第三章 飛機飛行的原理

第三章飛機飛行原理第一節(jié)大氣的基本性質(zhì)不論是輕于空氣的飛行器還是重于空氣的飛行器，都要在大氣層中飛行。航天器在發(fā)射和返回地球時，也要通過大氣層。大氣層包圍著地球，并隨地球旋轉(zhuǎn)著，從地面以上，隨著高度的增加，大氣密度、壓力、溫度和聲速也在變化著。

大氣這些物理性質(zhì)的變化：首先，直接影響飛行器的空氣動力性能，大約在50~100千米的高度上，空氣升力就基本上消失;其次，氣象是與大氣運動直接有關(guān)的十分復(fù)雜的現(xiàn)象，在高度32千米以下與飛行有著密切的聯(lián)系;再者，飛行器發(fā)動機的工作狀況也受大氣的影響，特別是空氣密度隨著高度的增加而減小，發(fā)動機功率會相應(yīng)減小并產(chǎn)生其他方面的變化;最后，飛行高度愈高，周圍環(huán)境與地面的差異也愈大，對人體的影響也愈大。為了保證飛行器中乘員的生命安全及正常的生存條件，有必要創(chuàng)造一個適合人體需要的艙內(nèi)環(huán)境。

基于上述原因，我們在研究空氣動力學(xué)和飛行器時，要先對空氣的基本性質(zhì)和大氣的狀況有所了解。一、大氣的結(jié)構(gòu)和氣象要素在討論大氣中的氣象現(xiàn)象及天氣過程時，可將大氣看作一種混合物，它由三個部分組成：干潔空氣、水汽和大氣雜質(zhì)。干潔空氣是構(gòu)成大氣的最主要部分，一般意義上所說的空氣，就是指這一部分。空氣是由不同成分的氣體分子所組成的。這些分子不停地、無規(guī)則地運動著，分子之間有著很大的自由距離。分子以不同的運動速度向不同方向運動，并且互相碰撞，它們的動能以熱能和壓力的形式表現(xiàn)出來?？諝獍大w積計算，氮氣約占78%，氧氣約占21%，其余為二氧化碳、氫、氫、氖、氦等氣體。

在構(gòu)成空氣的多種成分中，對天氣影響較大的是二氧化碳和臭氧。二氧化碳對地球具有溫室效應(yīng)的作用。臭氧能強烈吸收太陽紫外線，臭氧層通過吸收太陽紫外輻射而增溫，改變了大氣溫度的垂直分布，同時，也使地球生物免受了過多紫外線的照射。地表和潮濕物體表面的水分蒸發(fā)進入大氣就形成了大氣中的水汽。大氣中的水汽含量平均約占整個大氣體積的0%~5%左右，并隨著高度的增加而逐漸減少。水汽是成云致雨的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此大多數(shù)復(fù)雜天氣都出現(xiàn)在中低空，高空天氣往往很晴朗。水汽隨大氣運動而運動，并可在一定條件下發(fā)生狀態(tài)變化，即氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換。大氣雜質(zhì)又稱為氣溶膠粒子，是指懸浮于大氣中的固體微?；蛩Y(jié)物。固體微粒包括煙粒、鹽粒、塵粒等。煙粒主要來源于物質(zhì)燃燒，鹽粒主要是濺入空中的海水蒸發(fā)后留下的鹽核，而塵粒則是被風(fēng)吹起的土壤微粒和火山噴發(fā)后在空中留下的塵埃。水汽凝結(jié)物包括大氣中的水滴和冰粒。在一定的天氣條件下，大氣雜質(zhì)常聚集在一起，形成各種天氣現(xiàn)象，如云、霧、雨、雪、風(fēng)沙等，它們使大氣透明度變差，并能吸收、散射和反射地面和太陽輻射，影響大氣的溫度。為了描述大氣狀態(tài)的變化，引入了氣溫、氣壓、濕度、能見度和風(fēng)、云等基本氣象要素。1.氣溫的概念氣溫是指空氣的冷暖程度?？諝饫錈岢潭鹊膶嵸|(zhì)是空氣分子平均動能大小的表現(xiàn)。當(dāng)空氣獲得熱量時，它的分子平均動能增加，氣溫也就升高;反之則為減小，氣溫隨之降低。所以，氣溫的高低，反映了空氣分子平均動能的大小。氣溫通常用三種溫度來量度，即攝氏溫度(℃)、華氏溫度(°F)和絕對溫度(K)。攝氏溫度將標(biāo)準(zhǔn)狀況下純水的冰點定為0℃，沸點定為100°C，其間分為100等分，每一等分為1℃。華氏溫度是將純水的冰點定為32°F,沸點定為212°F，其間分為180等分，每一等分為1°F，可見1℃與1°F是不相等的。將攝氏度換算為華氏度的關(guān)系式為:在理論計算中，常使用絕對溫度的概念。當(dāng)空氣分子停止不規(guī)則的熱運動時，即分子的運動速度為零時，我們把此時的溫度作為絕對溫度的零度。絕對溫度用開氏度(K)表示，絕對溫度的零度相當(dāng)-273攝氏度。

