交通運輸西工大航空學院機動性能

交通運輸西工大航空學院機動性能第1頁/共63頁一些方向的定義縱向（轉(zhuǎn)動）法向軸向切向（速度方向）第2頁/共63頁一些方向的定義橫向（轉(zhuǎn)動）側(cè)向法向第3頁/共63頁飛機如何機動?—縱向第4頁/共63頁飛機如何機動?—橫航向第5頁/共63頁第一代戰(zhàn)斗機多采用后掠翼布局武器以航炮為主作戰(zhàn)方式以尾后攻擊為主高亞音速或超音速第6頁/共63頁第二代戰(zhàn)斗機三角翼、后掠翼武器：第一代空空導彈作戰(zhàn)方式：視距內(nèi)、尾后攻擊二倍音速（高空高速）第7頁/共63頁傳統(tǒng)飛機作戰(zhàn)方式第8頁/共63頁第三代戰(zhàn)斗機布局：翼身融合、邊條武器：近距、超視距空空導彈作戰(zhàn)方式：格斗、超視距空戰(zhàn)高機動性（失速迎角前無憂慮機動）第9頁/共63頁現(xiàn)代飛機的作戰(zhàn)方式第10頁/共63頁空戰(zhàn)機動第11頁/共63頁現(xiàn)代飛機的作戰(zhàn)方式第12頁/共63頁有哪些機動？常規(guī)機動平飛加減速盤旋筋斗斜筋斗半筋斗半滾倒轉(zhuǎn)戰(zhàn)斗轉(zhuǎn)彎（上升轉(zhuǎn)彎）……過失速機動眼鏡蛇尾沖赫伯斯特過失速筋斗……第13頁/共63頁半筋斗第14頁/共63頁眼鏡蛇機動第15頁/共63頁什么是機動性？飛機改變飛行高度、飛行速度、飛行方向的能力第16頁/共63頁平飛加減速性能條件：水平直線飛行指標：亞音速飛機：從0.7Vmax加速到0.97Vmax亞音速飛機：從Vmax減速到0.7Vmax超音速飛機：從Vks到0.95Vmax之間操縱：加速：最大油門，最小阻力狀態(tài)，高度保持不變減速：最小油門，最大阻力狀態(tài)（放減速板），保持高度第17頁/共63頁平飛加減速性能數(shù)值積分法圖解積分法J-7:H=5kmt=40.3s,L=13.5km第18頁/共63頁平飛加減速性能分析推重比飛機加速能力由推重比與升阻比決定第19頁/共63頁常見飛機推重比Mig-150.53Mig-21/J-70.77Mig-291.1Su-271.4/空戰(zhàn)1.14/起飛F-860.375F-40.81F-151.19F-16A1.03F-221.41/空戰(zhàn)1.17/起飛第二代飛機發(fā)動機響應時間大約7～9s飛機推重比發(fā)動機推重比第20頁/共63頁減速板第21頁/共63頁躍升H1,V1H2,V2進入段第22頁/共63頁躍升性能能量法：假設躍升過程中P=Q，機械能保持不變第23頁/共63頁動升限Hmax.d動升限Hmax.d：飛機通過躍升所能達到的最大高度第24頁/共63頁第25頁/共63頁俯沖性能當P-Q-mgsinq=0時，飛機達到最大速度，這個速度稱為俯沖極限速度Vjx第26頁/共63頁俯沖改出段弧線幾何關(guān)系V1,q1第27頁/共63頁俯沖改出段法向過載第28頁/共63頁俯沖改出段J-7:V1=338m/s,q1=-90ny=6:DH=2565mny=8:DH=1784m假設改出段的法向過載保持不變從(V1,q1)積分到(V,q)P=Q第29頁/共63頁過載／Loadfactor過載n：飛機除重力之外的合力與重力的比值過載分量法向過載：ny＝Y(jié)/G切向過載：nx＝(P-Q)/G側(cè)向過載：nz＝Z/G定直平飛時：ny＝1nx＝0nz＝0