飞行原理-06-V3.0

飞行原理/CAFUC盘旋第六章第六章第页2盘旋是飞机在水平面内的一种机动飞行。通常的盘旋是指飞机连续转弯不小于360度的飞行。按盘旋的坡度可把盘旋分为三种：小坡度盘旋：坡度小于20度中坡度盘旋：坡度在20~45度大坡度盘旋：坡度大于45度第六章第页3●大坡度盘旋第六章第页4正常盘旋是指飞机不带侧滑，飞行高度、坡度、盘旋半径等参数均不随时间改变的盘旋。本章着重讨论正常盘旋。盘旋的原理中包含了飞行高度、速度和半径不断变化的各种转弯的共性知识。第六章第页5本章主要内容飞行原理/CAFUC6.1盘旋中的作用力和盘旋性能6.2盘旋的操纵原理6.3侧滑和螺旋桨副作用对盘旋的影响6.4盘旋相关机动飞行简介飞行原理/CAFUC6.1.1盘旋中的作用力第六章第页7飞机在空中做正常盘旋时,受到四个力的作用：●盘旋的受力升力(L)重力(W)拉力(P)阻力(D)第六章第页8●盘旋的运动方程正常盘旋，要求飞机的姿态、速度和油门相互配合协调。根据正常盘旋的要求，可得：DPRVmLWL2sincos高度不变半径不变速度不变飞行原理/CAFUC6.1.2飞机的载荷因数第六章第页10载荷因数（简称过载）：即载荷（除飞机本身重量以外的其它作用力，包括发动机推力和气动力）与飞机重力的比值。WLny是指飞机升力与飞机重yn立轴方向的载荷因数力之比。●载荷因数的定义第六章第页11飞机的结构强度一般用飞机可以承受的最大载荷因数来加以限制。限制载荷因数：飞机结构必须能够承受限制载荷因数而无有害的永久变形。极限载荷因数：飞机结构必须能够承受极限载荷因数至少3秒而不被破坏，为前者的1.5倍。受力过大导致的机翼变形●常用飞机类型的限制载荷因数第六章第页12●常用飞机类型的限制载荷因数类别Category限制载荷因数正过载负过载CCAR23正常类3.81.5实用类4.41.8特技类6.03.0CCAR25运输类2.51.0第六章第页13由于平飞时升力等于重力，因此平飞时等于1。yn●典型飞行状态的过载I.平飞升力拉力重力阻力第六章第页14●典型飞行状态的过载II.上升由于上升时升力小于重力，因此上升时小于1。yn上上cossinWLWDP第六章第页15●典型飞行状态的过载III.下降由于下降时升力小于重力，因此下降时小于1。ynPWDWLsincos第六章第页16由盘旋的运动方程可得盘旋的载荷因数为：●典型飞行状态的过载IV.盘旋cos1yn结论：盘旋时载荷因数大于1，盘旋时载荷因数大小仅取决于坡度大小，如果以90度坡度正常盘旋，载荷因数趋于无穷。第六章第页17●坡度与过载的关系cos1yn坡度越大，过载越大。飞行原理/CAFUC6.1.3盘旋性能第六章第页191盘旋速度、拉力、功率、半径与时间为保持高度不变，由盘旋运动方程可得cos21cos2SVCLWLyLnVVSCWV00cos1cos2①盘旋所需速度0V0V结论：同样迎角下，盘旋所需速度大于平飞所需速度，是的倍。yn第六章第页20yDDnPPSVCSVCDP00202cos1cos12121②盘旋所需拉力为保持速度不变，由盘旋运动方程可得yn结论：同样迎角下，盘旋速度大，阻力大，拉力大，盘旋所需拉力是平飞所需拉力的倍。第六章第页21③盘旋所需功率3000yyynNnVnPVPN根据功率的定义可得3yn结论：同样迎角下，盘旋速度大，拉力大，盘旋所需功率是平飞所需功率的倍，比平飞所需功率大得多。第六章第页22④盘旋半径tggVLVgLLVgWLmVR2222sincossinsin结论：盘旋半径与速度平飞成正比，与坡度正切成反比。