氣溫的變化直接影響著飛機的飛行性能，例如當(dāng)氣溫升高時，則大氣密度必然會減小，空氣的壓縮性差，使發(fā)動機的推力減小;當(dāng)氣溫降低時，空氣密度加大，自然發(fā)動機功率也加大，平飛最大速度也增加。經(jīng)過試驗，氣溫由+30℃下降到-30°C，發(fā)動機功率可以相差45%。氣溫的高低還會影響升限（是指航空器所能達到的最大平飛高度。達到一定高度時，航空器因推力不足，已無爬高能力而只能維持平飛，此高度即為航空器的升限。）。當(dāng)氣溫升高后飛行會出現(xiàn)掉高（飛機降低高度）現(xiàn)象，而在降低氣溫的條件下飛行時，可以增大升限。

氣溫的高低最為主要的是影響著飛機的起飛和著陸。在低氣溫條件下，空氣密度大，飛機增速快，升力也大，起飛滑跑距離要短一些;當(dāng)氣溫較高時，空氣密度小，發(fā)動機功率減小，飛機增速慢，升力也減小，因此需要的起飛滑跑距離要增長。同樣的道理，在高氣溫條件下著陸時，空氣密度小、阻力小，飛機減速慢，需要的滑跑距離長，反之則需要的距離短。

此外，氣溫的高低還影響著飛機的燃油消耗，一般情況下，氣溫升高，燃油消耗也會增加，氣溫下降，燃油消耗率也隨之下降。2.氣壓氣壓就是大氣壓強，是指任何表面的單位面積上承受空氣柱的重量。度量氣壓的單位為帕斯卡，簡稱帕，符號是Pa。另一常用氣壓單位是毫米水銀柱高(mmHg)，在氣象學(xué)上規(guī)定，氣溫為0℃，緯度為45°的海平面氣壓，稱作一個大氣壓，其值為760毫米汞柱。該值相當(dāng)于1013025帕。氣壓的大小和高度、溫度、密度有關(guān)，一般情況下隨高度的升高而降低。通常在標(biāo)準(zhǔn)條件下高度每升高11米，氣壓降低1毫米汞柱，并依此規(guī)律來測量飛行高度，因而氣壓也就成了重要的大氣資料。3.濕度

濕度是指空氣中水汽的含量，即潮濕的程度。濕度通常用絕對濕度、水汽壓、比濕、相對濕度和露點溫度來表示。

絕對濕度:單位體積中所含水汽的質(zhì)量。又稱水汽密度。

水汽壓:潮濕空氣中水汽的分壓。它是氣壓的一部分。在溫度一定的情況下，單位體積空氣中能容納的水汽量有一定的限度如果水汽含量達到了這個限度，就是飽和空氣。此時的水汽壓叫飽和水汽壓。

比濕:濕空氣中水汽質(zhì)量和潮濕空氣質(zhì)量之比。即在1000克濕空氣中含有多少克水汽。

相對溫度:為空氣中的實際水汽壓與同溫度的飽和水汽壓的百分比。

露點溫度:當(dāng)空氣中水汽含量不變且氣壓一定時，氣溫降低到使空氣達到飽和時的溫度稱為露點溫度，簡稱露點。上述數(shù)據(jù)就是分析天氣形勢的重要參數(shù)，在這些參數(shù)中，核心是水汽。水汽由地球表面蒸發(fā)而來;水汽進人大氣后，在一定條件下，會凝結(jié)產(chǎn)生云、霧、雨、雪等天氣現(xiàn)象，從而影響著飛機的飛行。大氣的基本性質(zhì)

