第18讲：飞机飞行性能分析祥解.ppt

飞机飞行性能计算 飞机总体设计框架 内容提要 有关飞行包线的概念 平飞需用推力(功率)和最大平飞速度计算 升限计算 水平加(减)速性能计算 盘旋性能计算 爬升性能计算 航程、航时计算 起飞、着陆性能计算 飞行包线 平飞需用推力 计算公式 平飞需用功率 计算公式 最大平飞速度 升限计算 定 义 计算公式 计算方法 水平加(减)速性能计算 计算公式 计算方法 盘旋性能计算 定常盘旋计算公式 计算方法 爬升性能计算 爬升性能的主要指标是给定高度的最大爬升率、爬升轨迹角、爬升时间、爬升所经过的水平距离和所消耗的燃油量。 影响飞机爬升性能的主要因素是飞机的剩余推力和爬升方式。 爬升性能计算 1.等速爬升计算公式 计算方法 2.加速爬升计算公式 航程计算 技术航程——飞机沿预定航线，耗尽其可用燃油所经过的水平距离(包括爬升、下滑段的水平距离)。(投掉耗尽燃油的空副油箱。) 实用航程——飞机沿预定航线并留有规定的着陆余油所能达到的水平距离。(投掉耗尽燃油的空副油箱。) 转场航程——飞机装载最大燃油量所能达到的航程。(中途不投掉空副油箱。) 计算公式 式中： ——巡航段可用燃油量(kg)； ——平均公里耗油量(kg／km)； ——发动机耗油率[kg(／N·h)] ——推力有效系数； ——巡航速度(km／h)； D ——巡航段飞机阻力。 续航时间计算 续航时间是指飞机从起飞爬升到安全高度起，至下滑到着陆航线高度止所经过的飞行时间。 最大航程和最大续航时间 起飞性能计算 1.起飞速度计算 着陆性能计算 1.着陆速度计算 飞行升力系数 飞机的着陆速度为： 式中： ——接地速度(km／h)； ——接地时升力系数； K ——地面效应影响系数，一般取0.90～0.95。 航空宇航学院 * 设计 要求 布局型式选择 主要参数计算 发动机选择 部件外形设计 机身 机翼 尾翼 起落架 进气道 总体布局 三面图 部位安排图 结构布置图 分析计算 重量计算 气动计算 性能计算 结构分析 是否满足 设计要求？ 最优？ 其中： ——速压Pa S ——机翼参考面积(m2) ——基准高度、基本构形的零升阻力系数 A ——升致阻力因子 ——高度修正量(或雷诺数修正量) ——外挂物阻力系数增量 ——飞机升力系数 计算方法 其中： ——需用功率(W) ——H＝0时的速度(km／h) ——在不同高度上对应的速度(km／h) ——密度比 K ——升阻比 (1)理论升限——在给定飞机重量和给定发动机状态下，飞机能保持等速水平直线飞行的最大高度，也就是最大爬升率等于零时的飞行高度。 (2)实用升限——在给定飞机重量和给定发动机状态下，对于军用飞机，亚声速飞行最大爬升率为0.5m／s时的飞行高度；超声速飞行最大爬升率为5 m／s时的飞行高度。 其中： ——计算升限高度上的大气压力 G ——升限计算所用给定重力 ——升限飞行升力系数 1.确定升限计算重量； 2.采用逐次逼近的方法，首先假定一个升限， 3.利用图4查得 ，再利用图2、3、5查得对应速度的 、A、 值， 4.计算 。把这些参数代入公式求得 值，如果≤0.3，代入公式求 ；否则，求 ，并以此 值查飞机基准高度、基本构形的极曲线，求得 值，代入公式求 。 5.最后查国际标准大气表得到计算升限高度。 6. 若精度不够，则重复以上步骤。 1.把要计算的加(减)速段分成若干个小速度段，在每个小速度段中都假定飞机作等加(减)速运动。 2.计算 3.计算结果代入公式得到 、 、 ， 4.求和 盘旋半径： 盘旋一周的时间： 盘旋角速度： 盘旋过载： [(o)/s] 式中： ——盘旋状态飞机升力系数 ——平飞升力系数 1.给定计算高度、计算Ma数和计算重量 。 2.根据式 、 和飞机气动力特性及动力装置推力特性计算 和 3.当在小升力系数范围，如 ≤0.3，则可根据式 计算盘旋过载 。 4.升力系数比较大时(如 0.3)，则可根据由飞机基准高度、基本构形的极曲线查得 值，然后用式 计算 。 5. 计算 爬升时间、水平前进距离、轨迹角及耗油量， 工程上常采用给定初值的数值积分方法计算: 式中： 、 、 加速爬升