第18講：飛機(jī)飛行性能分析

飛機(jī)飛行性能計(jì)算飛機(jī)總體設(shè)計(jì)框架設(shè)計(jì)要求

布局型式選擇

主要參數(shù)計(jì)算

發(fā)動(dòng)機(jī)選擇部件外形設(shè)計(jì)機(jī)身

機(jī)翼

尾翼

起落架

進(jìn)氣道

總體布局三面圖部位安排圖結(jié)構(gòu)布置圖

分析計(jì)算重量計(jì)算

氣動(dòng)計(jì)算性能計(jì)算

結(jié)構(gòu)分析

是否滿足設(shè)計(jì)要求？最優(yōu)？內(nèi)容提要有關(guān)飛行包線的概念平飛需用推力(功率)和最大平飛速度計(jì)算升限計(jì)算水平加(減)速性能計(jì)算盤旋性能計(jì)算爬升性能計(jì)算航程、航時(shí)計(jì)算起飛、著陸性能計(jì)算飛行包線平飛需用推力計(jì)算公式其中：

——速壓Pa

S——機(jī)翼參考面積(m2)——基準(zhǔn)高度、基本構(gòu)形的零升阻力系數(shù)

A——升致阻力因子

——高度修正量(或雷諾數(shù)修正量)

——外掛物阻力系數(shù)增量

——飛機(jī)升力系數(shù)

計(jì)算方法

平飛需用功率計(jì)算公式其中：

——需用功率(W)——H＝0時(shí)的速度(km／h)——在不同高度上對應(yīng)的速度(km／h)——密度比K——升阻比

最大平飛速度升限計(jì)算定義

(1)理論升限——在給定飛機(jī)重量和給定發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)下，飛機(jī)能保持等速水平直線飛行的最大高度，也就是最大爬升率等于零時(shí)的飛行高度。(2)實(shí)用升限——在給定飛機(jī)重量和給定發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)下，對于軍用飛機(jī)，亞聲速飛行最大爬升率為0.5m／s時(shí)的飛行高度；超聲速飛行最大爬升率為5m／s時(shí)的飛行高度。計(jì)算公式其中：

——計(jì)算升限高度上的大氣壓力

G

——升限計(jì)算所用給定重力

——升限飛行升力系數(shù)計(jì)算方法1.確定升限計(jì)算重量；2.采用逐次逼近的方法，首先假定一個(gè)升限，3.利用圖4查得，再利用圖2、3、5查得對應(yīng)速度的、A、值，4.計(jì)算

。把這些參數(shù)代入公式求得值，如果≤0.3，代入公式求；否則，求，并以此值查飛機(jī)基準(zhǔn)高度、基本構(gòu)形的極曲線，求得值，代入公式求。5.最后查國際標(biāo)準(zhǔn)大氣表得到計(jì)算升限高度。6.若精度不夠，則重復(fù)以上步驟。水平加(減)速性能計(jì)算計(jì)算公式計(jì)算方法1.把要計(jì)算的加(減)速段分成若干個(gè)小速度段，在每個(gè)小速度段中都假定飛機(jī)作等加(減)速運(yùn)動(dòng)。2.計(jì)算3.計(jì)算結(jié)果代入公式得到、、，4.求和盤旋性能計(jì)算定常盤旋計(jì)算公式盤旋半徑：盤旋一周的時(shí)間：盤旋角速度：盤旋過載：[(o)/s]