能見度是指正常視力者能看清目標(biāo)輪廓的最大水平距離。對飛行員來說，最重要的是跑道能見度（著陸能見度），它是指飛機在下降著陸過程中飛行員能看清跑道近端的最遠距離。影響能見度的因素很多，主要的是受大氣透明度(如云、霧、煙、沙塵及水滴等直接影響著大氣的透明狀況因素)，夜間的燈光強度等。大氣的基本性質(zhì)

風(fēng)是指空氣的水平流動。風(fēng)的存在使飛機的飛行增加了一定的復(fù)雜性，它直接影響著起飛、著陸、巡航和油量的消耗。機場跑道方向是固定的，而風(fēng)的矢量是經(jīng)常變化。因此，實際上起飛、著陸往往是在側(cè)風(fēng)條件下進行。側(cè)風(fēng)使飛機偏離跑道，而且側(cè)風(fēng)角度越大或者風(fēng)速越大，偏離得越利害。所以在側(cè)風(fēng)中根據(jù)具體情況作必要的修正，才能保證對準(zhǔn)跑道，安全起降。飛機著陸遇側(cè)風(fēng)大氣的基本性質(zhì)

云是空中水氣的凝結(jié)物。云的不同形狀和變化，既能反映當(dāng)時大氣運動的狀態(tài)，又能預(yù)示未來的天氣變化，有經(jīng)驗的飛行人員把云稱為“空中地形”和“空中的路標(biāo)”。云對飛行的影響有以下幾點：（1）低云妨礙飛機的起飛、降落。（2）云中飛行可能出現(xiàn)顛簇。（3）云中飛行還可能造成飛機積冰。大氣的基本性質(zhì)