由盘旋运动方程可得第六章第页23⑤盘旋时间tgVgVRT22结论：盘旋时间与速度成正比，与坡度正切成反比。盘旋一周的时间等于周长与速度之比，所以第六章第页24⑥盘旋的角速度标准速率转弯是以3/秒的速率进行转弯，盘旋一周所需的时间为2分钟。盘旋中将转弯侧滑仪小飞机翼尖对准标准速率转弯标记即可。VtggT.2结论：保持坡度，增大速度就减小了转弯角速度。第六章第页25●速度恒定盘旋性能分析速度恒定，坡度增加盘旋半径更小，角速度更大。第六章第页26●恒定150knots速度盘旋性能对比第六章第页27●坡度恒定盘旋性能分析坡度恒定，速度减小盘旋半径更小，角速度更大。第六章第页28●恒定30˚坡度盘旋性能对比第六章第页292盘旋拉力曲线盘旋拉力曲线是由盘旋所需拉力曲线和可用拉力曲线组成的，由平飞所需拉力曲线和盘旋方程，即可得到不同坡度盘旋的所需拉力曲线。P(Kg)V(Km/h)P可用额定第六章第页30①同一速度盘旋，坡度增加，迎角增加，盘旋的所需拉力增大。②同一迎角盘旋，坡度愈大，对应的所需速度和所需拉力也愈大。③同一坡度盘旋，迎角增大，所需拉力先减后增，最小阻力迎角处，所需拉力最小，但不同坡度的Vmd不同。④坡度愈大，盘旋的可用速度范围愈小。⑤盘旋坡度越大，飞机的失速速度越大，最小阻力速度越大。●盘旋拉力曲线分析第六章第页313极限盘旋性能①飞机结构强度限制②失速边界限制③发动机功率限制。PVI8012016020024026020016012080406°2°0°16°8°P可用失速边界限制结构强度限制发动机功率限制●限制因素飞行原理/CAFUC6.2盘旋的操纵原理飞行原理/CAFUC6.2.1转弯中的侧滑与盘舵协调第六章第页34侧滑角：相对气流和飞机对称面之间的夹角。β相对气流方向●侧滑和侧滑角第六章第页35①飞行轨迹偏离飞机的对称面，从操纵上讲主要是飞行员只压盘或压盘过多所引起，它形成内侧滑。②飞机对称面偏离飞行轨迹，从操纵上讲主要是飞行员只蹬舵或舵量过大所造成的。它形成外侧滑。内侧滑（Slip）外侧滑（Skid）相对气流相对气流●侧滑产生的原因盘旋中，盘的作用是使飞机带坡度，舵的作用是使飞机不产生侧滑。第六章第页36●侧滑仪的显示外侧滑内侧滑盘舵协调第六章第页37●内外侧滑相关视频第六章第页381、进入阶段的操纵原理加油门并适当顶杆，以增大飞行速度，当速度增大至规定值，手脚一致地向盘旋方向压盘蹬舵。压盘是为了使飞机带坡度，以升力水平分力作为向心力，使飞机作曲线运动。蹬舵是为了使飞机绕立轴偏转，避免产生侧滑。在压盘的同时，需要向后带杆以增大升力，保持升力垂直分力不变。飞机快到预定坡度时，应及时提前回盘，使飞机稳定在预定坡度。回盘应至中立或过中立。同时相应回舵保持无侧滑。6.2.2盘旋的操纵原理第六章第页39加油门、顶杆，增大飞行速度至规定值，而后手脚一致地向进入方向压盘蹬舵，同时逐渐带杆增大迎角以保持高度，达到预定坡度前，回盘回舵。●进入阶段操纵原理总结第六章第页402、盘旋稳定阶段的操纵原理在稳定阶段，需要飞行员及时发现和修正各种偏差。①保持高度在保持坡度的前提下，用杆保持高度。②保持速度在保持坡度与高度的前提下，正确地使用杆和油门保持速度。③随时消除侧滑保持盘舵协调，不使飞机产生侧滑。第六章第页41④盘旋中的盘舵量盘量：盘旋中，两翼相对气流速度不同，外翼升力大于内翼升力，需反方向压盘修正。小坡度盘旋，盘一般在中立位置，大坡度盘旋，压反盘的量增大，以保持坡度为准。内侧翼尖运动路径外侧翼尖运动路径第六章第页42舵量：盘旋时，飞机绕立轴转动，产生盘旋反方向的方向阻转力矩；同时两侧机翼阻力差也产生盘旋方向的反偏转力矩。