《圖冊一》飛機性能習(xí)題

《圖冊一》飛機性能習(xí)題飛機以290KIAS/M0.80爬升，溫度為ISA+20，求飛機在1500，Hpc，36089和39000英尺處的能量高度。Hpc是由等表速爬升改為等M數(shù)爬升的氣壓高度。解：本題的關(guān)鍵在于熟練掌握氣壓高度、幾何高度和能量高度之間的換算，參看《空氣動力學(xué)》附錄B。Hp表示氣壓高度，H表示幾何高度，HW表示能量高度。Hp=1500,H=1604.653,HW=1604.530;Hpc=32139.15,H=34659.98,HW=34602.57;Hp=36089,H=38967.99,HW=38895.44;HP=39000,H=42147.72,HW=42062.864、B737-300（CFM56-3-B1）在FL350以M0.80巡航可以使用的最大巡航推力是多少?(設(shè)A/CAUTO,ISA+20,A/IOFF)解：查圖冊19-20頁圖表得Fn/δ=17765LB，查國際標(biāo)準(zhǔn)大氣表得δ=0.2353MAXIMUMCRUISETHRUSTIS:Fn=2×δ×Fn/δ=8360.209LB10、已知B757-200（RB211-535E4）的VMO/MMO=350KT/0.86，使用升限為42000FT，最大飛行速度在哪個高度上由受VMO限制改為受MMO限制？受VMO/MMO限制能以M0.80平飛的高度和能以表速300KT平飛的高度范圍是多少？解：編程計算結(jié)果如下：HPC=27090.16FT高度上由受VMO限制改為受MMO限制；HPC1=23231.25到42000FT高度范圍能以M0.80平飛；HPC2=34221.53FT以下能以表速300KT平飛。查表計算題答案：WMAX=223000LB，V1min=139KT，V1max=144KT=VR，V2=150.5。11、B757-200（RB211535E4）飛機重量105噸，在FL350平飛，如只要求有1g的過載能力，抖振限制的最小M數(shù)，最大M數(shù)，對應(yīng)的表速，最大高度是多少？如要求有1.3g的過載能力，抖振限制的最小M數(shù)，最大M數(shù)，對應(yīng)的表速，最大高度又是多少？（分別按10、26、35%MAC確定）解：W=105噸=231.4851KLB（1）、1g過載能力：（a）、10%MAC。查圖：Mmin=0.623,Mmax=0.86(Mmo),Vmin=207KT,Vmax=295KT,Hmax=41800FT;（b）、26%MAC。查圖：Mmin=0.605,Mmax=0.86(Mmo),Vmin=201KT,Vmax=295KT,Hmax=42500FT;（c）、35%MAC。查圖：Mmin=0.594,Mmax=0.86(Mmo),Vmin=197KT,Vmax=295KT,Hmax=43000FT;（2）、1.3g過載能力：（a）、10%MAC。查圖：Mmin=0.734,Mmax=0.836,Vmin=247KT,Vmax=286KT,Hmax=36300FT;（b）、26%MAC。查圖：Mmin=0.714,Mmax=0.846,Vmin=239(240)KT,Vmax=290(289)KT,Hmax=37000FT;（c）、35%MAC。查圖：Mmin=0.702,Mmax=0.852,Vmin=236KT,Vmax=292KT,Hmax=37600FT;12、B757-200（RB211535E4）飛機重量為240KLB，在FL370平飛，重心在10%MAC處，如只要求有1g的過載能力，抖振限制的最小M數(shù)，最大M數(shù)，對應(yīng)的表速是多少？如以0.80M平飛，1g過載限制的最大高度又是多少？解：查圖Mmin=0.676,Mmax=0.86(Mmo),Vmin=216KT,Vmax=282KTM=0.80時,Hmax=41000FT13、B757-200（RB211535E4）飛機重量為220KLB，重心在26%MAC處，以0.80M平飛，在具有1.2、1.3、1.4g過載能力的情況下，抖振限制的最大高度是多少？(與機動能力數(shù)值表對照)解：查圖：①、1.2g時，Hmax=39900FT，機動能力數(shù)值表中Hmax=39800FT；②1.3g時，Hmax=38100FT，機動能力數(shù)值表中Hmax=38000FT；③1.4g時，Hmax=36600FT，機動能力數(shù)值表中Hmax=36500FT；14、B757-200（RB211535E4）飛機重量為220KLB，重心在15%MAC處，以0.83M在FL370平飛，抖振限制的最大過載是多少？