降水是云霧中的水滴或冰晶降到地面的現(xiàn)象。降水通常指雨、雪、冰、雹等。降水對飛行的影響:1．降水使能見度減小。2．過冷雨滴會造成飛機結(jié)冰。3.低空降水產(chǎn)生的碎雨云，直接影響著飛機的起飛、著陸。4．降水影響了跑道的正常使用。降水改變了滑行階段的摩擦系數(shù)，增長了滑行距離。跑道可分為干跑道和濕跑道二類，干跑道屬于正常起降，而濕跑道，則要分下面四種情況：（1）濕跑道——雖經(jīng)降水，并無積水時，可以正常起降。（2）積水跑道——因降水太大或道面排水不良引起跑道積水時，飛機輪胎與道面間有一層極薄的水膜，使摩擦力顯著減小，滑跑距離增大，造成所謂的“滑水”現(xiàn)象。（3）結(jié)冰跑道——道跑道結(jié)冰后，改變了摩擦系數(shù)，不僅延長了滑行距離，而且方向也不好掌握。（4）積雪跑道——積雪和積水相似，但要分干雪、濕雪和溶雪。積雪不能起飛、也不能著陸。所以，要盡快除雪，否則可到備降場降陸。二、大氣飛行環(huán)境按照大氣在鉛直方向的各種特性，將大氣分成若干層次。按大氣溫度隨高度分布的特征，可把大氣分成對流層、平流層、中間層、電離（熱）層和散逸層。1、對流層對流層是大氣的最下層。它的高度因緯度和季節(jié)而異。就緯度而言，低緯度平均為17～18公里；中緯度平均為10～12公里；高緯度僅8～9公里。就季節(jié)而言，對流層上界的高度，夏季大于冬季。對流層的主要特征：①氣溫隨高度的增加而遞減，平均每升高100米，氣溫降低0.65℃。其原因是太陽輻射首先主要加熱地面，再由地面把熱量傳給大氣，因而愈近地面的空氣受熱愈多，氣溫愈高，遠離地面則氣溫逐漸降低。②天氣的復(fù)雜多變。對流層集中了75％大氣質(zhì)量和90％的水汽，因此伴隨強烈的對流運動，產(chǎn)生水相變化，形成云、雨、雪等復(fù)雜的天氣現(xiàn)象。③空氣有強烈的對流運動。地面性質(zhì)不同，因而受熱不均。暖的地方空氣受熱膨脹而上升，冷的地方空氣冷縮而下降，從而產(chǎn)生空氣對流運動。對流運動使高層和低層空氣得以交換，促進熱量和水分傳輸，對成云致雨有重要作用。2、平流層自對流層頂向上50~55公里高度，為平流層。其主要特征：①溫度隨高度增加由等溫分布變逆溫分布。平流層的下層隨高度增加氣溫變化很小。大約在20公里以上，氣溫又隨高度增加而顯著升高，出現(xiàn)逆溫層。這是因為20～25公里高度處，臭氧含量最多。臭氧能吸收大量太陽紫外線，從而使氣溫升高。②垂直氣流顯著減弱。平流層中空氣以水平運動為主，空氣垂直混合明顯減弱，整個平流層比較平穩(wěn)。③水汽、塵埃含量極少。由于水汽、塵埃含量少，對流層中的天氣現(xiàn)象在這一層很少見。平流層天氣晴朗，大氣透明度好。3、中間層從平流層頂?shù)?5公里高度為中間層。其主要特征：①氣溫隨高度增高而迅速降低，中間層的頂界氣溫降至－83℃～－113℃。因為該層臭氧含量極少，不能大量吸收太陽紫外線，而氮、氧能吸收的短波輻射又大部分被上層大氣所吸收，故氣溫隨高度增加而遞減。②出現(xiàn)強烈地對流運動。這是由于該層大氣上部冷、下部暖，致使空氣產(chǎn)生對流運動。但由于該層空氣稀薄，空氣的對流運動不能與對流層相比。4、電離層從中間層頂?shù)?00公里高度為電離層。電離層的特征：①隨高度的增高，氣溫迅速升高。據(jù)探測，在300公里高度上，氣溫可達1000℃以上。這是由于所有波長小于0.175微米的太陽紫外輻射都被該層的大氣物質(zhì)所吸收，從而使其增溫的緣故。故電離層又稱為暖層。②空氣處于高度電離狀態(tài)。這一層空氣密度很小，在270公里高度處，空氣密度約為地面空氣密度的百億分之一。由于空氣密度小，在太陽紫外線和宇宙射線的作用下，氧分子和部分氮分子被分解，并處于高度電離狀態(tài)，電離層具有反射無線電波的能力，對無線電通訊有重要意義。5、散逸層電離層頂以上，稱外層。它是大氣的最外一層，也是大氣層和星際空間的過渡層，但無明顯的邊界線。這一層，空氣極其稀薄，大氣質(zhì)點碰撞機會很小。氣溫也隨高度增加而升高。由于氣溫很高，空氣粒子運動速度很快，又因距地球表面遠，受地球引力作用小，故一些高速運動的空氣質(zhì)點不斷散逸到星際空間，散逸層由此而得名。據(jù)宇宙火箭資料證明，在地球大氣層外的空間，還圍繞由電離氣體組成極稀薄的大氣層，稱為“地冕”。它一直伸展到22000公里高度。由此可見，大氣層與星際空間是逐漸過渡的，并沒有截然的界限。從地表到太空依次為：對流層[天氣現(xiàn)象形成區(qū)]、平流層[民航飛機飛行區(qū)]、中間層[下部為臭氧層，上部空氣稀薄]、電離層[氣象氣球飛行區(qū)]、散逸層（外層）[衛(wèi)星飛行區(qū)]對流層、中間層[溫度隨高度增高而下降]平流層、電離層、散逸層[溫度隨高度增高而上升]大氣溫度隨高度增高而稀薄大氣厚度5000萬米（1000米以上空氣密度幾乎為零）三、國際標(biāo)準(zhǔn)大氣地球的周圍被厚厚的空氣包圍著，這些空氣被稱為大氣層?？諝饪梢韵蛩菢幼杂傻牧鲃樱瑫r它也受重力作用。因此空氣的內(nèi)部向各個方向都有壓強，這個壓強被稱為大氣壓。國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。以海平面的高度為零。在海平面，空氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為：氣壓：760毫米汞柱氣溫：15℃聲速：341米/秒空氣密度：1.225千克/立方米第二節(jié)

