(W3)MMR(W2)MMR(W1)行不同的區(qū)域，如圖5.22所示的小于最小阻力速度的區(qū)域）接近，因此不 利于飛行。南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE重量增加W W(VTAS)H=constW1<W2<W3第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Plann

42、ing & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.4 巡航速度的選擇及其影響因素 1L 1WSR = a0 ×（× M）= a0 ×（× MK）(5.12)qqDCTSFC /CTSFC /(b) 長航程速度VLRC(Long-Range Cruise) 及其影響因素由于VLRC或MLRC相比VMRC或MMR增加較多，雖然燃油里程降低了1%但是巡航速度獲得了增加，遠離了速度不區(qū)域因而性和操縱性會更好，同時飛行時間得以減MLRC是既省油且小，從而補償了燃油的損失，因此巡航飛行品質又巡航速度，是實際飛行中常使用的巡

43、航方式。相同條件下巡航高度和重量對其影響特性與最大航程速度相同，即高度一定時，MLRC隨重量減小而減小，燃油里程增大；重量一定時，MLRC隨高度減小而減小，燃油里程也減小。SRSRmax(VTAS)VMRCVLRC南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE燃油里程1%×SRmaxMMMRMLRCH=const W=const速度VLRC或第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.4 巡航速度的選擇及其影響因

44、素(c)巡航巡航MECON是指航班飛行的直接運營成本DOC (Direct OperatingCosts)最小時的巡航或速度。通常直接運營成本DOC主要包含三部分：固定成本，如稅金、保險費等，通常是保持不變的；與飛行時間相關的成本，如小時維護成本、折舊、的小時費、空管和機場等服務費，一般與飛行時間成正比；與油耗相關的成本，與燃油價格相關，主要取決于航程。航班的直接運營成本記作C這可表達為C=CFWF+Ctt+C0(5.13)南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planni

45、ng & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.4 巡航速度的選擇及其影響因素(c)巡航C=CFWF+Ctt+C0(5.13)其中：CF燃油成本系數(¥/kg或$/100lb)；WF消耗的燃油(kg)；Ct時間成本系數($/h，¥/h)；t飛行時間(h)；C0固定成本(¥或$)。直接運營成本DOC與巡航直接運營成本DOC成本數的如圖5.6所示。使得直接成本最低即圖中DOCmin 對應DOCmin的巡航速度即為數MECON。巡航燃油成本時間成本min 燃油成本min時間成本最佳巡航或速度的選擇，實際上就是使式(5.13)的

46、直接成本最小。固定成本MECONMMMRMMO南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.4 巡航速度的選擇及其影響因素(c)巡航C=CFWF+Ctt+C0(1) 影響成本指數的主要因素由式(5.13)可得直接運營成本隨巡航距離的變化率（即）為(5.13)巡航距離的直接運營成本dCdWFdt1dt11V1+ CI )= C+ C= C+ C= C+ C= C (5.14)FtF

47、tFtFdRdRdRdR / dWdRCCVFRR其中CI=Ct/CF飛行成本指數(Cost Index)，即時間成本系數與燃油成本系數之比，其量綱為MT-1，常用是kg/min或100lb/h。直接運營成本低應該使(5.14)式確定的dC/dR小，由此可知直接運營成本隨燃油里程的增大而減?。ㄈ加统杀荆?，隨飛行速度的增加而減?。〞r間成本）。南京航空航天大學飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5

48、.1.4 巡航速度的選擇及其影響因素(c)C=CFWF+Ctt+C0(5.13)巡航(1) 影響成本指數的主要因素dCdWFdt1dt11V1+ CI )= C+ C= C+ C= C+ C= C (5.14)FtFtFtFdRdRdRdR / dWdRCCVFRR飛行速度的影響大小取決于成本指數。特別：CI程CI= 0：飛行時間成本為0，此時MECON=MMR（燃油里程最大時的最大航）；=CImax：飛行時間成本高，燃油成本低，MECON=最大速度，實現(xiàn)速度通常為選為(MMO0.02)飛行時間最短巡航飛行。 最大 (VMO10kt)?；蚰暇┖娇蘸教齑髮W飛行學院FLIGHT TECHNOLOGY COLLEGE第 5 章 飛機的巡航性能飛行性能與計劃Flight Performance and Planning & Weight and Balance5.1 巡航性能計算的基本公式5.1.4 巡航速度的選擇及其影響因素(c)(2) 最低成本指數的巡航速度C=CFWF+Ctt+C0(5.13)把