盤旋時最大坡度是多少？解：查圖：最大過載為1.28g，最大坡度為37度。15、B757-200（RB211535E4）飛機重量為242KLB（110噸），重心在20%MAC處，以0.75M平飛，要求有1.3g的過載能力，抖振限制的最大高度是多少？解：查圖：最大高度Hmax=35300FT。19、B757-200（RB211535E4），機場氣壓高度（標(biāo)高）=6000FT，TORA=8500FT，跑道坡度-1%（下坡），安全道300FT，凈空道500FT，無障礙物，A/CON，A/IOFF，APUOFF，OAT=10℃，報告頂風(fēng)20節(jié)，輪胎速度225MPH，全部剎車和防滯系統(tǒng)正常，使用FLAP5起飛，查《使用手冊》圖表確定飛機的最大允許起飛重量和起飛速度，最大允許起飛重量受什么因素限制？改平高度為多少？（結(jié)構(gòu)限制的起飛重量為108000KG）解：①、查46頁圖表，場長限制Wmax=102000KG；②、查47頁圖表，爬升限制Wmax=112000KG；③、頂風(fēng)時輪速不受限制；④、最大起飛重量為102000KG，受場長限制；⑤、查52頁圖表，B區(qū)，V1=153，VR=155，V2=157，V1修正-1，故V1=152；⑥、查52頁圖表，VMCG=98，V1>VMCG；⑦、查51頁圖表，VMBE=173，V1<VMBE25、B757-200（RB211535E4），機場氣壓高度（標(biāo)高）=0FT，跑道長度=10000FT，跑道坡度0%，停止道0FT，凈空道0FT，A/CON，APUOFF，A/IOFF，OAT=35℃，報告頂風(fēng)10節(jié)，全部剎車和A/S（防滯系統(tǒng)）正常，結(jié)構(gòu)限制重量為240KLB，障礙物相對跑道離地端的距離為14000FT，高度為510FT，輪速為225MPH，使用FLAP5起飛的最大起飛重量=？V1，VR，V2=？（利用使用手冊，設(shè)跑道強度沒問題）解：46頁場長限制重量：119000KG；47頁爬升限制重量：122000KG；48頁越障限制重量：107800KG；49頁輪速限制重量：133000+7300=140300KG；結(jié)構(gòu)限制重量：240KLB=108863KG；取最小值，最大允許起飛重量：107800KG，受障礙物限制；52頁，A區(qū)，V1=155KT，VR=157KT，V2=161KT，V1修正為0；52頁，VMCG=103KT<V1；51頁，陰影區(qū)，剎車能量不受限制；最大允許起飛重量：107800KG，受障礙物限制，V1=155KT，VR=157KT，V2=161KT。26、機場氣壓高度=5000ˊ，溫度為ISA+15，V2=150節(jié)，求在離地400ˊ高處的加速因子，如按勻速爬升計算第二段爬升梯度，相對誤差是多大？解：編程計算結(jié)果如下：加速因子=3.5215363E-02；按勻速爬升計算第二段爬升梯度，相對誤差是3.52%。27、求在溫度為ISA、ISA+20的情況下，按250/290KIAS/0.78M爬升時，求在氣壓高度為10000ˊ，Hpc，39000ˊ處的加速因子。解：編程計算結(jié)果如下：ISA時：（a）10000ˊ加速因子=0.1090455（b）Hpc(30875.88ˊ)加速因子=0.2901947(-8.1025489E-02)

（c）39000ˊ加速因子=0ISA+20時：（a）10000ˊ加速因子=0.1109350（b）Hpc(30875.88ˊ)加速因子=0.2967561(-7.4464150E-02)

（c）39000ˊ加速因子=028、B757-200（RB211535E4）以FLAP5在昆明巫家壩機場21號跑道起飛，A/COFF，A/IOFF，APUOFF，OAT=25℃，頂風(fēng)15節(jié)，最大起飛重量=？受什么因素限制？V1=？EPR調(diào)定值=？解：查58頁表，W=103725KG（結(jié)構(gòu)不受限），受障礙物限制，V1=153KT，EPR=1.76。47、B757-200（RB211535E4）松剎車重量225000LB，機場標(biāo)高3500FT，巡航高度FL370，航路60節(jié)順風(fēng)，溫度為ISA+15，求以290KT/0.78M爬升時爬升到巡航高度所用的時間，油量和飛過的地面距離。