流體連續(xù)性定理和伯努利定理到18世紀(jì)，伯努利對流體運動進行了深入研究并建立了伯努利定理，才展示了流體運動的基本力學(xué)原理，奠定了飛機產(chǎn)生升力的理論基礎(chǔ)。一、升力的產(chǎn)生1.伯努力定理在穩(wěn)定流動的條件下：（1）流動是連續(xù)的，進口處和出口處所流過的流體的質(zhì)量是相同的。（2）截面積小的地方流速大，截面積大的地方流速小。（3）截面積小的地方靜壓小，截面積大的地方靜壓大。一、升力的產(chǎn)生小實驗山谷里的風(fēng)通常比平原大高樓大廈之間的對流通常比空曠地帶大思考生活中的伯努利原理河水在河道窄的地方流得快，河道寬的地方流得慢火車站臺安全線火車站臺安全線人壓強大安全線地鐵V壓強小VPVP第三節(jié)飛機飛行的升力和阻力飛機上的作用力

飛機在空氣中之所以能飛行，最基本的事實是，有一股力量克服了它的重量，把它托舉在空中。而這種力量主要是靠飛機的機翼產(chǎn)生的。飛機的機翼不是一塊平板，而是一個從前緣到后緣不同厚度的曲面體，如果把機翼平行于飛機對稱切開，露出的切面就是翼剖面，又稱翼型。亞聲速飛機的翼型前緣厚，較圓滑，后緣薄而尖銳，上翼面的彎度大，而下翼面比較平直。因此，當(dāng)飛機飛行時，氣流流經(jīng)機翼上表面的路程長，流速快而壓力低，流經(jīng)下翼面的路程短，流速慢而壓力高，由于上下翼面的壓力差，產(chǎn)生一個向上且向后傾斜的總空氣動力，其指向上方且與相對氣流垂直的分力，就是托舉飛行的升力。當(dāng)機翼產(chǎn)生的升力克服了飛機的重力時，飛機就騰空而起了。一、升力

翼型——伯努利定理的應(yīng)用2.翼型前緣點后緣點翼弦弦長迎角飛行方向相對氣流翼型---就是把機翼沿平行機身縱軸方向切下的剖面,機翼的翼型是流線型的,上表面彎曲大,下表面彎曲小或者是平面.前緣點---翼型的最前一點叫作前緣點后緣點---翼型的最后一點叫作后緣點翼弦---前緣點和后緣點的連線叫翼弦迎角(攻角)---迎角是翼弦和相對氣流方向的夾角，翼弦向上形成正迎角,向下為負(fù)迎角翼型負(fù)迎角飛行方向相對氣流翼弦機翼形狀矩形：早期飛機，制造簡單、阻力大。橢圓翼：阻力最小，但制造復(fù)雜。梯形：阻力較小，制造簡單，活塞式發(fā)動機采用的機翼。后掠機翼：減小激波阻力、適應(yīng)高速飛行。三角翼：最大的好處就是能在跨音速性能較高的基礎(chǔ)上擁有最大的機翼面積,從而擁有一個更大的升力,而大升力是高機動性的保證,所以擁有一個較高的速度和較好的機動能力.。（1）物體形狀不同，流線譜不同。（2）形狀相同，但是空氣流向物體的相對關(guān)系不同，流線譜不同。（3）空氣流向物體受阻擋，流管就要變粗，空氣流過物體外凸地方時，流管要變細(xì)。（4）空氣流過物體時，在物體的后部會出現(xiàn)渦流區(qū)。升力的產(chǎn)生——伯努利定理的應(yīng)用升力的產(chǎn)生——伯努利定理的應(yīng)用機翼表面的壓力分布結(jié)論：機翼升力的產(chǎn)生主要由上表面吸力的作用，而不是靠下表面的壓力。

升力影響升力的因素:機翼面積S大氣密度ρ飛機空速v升力系數(shù)CL升力公式:二、阻力飛機所受的阻力可以分為:摩擦阻力壓差阻力誘導(dǎo)阻力干擾阻力激波阻力（高速飛行時產(chǎn)生）一、摩擦阻力單位：Pa·s(1)摩擦阻力摩擦阻力大小取決于:空氣的粘性飛機表面的狀況同氣流接觸的飛機表面的面積減小摩擦阻力的方法:盡可能把飛機表面做得光滑些盡可能縮小飛機的表面面積(2)壓差阻力“壓差阻力”的產(chǎn)生是由于運動著的物體前后所形成的壓強差所形成的。機翼前緣部分，空氣受阻擋，流速變慢，壓力增大；機翼后緣，由于氣流分離形成渦流區(qū)，壓力減小。前后壓差形成壓差阻力。減小壓差阻力的方法:迎風(fēng)面積越大，壓差阻力越大；水滴型，前鈍后尖，壓差阻力最小；迎角越大，壓差阻力越大。(3)誘導(dǎo)阻力(3)誘導(dǎo)阻力這是機翼所獨有的一種阻力。因為這種阻力是伴隨著機翼上升力的產(chǎn)生而產(chǎn)生的。也許可以說它是為了產(chǎn)生升力而付出的一種代價。降低誘導(dǎo)阻力的方法:翼面加裝翼刀翼尖加裝小翼(4)干擾阻力所謂“干擾阻力”就是飛機各部分之間由于氣流相互干擾而產(chǎn)生的一種額外阻力減少干擾阻力方法:加裝整流罩做成融合體干擾阻力產(chǎn)生部位：機身和機翼機身和尾翼機翼和發(fā)動機短艙機翼和副油箱