第30頁/共63頁過載的產(chǎn)生aCynyY第31頁/共63頁飛行員的感覺定直平飛時，飛行員與座椅之間的壓力為G1；拉升時，飛行員所受重力為nyG1；座椅給飛行員提供的支承力nyG1；飛行員感覺被壓在座椅上；當ny>1，血液涌向下肢，會造成大腦缺血，當ny繼續(xù)增大，視網(wǎng)膜缺血，造成黑視；ny<1，會造成紅視，紅視比黑視更危險；短時間飛行過程中，飛行員能承受的8左右的過載；過載過大，可能會使結(jié)構(gòu)遭到破壞。第32頁/共63頁抗荷服Kh-7抗荷服第33頁/共63頁第34頁/共63頁筋斗第35頁/共63頁第36頁/共63頁水平面內(nèi)的機動第37頁/共63頁盤旋盤旋：飛機連續(xù)改變方向，而高度保持不變；轉(zhuǎn)彎：航向改變小于360；定常盤旋：盤旋過程中，飛行狀態(tài)保持不變（除航向）；正常盤旋：側(cè)滑角為0的定常盤旋。第38頁/共63頁盤旋參數(shù)盤旋半徑盤旋一周所需要的時間第39頁/共63頁盤旋過程受力分析水平方向第40頁/共63頁盤旋半徑與盤旋時間第41頁/共63頁盤旋的限制條件人的生理條件及飛機結(jié)構(gòu)強度的限制迎角及平尾偏角的限制拉桿平尾偏轉(zhuǎn)飛機抬頭a增大限制Cy增大Y增大ny增大第42頁/共63頁盤旋的限制條件人的生理條件及飛機結(jié)構(gòu)強度的限制迎角及平尾偏角的限制滿油門可用推力的限制當以上三個條件達到時，稱為極限盤旋狀態(tài)。第43頁/共63頁極限盤旋過載推力限制平尾偏角及迎角限制第44頁/共63頁非定常盤旋最大Cy角點速度Vc第45頁/共63頁上升轉(zhuǎn)彎第46頁/共63頁半筋斗第47頁/共63頁半滾倒轉(zhuǎn)第48頁/共63頁SEPSEP：單位重量剩余功率（比剩余功率）SpecificExcessPowerSEP反映了飛機能量變化的能力加速性能第49頁/共63頁常見飛機的SEP及nymaxSEPnymaxnymax(盤旋)Mig-154284Mig-21/J-714086.2Mig-252004.53.0Mig-2931099F-864773.5F-415286F-1630599F-15A3007.37.3第50頁/共63頁機動性能綜合分析飛機B第51頁/共63頁綜合機動性能參數(shù)a=8b=400m/sc=1d=1/2第52頁/共63頁過載極曲線第53頁/共63頁過載包線第54頁/共63頁超音速飛機的機動性能特點加速性能受限于渦噴及渦扇發(fā)動機慣性高空飛行時，減速能力變差盤旋性能第55頁/共63頁提高機動性的方法加速性能推重比：

升阻比：K減速性能減速板、反推力裝置躍升性能發(fā)動機推力盤旋性能

推力：發(fā)動機迎角、平尾偏角：氣動布局過載：改進機體結(jié)構(gòu)、傾斜座椅、抗荷服第56頁/共63頁小結(jié)平飛加減速性能：加減速時間躍升及俯沖性能：能量法動升限俯沖改出盤旋性能正常盤旋半徑、時間極限盤旋三個限制條件SEP第57頁/共63頁機動性—敏捷性maneuverability改變飛行高度、飛行速度、飛行方向的能力飛機的機動能力agility轉(zhuǎn)動機動平面和改變機動狀態(tài)的能力機動性對時間的導數(shù)第58頁/共63頁敏捷性尺度的分類

瞬態(tài)功能潛力橫向T90反向滾轉(zhuǎn)參數(shù)側(cè)向敏捷性準則縱向

加載時間卸載時間過載變化率俯仰