解：方法一：①、W=225000LB=102058KG②、查表、插值：重量（KG）：105000102058100000高度（FT）25/300024/282323/270037000159/417148/416141/415高度（FT）2/4502/4212/4001500③、TIME=24MIN④、地面距離NGM=148+60*2/3*（24-2）/60=163海里⑤、燃油修正FUEL=2823-175=2648KG方法二：①、W=225000LB=102058KG②、查表、插值：重量（KG）：105000102058100000高度（FT）25/300024/282323/270037000159/417148/416141/415高度（FT）3/6503/6213/60050006/3106/3106/310高度（FT）2/4502/4212/4001500③、TIME=24-3+2=23MIN④、地面距離NGM=（148-6）+60*2/3*21/60=156海里⑤、燃油修正FUEL=2823-621+421=2623KG47B、B757-200（RB211535E4）松剎車重量225000LB，機場標(biāo)高3500FT，巡航高度FL370，航路60節(jié)順風(fēng)，溫度為ISA+20，求以290KT/0.78M爬升時爬升到巡航高度所用的時間，油量和飛過的地面距離。（本題僅將上題條件改為ISA+20）解：方法一：①、W=225000LB=102058KG②、查表、插值：重量（KG）：105000102058100000高度（FT）29/325027/307326/295037000188/423174/421165/420③、TIME=27MIN④、地面距離NGM=174+60*2/3*27/60=192海里⑤、燃油修正FUEL=3073-175=2898KG方法二：①、W=225000LB=102058KG②、查表、插值：重量（KG）：105000102058100000高度（FT）29/325027/307326/295037000188/423174/421165/420高度（FT）4/6503/6213/60050007/3137/3137/313高度（FT）2/4502/4212/4001500③、TIME=27-3+2=26MIN④、地面距離NGM=（174-7）+60*2/3*26/60=184海里⑤、燃油修正FUEL=3073-621+421=2873KG50、B757-200（RB211535E4）在FL330巡航，在重量為200KLB時以M0.78爬升到FL370，F(xiàn)L330上40節(jié)順風(fēng)，F(xiàn)L370上50節(jié)順風(fēng)，溫度為ISA+20，求爬升所用時間、油量和飛過的地面距離。解：W=200KLB=90719KG；迭代求解松剎車重量：WBRL=90719KG，查表插值，F(xiàn)UEL=2222KG；WBRL=92941KG，查表插值，F(xiàn)UEL=2288KG；WBRL=93007KG，查表插值，F(xiàn)UEL=2290KG；WBRL=93009KG，查表插值，F(xiàn)UEL=2290KG；迭代收斂查表插值：氣壓高度FT松剎車重量KG9500093009900003700023/2700147/41922.2/2600141/41821/2450133/4173300019/2350116/40718.6/2290112/40718/2200106/406爬升時間T=22.2-18.6=4分鐘；爬升油量F=2600-2290=310KG；地面距離D=141-112+（40+50）÷2×2÷3×4÷60=31海里。60、B757-200（RB211535E4）松剎車重量為225KLB，從海平面機場起飛，航程為2000NGM，以LRC速度巡航，要求巡航時具有1.3g 過載能力，航路溫度為ISA+15，允許的飛行高度為FL330、FL370、FL410，設(shè)各高度上的頂風(fēng)均為80節(jié)，應(yīng)選擇哪個高度巡航？解：（1）、W=225KLB=102噸；（2）、查90頁圖，Hopt=34600FT，初始巡航重量約100噸；（3）、查37頁（91頁）表，ISA+15時推力限制最大高度38200FT，1.3g過載限制高度為38000FT，據(jù)此，選擇FL330（最接近最佳高度）為巡航高度。注：如果較為精確計算，初始巡航重量應(yīng)以爬升性能表確定，略。61、B737-300（CFM56-3-B1）的換算燃油流量FFC64、B757-200（RB211535E4）在國際標(biāo)準(zhǔn)大氣中以LRC速度在FL370巡航，巡航重量為105500KG，M數(shù)、TAS、燃油流量、燃油里程各是多少？