激波阻力：飛機在空氣中飛行時，前端對空氣產(chǎn)生擾動，這個擾動以擾動波的形式以音速傳播，當(dāng)飛機的速度小于音速

時，擾動波的傳播速度大于飛機前進速度，因此它的傳播方式為四面八方；而當(dāng)物體以音速或超音速運動時，擾動波的傳播速度等于或小于飛機前進速度，這樣，后續(xù)時間的擾動就會同已有的擾動波疊加在一起，形成較強的波，空氣遭到強烈的壓縮、而形成了激波。(5)激波阻力協(xié)和式飛機空氣在通過激波時，受到薄薄一層稠密空氣的阻滯，使得氣流速度急驟降低，由阻滯產(chǎn)生的熱量來不及散布，于是加熱了空氣。加熱所需的能量由消耗的動能而來。在這里，能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化--由動能變?yōu)闊崮?。動能的消耗表示產(chǎn)生了一種特別的阻力。這一阻力由于隨激波的形成而來，所以就叫做"波阻"。從能量的觀點來看，波阻就是這樣產(chǎn)生的。激波帶來阻力的原因減小激波阻力的方法后掠角---機翼前緣同機身軸線的垂直線之間的夾角稱為掠角,如果向后,這個夾角稱為后掠角,有后掠角的機翼稱為后掠機翼,掠角為0度的機翼稱為平直機翼.加裝翼刀突破音障第四節(jié)飛機的飛行控制飛機的飛行控制1.飛機的平衡橫滾---飛機繞縱軸的轉(zhuǎn)動俯仰---飛機繞橫軸的轉(zhuǎn)動偏航---飛機繞立軸的轉(zhuǎn)動1.飛機的平衡升力推力重力阻力重力升力阻力上升下降受力分析上升過程：重力分力做阻力，需適當(dāng)加大油門下降過程：重力分力做“推力”，需適當(dāng)減小油門推力飛機的平衡：飛機上作用力不平衡升力大于重力的情況上圓周運動升力小于重力的情況下圓周運動側(cè)滑轉(zhuǎn)彎如果飛機側(cè)傾時,這時升力的垂直分力和重力平衡,水平分力變?yōu)橄蛐牧?使飛機向傾斜的一側(cè)轉(zhuǎn)彎,這種轉(zhuǎn)彎稱為側(cè)滑轉(zhuǎn)彎穩(wěn)定性種類穩(wěn)定性---在受到外界擾動偏離其平衡位置之后，不需要外界干預(yù)，能夠自動恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，就是具有穩(wěn)定性的。2.飛機的穩(wěn)定性(1)飛機的縱向穩(wěn)定性穩(wěn)定性：飛機受到微小擾動而偏離原來的平衡狀態(tài)，如在擾動消失后，無須干預(yù)，具有自動恢復(fù)其原有平衡狀態(tài)的特性。(1)飛機的縱向穩(wěn)定性影響飛機縱向穩(wěn)定性的因素氣動中心對重心的位置（機翼對重心的位置）水平尾翼對重心的位置水平尾翼的面積和大小(2)飛機的方向穩(wěn)定性（偏航穩(wěn)定性）影響飛機方向穩(wěn)定性的因素垂直尾翼的位置（越靠后越強）垂直尾翼的面積（越大越強）上反角后掠角垂直尾翼(3)飛機的側(cè)向穩(wěn)定性（繞縱軸的穩(wěn)定性）(3)飛機的側(cè)向穩(wěn)定性影響側(cè)向穩(wěn)定性的因素：機翼的上反角機翼的后掠角垂尾的大小3.飛機的操縱性(1)俯仰操縱——升降舵后拉桿，升降舵后緣上偏，產(chǎn)生上仰力矩。前推桿，升降舵后緣下偏，產(chǎn)生下俯力矩。3.飛機的操縱性(2)偏航操縱－方向舵蹬左舵，方向舵左偏，產(chǎn)生左轉(zhuǎn)力矩。蹬右舵，方向舵右偏，產(chǎn)生右轉(zhuǎn)力矩。3.飛機的操縱性(3)滾轉(zhuǎn)操縱－副翼、擾流板左壓盤，右副翼上偏，左副翼下偏，產(chǎn)生左橫滾力矩。右壓盤，左副翼上偏，右副翼下偏，產(chǎn)生右橫滾力矩。飛行員通過側(cè)桿操縱俯仰和橫滾。腳蹬控制方向舵起飛階段爬升階段巡航階段下降階段進近著陸階段飛機的飛行過程起飛過程爬升階段爬升段階梯爬升巡航階段一般使用自動駕駛儀A/P第五節(jié)民航飛機的飛行性能飛機性能可以定義為飛機完成一個特定飛行任務(wù)的能力的尺度，同時，也可以認(rèn)為是飛機安全飛行的尺度。飛機性能包括飛機的設(shè)計性能和飛機的運行性能。