式中：——盤旋狀態(tài)飛機(jī)升力系數(shù)——平飛升力系數(shù)計(jì)算方法1.給定計(jì)算高度、計(jì)算Ma數(shù)和計(jì)算重量。2.根據(jù)式、和飛機(jī)氣動(dòng)力特性及動(dòng)力裝置推力特性計(jì)算和3.當(dāng)在小升力系數(shù)范圍，如≤0.3，則可根據(jù)式計(jì)算盤旋過載。4.升力系數(shù)比較大時(shí)(如>0.3)，則可根據(jù)由飛機(jī)基準(zhǔn)高度、基本構(gòu)形的極曲線查得值，然后用式計(jì)算。5.計(jì)算爬升性能計(jì)算爬升性能的主要指標(biāo)是給定高度的最大爬升率、爬升軌跡角、爬升時(shí)間、爬升所經(jīng)過的水平距離和所消耗的燃油量。影響飛機(jī)爬升性能的主要因素是飛機(jī)的剩余推力和爬升方式。爬升性能計(jì)算1.等速爬升計(jì)算公式計(jì)算方法爬升時(shí)間、水平前進(jìn)距離、軌跡角及耗油量，工程上常采用給定初值的數(shù)值積分方法計(jì)算:式中：、、2.加速爬升計(jì)算公式加速爬升，即爬升過程中邊爬升邊加速。此種爬升常用于飛機(jī)離地后的加速爬升和現(xiàn)代殲擊機(jī)保持最大能量狀態(tài)的加速爬升，即最短時(shí)間爬升或最少耗油爬升。

其余式與等速爬升相同。也可以采用給定初值的數(shù)值積分進(jìn)行計(jì)算。

航程計(jì)算技術(shù)航程——飛機(jī)沿預(yù)定航線，耗盡其可用燃油所經(jīng)過的水平距離(包括爬升、下滑段的水平距離)。(投掉耗盡燃油的空副油箱。)實(shí)用航程——飛機(jī)沿預(yù)定航線并留有規(guī)定的著陸余油所能達(dá)到的水平距離。(投掉耗盡燃油的空副油箱。)轉(zhuǎn)場航程——飛機(jī)裝載最大燃油量所能達(dá)到的航程。(中途不投掉空副油箱。)計(jì)算公式飛機(jī)的航程是由爬升段、巡航段和下滑段組成的，其式為：

其中爬升段和下滑段航程約占飛機(jī)總航程的10％左右。爬升段航程按前面介紹的方法計(jì)算。

對于等高、等速航程，巡航段航程為：

式中：——巡航段可用燃油量(kg)；——平均公里耗油量(kg／km)；——發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率[kg(／N·h)]——推力有效系數(shù)；——巡航速度(km／h)；

D——巡航段飛機(jī)阻力。計(jì)算方法①確定

②計(jì)算飛機(jī)阻力——需用推力

③確定

發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率是飛行高度、速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)，通常以轉(zhuǎn)速特性給出。

由，就可以在圖上查得

續(xù)航時(shí)間計(jì)算續(xù)航時(shí)間是指飛機(jī)從起飛爬升到安全高度起，至下滑到著陸航線高度止所經(jīng)過的飛行時(shí)間。最大航程和最大續(xù)航時(shí)間起飛性能計(jì)算1.起飛速度計(jì)算受失速速度限制時(shí)，飛機(jī)離地速度為受擦地角或前方視界限制時(shí)，飛機(jī)離地速度為2.起飛滑跑距離計(jì)算把起飛滑跑分成三輪滑跑和抬前輪后的兩輪滑跑兩個(gè)部分。第一部分假定從零速度開始加速到起飛離地速度，滑跑距離為:

式中:

第二段滑跑假定以跑3s，則：

總滑跑距離為：著陸性能計(jì)算1.著陸速度計(jì)算飛機(jī)的著陸速度為：式中：——接地速度(km／h)；——接地時(shí)升力系數(shù)；K——地面效應(yīng)影響系數(shù)，一般取0.90～0.95。

2.著陸滑跑距離計(jì)算式中：——滾動(dòng)摩擦因數(shù)(0.03～0.05)；

——使用剎車時(shí)的折算摩擦因數(shù)(0.25～0.3)；

——飛機(jī)接地速度；——前輪接地時(shí)的速度，(可取0.95邯)；——減速傘阻力系數(shù)；、——分別是兩輪滑跑和三輪滑跑時(shí)的飛機(jī)阻力系數(shù)；、——分別是兩輪滑跑和三輪滑跑時(shí)的升力系數(shù)。