需蹬舵修正。④盘旋中的盘舵量第六章第页4315度坡度标准转弯率正常盘旋仪表指示以地平仪为中心，交叉扫视其他仪表。⑤合理地进行注意力的分配第六章第页44⑥正确的坐姿第六章第页45用杆保持好坡度和高度，用舵保持飞机不带侧滑，用油门保持速度。杆、舵、油门三者正确的配合是做好盘旋的关键。●保持阶段操纵原理总结第六章第页463、改出阶段的操纵原理向盘旋的反方向压盘，减小飞机坡度，同时向盘旋的反方向蹬舵，逐渐制止飞机偏转；飞机坡度减小，升力垂直分力逐渐增大，需逐渐向前顶杆保持高度，同时柔和收油门，保持速度不变。当飞机接近平飞状态时，将盘和舵回到中立位置。第六章第页47●改出阶段操纵原理总结提前一定角度，向盘旋反方向手脚一致地压盘、蹬舵，逐渐减小飞机坡度，并防止侧滑。随着坡度的减小，向前顶杆，并收小油门，飞机接近平飞状态时，将盘和舵回到中立，保持平飞。45度大坡度盘旋视频第六章第页486.5.4风对盘旋的影响稳定的风会使飞机随风飘移，改变飞机的地面轨迹。第六章第页49●不同风向对盘旋的地面轨迹的影响第六章第页50●风对盘旋坡度的影响有顺风分量时，地速增加，盘旋半径有增加趋势，坡度应该增加以保持半径不变。顺风分量最大时，盘旋坡度最大。逆风反之。第六章第页51本章主要内容飞行原理/CAFUC6.1盘旋中的作用力和盘旋性能6.2盘旋的操纵原理6.3侧滑和螺旋桨副作用对盘旋的影响6.4盘旋相关机动飞行简介飞行原理/CAFUC协调转弯外侧滑内侧滑6.3.1侧滑对盘旋的影响第六章第页53外侧滑侧力向内，其垂直分力使盘旋高度降低，水平分力使盘旋半径减小。侧滑导致的两翼升力差促使飞机坡度增加。内侧滑侧力向外，其垂直分力将使盘旋高度增加，水平分力使盘旋半径增大。侧滑导致的两翼升力差促使飞机坡度减小。●侧滑对盘旋的影响第六章第页54●盘旋过程中的侧滑指示外侧滑内侧滑盘舵协调结论：应在坡度正确的前提下修正侧滑。左侧滑蹬左舵，右侧滑蹬右舵。飞行原理/CAFUC6.3.2螺旋桨副作用对盘旋的影响第六章第页56螺旋桨副作用导致左右盘旋的盘舵量不同，盘旋坡度越大，盘舵量差异越明显。以右转桨为例：第六章第页57飞机旋转角速度较小，进动作用不大，加油门引起的反作用力矩和滑流扭转力矩较明显，飞机有左滚和左偏趋势。故进入右盘旋的盘舵量相对较大，进入左盘旋的盘舵量相对较小。①进入阶段第六章第页58飞机保持恒定的旋转角速度，进动作用较明显。右盘旋中，进动使机头垂直下移，产生外侧滑，导致坡度增大。因此，左右盘旋舵量不同。②稳定阶段第六章第页59收油门使反作用力矩和滑流扭转力矩减弱，飞机有右滚和右偏趋势。因此，改出右盘旋，盘舵量稍大，而改出左盘旋，盘舵量稍小。③改出阶段第六章第页60本章主要内容飞行原理/CAFUC6.1盘旋中的作用力和盘旋性能6.2盘旋的操纵原理6.3侧滑和螺旋桨副作用对盘旋的影响6.4盘旋相关机动飞行简介飞行原理/CAFUC6.4盘旋相关机动飞行简介第六章第页62为了提高飞行员的基本驾驶术，训练飞行中还广泛使用各种机动飞行。这些机动飞行基本上都与盘旋有关。第六章第页636.4.1S形转弯第六章第页646.4.2懒八字（LazyEight）第六章第页65●懒八字（LazyEight）第六章第页666.4.3急上升转弯（Chandelle）第六章第页676.4.4大坡度螺旋下降（SteepSpiral）第六章第页68本章小结飞行原理/CAFUC盘旋的运动方程载荷因数的定义和不同飞行状态的载荷因数盘旋速度、拉力、功率、半径、时间与角速度盘旋拉力曲线和分析结论转弯中侧滑产生的原因盘旋的三个阶段及操纵原理螺旋桨副作用对盘旋的影响