飛機的性能狹義地講是指飛機在飛行中各個階段—起飛、巡航、下降、著陸時的運動性能，如速度、加速度、操縱性、穩(wěn)定性，也包括在整個航行段的航程、燃油效率、續(xù)航時間等，廣義的性能對民航飛機來說則包括飛機的可靠性、安全性、經(jīng)濟性、維修性、舒適性能等，對民航飛機評價的各方面都應(yīng)該包括在廣義性能之內(nèi)。一、基本飛行性能

飛機的飛行性能最主要的是飛多快、飛多高、飛多遠以及有多重，所以我們重點介紹速度、升限、航程、續(xù)航和業(yè)載。1.飛行速度

由于目前的高亞聲速客機都在馬赫數(shù)0.75~0.9的范圍中飛行，速度的差異給航空公司收益上帶來的差別并不太大，一般來說航空公司的主要著眼點在于節(jié)省燃油，而不追求速度。最具有代表意義的是空速、巡航速度和最大平飛速度。1)空速空速是飛機相對于空氣的運動速度。它的大小由發(fā)動機的功率所決定，它也是其他速度的基礎(chǔ)，因機型、大氣條件、飛行高度的不同而不同。

2)巡航速度巡航速度是飛行中大部分時間使用的速度。它是有利于發(fā)動機壽命、耗油較少、獲得較大航程的綜合有利速度，是人們常用的速度性能指標(biāo)，通常是最大平飛速度的70%一80%。

3)最大飛行速度

實際上是指最大平飛速度。最大飛行速度(不是俯沖速度)只能在較短時間內(nèi)進行，否則會使發(fā)動機負(fù)擔(dān)過重而受到損壞，而且耗油也太大，很不經(jīng)濟。一般情況下，要想提高最大飛行速度，一方面是盡可能地增加發(fā)動機推力或拉力，另一方面要盡量地減小飛行阻力。所以，最大飛行速度的大小也是多種因素綜合的結(jié)果。

很明顯，經(jīng)濟巡航速度比最大平飛速度在營運上更為重要。對于遠程客機來講，一般的最大平飛速度可達M0.9(波音747)，經(jīng)濟巡航速度在M0.85左右;而對中短程客機來講，最大平飛速度為M0.82(波音737)，而經(jīng)濟巡航速度在M0.75~M0.78之間。2.升限和飛行高度升限是飛機在最大重量條件下能夠上升的最大高度。升限表明了飛機能飛多高的性能。一般而言，當(dāng)前大部分民用客機的升限均在對流層頂、平流層底約12000米左右的高度，因此決定了7000~12000米為最有利的高度區(qū)間。相對于中、低空來說，在最有利的高度區(qū)間，飛機耗油率小(經(jīng)濟)，且受對流影響小(舒適)。飛機的升限可分為靜升限和動升限兩種。靜升限是爬升速度等于5米/秒時，飛機能上升的最大高度。靜升限也就是民機常用的實用升限。此外，我們把飛機通過躍升達到的最大高度叫動升限。提高飛機升限的主要辦法是改善發(fā)動機的適用性，也就是使它的拉力或推力盡量不隨高度的升高而降低。因為高度越高，空氣越稀薄，氣壓也越低，進人發(fā)動機的空氣也越少，功率就越低，此外，減少飛機的飛行重量是增加升限最直接的方法。