如是ISA+20，M數(shù)、TAS、燃油流量、燃油里程各是多少？此時飛機能否在FL370巡航？解：查92頁圖表；M=0.798，TAS=458KT，WF=1991KG/HR/ENG，NAM/lb=0.1150海里/KG；ΔTt=（1+0.2×M2）×ΔT=（1+0.2×0.7982）×20=22.55；ISA+20時，M=0.798，TAS=458+22.55=481KT，WF=1991×（1+2.255×3%）=2126KG/HR/ENG，NAM/lb=0.1131海里/KG；查39頁表，ISA+20時，推力限制的最大飛行高度為36510FT，故飛機在不能在FL370高度上飛行。65、B757-200（RB211535E4）巡航重量為200KLB，以LRC速度在FL350巡航，航路頂風(fēng)20節(jié)，求在FL310和FL390上的保本風(fēng)速。解：查95頁表W=200KLB=90719KG；查表插值氣壓高度FT巡航重量KG95000907199000039000773500013331000172425FL310上的保本風(fēng)速=-20+（24-3）=1KT，即順風(fēng)1節(jié)；FL390上的保本風(fēng)速=-20+（7-3）=-16KT，即頂風(fēng)16節(jié)。71、B757-200（RB211535E4）開始巡航重量為200KLB，以LRC速度在FL370巡航，航路頂風(fēng)80節(jié)，溫度為ISA+15，要巡航的距離為500NGM，求飛行時間和油量。解：查97頁積分航程表，（1）、重量為W1=200KLB時，R1=4248NAM，T1=9.496HR；（2）、以下迭代計算。假定NAM1=500，R2=3748，T2=8.382(3738NAM)NAM1=NGM-Vw*(T1-T2)=500-(-80)*(9.496-8.382)=589，R2=3659，T2=8.211(3660NAM)NAM1=NGM-Vw*(T1-T2)=500-(-80)*(9.496-8.211)=603，R2=3645，T2=8.154(3634NAM)NAM1=NGM-Vw*(T1-T2)=500-(-80)*(9.496-8.154)=607，R2=3641，T2=8.154(3634NAM)迭代收斂。此時對應(yīng)的飛機重量 W2=188000+2400=190400LB；（3）、飛行時間T=T1-T2=9.496-8.154=1.342HR；（4）、飛行油量FUEL=（W1-W2）*（1+15*0.12%）=9773LB。76、B757-200（RB211535E4）開始巡航重量為200KLB，以LRC速度在FL370巡航，航路頂風(fēng)80節(jié)，溫度為ISA+15，要巡航的距離為50NGM，求飛行時間和油量。解：（本題用92頁巡航操縱表做）（1）、重量W=200KLB=90.72噸（2）、查表插值W（1000KG）9590.7290FF（燃油流量）173916611648TAS459459459（3）、對燃油流量和真空速的溫度修正：DTT=15*（1+（k-1）*M**2/2）=15*（1+0.2*0.799**2）=16.915FF=1661*2*（1+1.6915*3%）=3490LB/HRTAS=TAS0+16.915*1=476KT（4）、NGM=NAM+Vw*T=（TAS+Vw）*TT=NGM/（TAS+Vw）=50/（476-80）=0.1263（5）、FUEL=FF*T=3490*0.1263=440.79KG（6）、重量W=200KLB=90.72-0.44=90.28，查表插值W（1000KG）9590.2890FF（燃油流量）173916531648TAS459459459（7）、對燃油流量和真空速的溫度修正：FF=1653*2*（1+1.6915*3%）=3474LB/HRTAS=476KT（8）、取平均值FF=3482TAS=474KT（9）、T=0.1263HRFUEL=FF*T=3482*0.1263=439.77KG78、①設(shè)在給定高度上全發(fā)、ISA時燃油流量FF=A×M2+B×M+C，溫度比ISA時的溫度每高一度燃油流量FF增加，試證最小巡航成本M數(shù)：式中：，分別為巡航高度上的風(fēng)速（頂風(fēng)為負(fù)）和音速，；，為成本指數(shù)，其單位為磅*元/（小時*分）證明：設(shè)航程為令可得：兩邊同除以得化簡得則證畢。