第18講：飛機飛行性能分析

飛機飛行性能計算飛機總體設(shè)計框架設(shè)計要求

布局型式選擇

主要參數(shù)計算

發(fā)動機選擇部件外形設(shè)計機身

機翼

尾翼

起落架

進氣道

總體布局三面圖部位安排圖結(jié)構(gòu)布置圖

分析計算重量計算

氣動計算性能計算

結(jié)構(gòu)分析

是否滿足設(shè)計要求？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)和最大平飛速度計算升限計算水平加(減)速性能計算盤旋性能計算爬升性能計算航程、航時計算起飛、著陸性能計算飛行包線平飛需用推力計算公式其中：

——速壓Pa

S——機翼參考面積(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

——飛機升力系數(shù)

計算方法

平飛需用功率計算公式其中：

——需用功率(W)——H＝0時的速度(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算定義

(1)理論升限——在給定飛機重量和給定發(fā)動機狀態(tài)下，飛機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的飛行高度。(2)實用升限——在給定飛機重量和給定發(fā)動機狀態(tài)下，對于軍用飛機，亞聲速飛行最大爬升率為0.5m／s時的飛行高度；超聲速飛行最大爬升率為5m／s時的飛行高度。計算公式其中：

——計算升限高度上的大氣壓力

G

——升限計算所用給定重力

——升限飛行升力系數(shù)計算方法1.確定升限計算重量；2.采用逐次逼近的方法，首先假定一個升限，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)速性能計算計算公式計算方法1.把要計算的加(減)速段分成若干個小速度段，在每個小速度段中都假定飛機作等加(減)速運動。2.計算3.計算結(jié)果代入公式得到、、，4.求和盤旋性能計算定常盤旋計算公式盤旋半徑：盤旋一周的時間：盤旋角速度：盤旋過載：[(o)/s]

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

航程計算技術(shù)航程——飛機沿預(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。)實用航程——飛機沿預(yù)定航線并留有規(guī)定的著陸余油所能達到的水平距離。(投掉耗盡燃油的空副油箱。)轉(zhuǎn)場航程——飛機裝載最大燃油量所能達到的航程。(中途不投掉空副油箱。)計算公式飛機的航程是由爬升段、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總航程的10％左右。爬升段航程按前面介紹的方法計算。

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)動機耗油率[kg(／N·h)]——推力有效系數(shù)；——巡航速度(km／h)；

D——巡航段飛機阻力。計算方法①確定

②計算飛機阻力——需用推力

③確定

發(fā)動機耗油率是飛行高度、速度和發(fā)動機轉(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)航時間計算續(xù)航時間是指飛機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)過的飛行時間。最大航程和最大續(xù)航時間起飛性能計算1.起飛速度計算受失速速度限制時，飛機離地速度為受擦地角或前方視界限制時，飛機離地速度為2.起飛滑跑距離計算把起飛滑跑分成三輪滑跑和抬前輪后的兩輪滑跑兩個部分。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：著陸性能計算1.著陸速度計算飛機的著陸速度為：式中：——接地速度(km／h)；——接地時升力系數(shù)；K——地面效應(yīng)影響系數(shù)，一般取0.90～0.95。

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

——使用剎車時的折算摩擦因數(shù)(0.25～0.3)；

——飛機接地速度；——前輪接地時的速度，(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的飛機阻力系數(shù)；、——分別是兩輪滑跑和三輪滑跑時的升力系數(shù)。