飛行高度主要受發(fā)動機性能影響，飛行高度有兩個主要指標(biāo)，一個是巡航高度，一個是單發(fā)停車高度。巡航高度使飛機的高度選擇增加，有利于選擇航線及避開不利的氣象因素;單發(fā)停車高度是飛機在一發(fā)停車時可以維持的最高巡航高度，它表示了飛機的安全性能，也表示了飛機對高原航線的適應(yīng)能力。3.航程航程是飛機加滿油(燃油和滑油)起飛后空中不加油、不著陸所能飛行的最大距離。

現(xiàn)代客機劃分為近程、中程和遠程，其目的就在于使飛機和執(zhí)行的任務(wù)相一致，即什么樣航程的飛機用在什么樣的航線上，這也可稱作航線和飛機的匹配。

增加飛機航程的主要措施是增加飛機的載油量和減小發(fā)動機的燃油消耗率。如果簡單采取多裝燃油以便增加航程的方法，會直接影響商務(wù)載量，影響了飛機的經(jīng)濟性。4.業(yè)載業(yè)載是指商務(wù)載重，是關(guān)系到運輸能力的重要性能指標(biāo)。載量的大小與飛機的性能因素有關(guān)，如起飛滑跑距離、上升率、飛行速度和升限等影響較大。

尤其在起飛時，飛機載量過大，會導(dǎo)致爬升性能差，如果嚴(yán)重超載，還會造成因升力不能大于重力而不能起飛離地。因此，飛機出廠時，對其重量做了嚴(yán)格的規(guī)定和限制，各種飛機都規(guī)定了最大起飛重量。

此外，由于一些受力最大的部位(如機翼、機身的結(jié)合部)受結(jié)構(gòu)強度的限制，某些飛機還規(guī)定了最大無油重量和最大著陸重量?？傊?，為了防止飛機超載，保證飛行安全，在起飛前應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)機場條件、大氣數(shù)據(jù)計算飛機的各種重量。1)飛機的重量的定義①最大起飛重量（MTOW):是飛機在跑道端開始啟動的重量。它是起飛時結(jié)構(gòu)能允許的最大總重量。②最大著陸重量（MLW):是飛機在著陸時允許的最大重量，它要考慮著陸時的沖擊對飛機結(jié)構(gòu)的影響，大型飛機的最大著陸重量小于最大起飛重量，對中小飛機來說兩者差別不大。③最大無燃油重量(MZFW):是飛機沒有燃油時的最大重量，在前面我們曾提到過現(xiàn)在運輸飛機的機翼中存儲燃油，燃油的重量在飛行時會抵消升力對機翼結(jié)構(gòu)的作用力，如果沒有燃油，機翼結(jié)構(gòu)在空中的受力反而增大，因而這個重量對飛機載重有一定的限制作用，即到一定程度后，不能減少燃油載量，否則將會超過最大無燃油重量。④使用空機重量(OEW):是飛機上除了燃油重量和業(yè)載之外的全部重量，包括空勤人員及廚房、座椅、資料等全部服務(wù)所需的物品的重量。⑤業(yè)載:業(yè)務(wù)載荷，也稱商載。指飛機可以用來賺取利潤的商業(yè)載荷，它包括三個部分。旅客:總重量為座位數(shù)X旅客平均重量，我國一般旅客的平均重量按72公斤計算。行李:在下層貨艙，占據(jù)一定的容積。貨物:在客機上和行李混裝，由于行李是散裝的，占體積較大，因而目前貨物多采用集裝箱或集裝盤以留出一定的容積裝運行李。最大業(yè)載應(yīng)等于最大無燃油重量減使用空重，即最大業(yè)載=MZFW-OEW⑥燃油重量：油箱的容積是固定的，因而燃油的最大重量=油箱容積X燃油密度。燃油密度高，同體積燃油燃燒的熱量大，航程增加，但高密度燃油價