②79、B757-200（RB211535E4）在氣壓高度8000FT等待45分鐘，等待結(jié)束時的重量為195KLB，假設(shè)是標(biāo)準(zhǔn)大氣，求等待油量和等待開始的重量。解：查102頁數(shù)據(jù)表。①·W=195KLB=88.45噸；②·查表插值計算：高度重量90噸88.45噸85噸10000FT1590156515108000FT16325000FT176017321670③·等待油量FUEL=1632*2*45/60=2448KG；等待開始的重量W1=88.45＋2.45=91噸；④·查表插值計算：高度重量9190噸85噸10000FT1606159015108000FT16755000FT177817601670⑤·取平均值FF=(1632+1675)/2=1654；⑥·等待油量FUEL=1654*2*45/60=2481KG；等待開始的重量W1=88.45＋2.48=91噸.80、B757-200（RB211535E4）在備降場上空等待30分鐘，備降場標(biāo)高1500FT，等待開始時的重量為190KLB，假設(shè)是標(biāo)準(zhǔn)大氣，求等待油量。解：查102頁數(shù)據(jù)表。①·W=190KLB=86.18噸；②·查表插值計算：高度重量90噸86.18噸85噸5000FT1760169116703000FT17141500FT180017311710③·等待油量FUEL=1714*2*30/60=1714KG；等待結(jié)束時的重量W2=86.18-1.71=84.47噸；④·查表插值計算：高度重量85噸84.47噸80噸5000FT1670166215903000FT16841500FT171017001620⑤·取平均值FF=(1714+1684)/2=1699；⑥·等待油量FUEL=1699*2*30/60=1699KG；81、B757-200（RB211535E4）等待結(jié)束時的重量為180KLB,要求等待45分鐘，假設(shè)是標(biāo)準(zhǔn)大氣，如可以選擇等待高度,應(yīng)在什么高度等待？等待油量是多少？如機場標(biāo)高為5000FT，在機場上空1500FT等待45分鐘，等待油量是多少？解：查102頁數(shù)據(jù)表。（1）、選擇等待高度：①·W=180KLB=81.65噸，查表可知，在30000FT高度上等待燃油流量最小，故可選擇該高度為等待高度；②·查表插值計算：高度重量8581.65噸80噸30000FT144013801350③·等待油量FUEL=1380*2*45/60=2070KG；等待開始的重量W1=81.65＋2.07=83.72噸；④·查表插值計算：高度重量8583.72噸80噸30000FT144014171350⑤·取平均值FF=(1380+1417)/2=1399；⑥·等待油量FUEL=1399*2*45/60=2098KG；（2）、機場標(biāo)高為5000FT，在機場上空1500FT等待時：①·W=180KLB=81.65噸；②·查表插值計算：高度重量85噸81.65噸80噸10000FT1510147014506500FT15725000FT167016161590③·等待油量FUEL=1572*2*45/60=2358KG；等待結(jié)束時的重量W2=81.65+2.36=84.01噸；④·查表插值計算：高度重量85噸84.01噸80噸10000FT1510149814506500FT16075000FT167016541590⑤·取平均值FF=(1572+1607)/2=1590；⑥·等待油量FUEL=1590*2*45/60=2384KG；84、B757-200（RB211535E4）在FL370以M0.80做正常盤旋，飛機重量為100噸，機翼面積S=1951平方英尺，重心在35%MAC處，溫度為ISA+15，求受抖振限制的盤旋坡度，Ny，盤旋半徑，盤旋一圈的時間及升力系數(shù)。解：查38頁曲線圖。W=100噸=220.462KLB。查表得：Ny=1.41，坡度φ=44.5°；ISA+15時，T=273.15-56.5+15=231.65°K，=305.12，VT=244.1m/s；列方程，可推得=6186M=20296FT；盤旋一圈的時間TIME==159.2秒=2分鐘39秒；FL370，ISA+15時，=0.2138，=0.8039，=0.2660，=0.3258；S=1951平方英尺=181.25M，L=W/COSφ=1374131N；=0.7811。補充題：某殲擊機重量6000KG，