第四章飞机性能工程起飞性能讲义

起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page1§1起飞简介§２场地长度限重§３爬升梯度限重§４障碍物限重§５污染跑道起飞§６减推力起飞第四章飞机的起飞性能起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page2§3爬升限重在起飞飞行航迹中，飞机需要具有一定的爬升能力，并不仅仅是为了超越障碍物，而是为了应付一些紧急情况（风切变、阵风、下沉气流、紧急上升等）。1、主要的爬升性能参数起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page3§3爬升限重1、主要的爬升性能参数1.1爬升梯度起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page4sin;1sin;sinsin;tansin(1)NNNNWdVFDWgdtWdVdHFDWgdHdtWdVFDWVgdHFDCGVdVWgdH§3爬升限重1、主要的爬升性能参数爬升梯度：起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page5爬升梯度与剩余推力成正比，与推力、阻力有关（温度、高度、flap、速度）。爬升梯度与飞机重量成反比，重量越大，爬升梯度越小。爬升梯度还与加速因子有关（加速度、动能）。§3爬升限重1、主要的爬升性能参数爬升梯度的影响因素：)1(.dHdVgVWDFGCN起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page6OATISAISA+△TConstantHp≤36089feetHp36089feetMVeVcMVeVc-0.133178M20.566822M20.7M2(φ-0.190254)00.7M20.7M2(φ)-0.133178M2(Tstd/Tns)0.7M2[1-0.190254(Tstd/Tns)]0.7M2[φ-0.190254(Tstd/Tns)]00.7M20.7M2(φ)加速因子的简单计算：§3爬升限重1、主要的爬升性能参数起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page7§3爬升限重2、起飞航迹分段起飞飞行航迹：起飞终点到起飞航迹终点。起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page8从离地35ft到起落架收上。§3爬升限重3、第一爬升段起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page9离地3秒后开始通过液压系统完成收起落架。要求在一台液压泵失效的情况下，能在7~15秒内完成收起落架过程。在此过程中，飞机应有正梯度。（波音飞机）§3爬升限重第一爬升段：从离地35ft到起落架收上。目的是收起落架，减小阻力。起飞推力，襟翼位置不变，正梯度，等表速爬升（保持V2）。3、第一爬升段起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page10离地3秒后开始通过液压系统完成收起落架。要求在一台液压泵失效的情况下，能在7~15秒内完成收起落架过程。在此过程中，飞机应有正梯度。起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page11§3爬升限重4、第二爬升段---等表速爬升段从收起落架点到总航迹高度不低于400ft处。起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page12§3爬升限重第二爬升段：等表速爬升段爬高，以保证飞行安全。起飞推力,等表速爬升（V2）4、第二爬升段---等表速爬升段起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page13在一发失效情况下的最小总梯度4发飞机3.0%3发飞机2.7%2发飞机2.4%典型爬升率(ROC)@V2=150节为364英尺/分典型爬升率(ROC)@V2=160节为437英尺/分典型爬升率(ROC)@V2=170节为516英尺/分§3爬升限重第二爬升段4、第二爬升段---等表速爬升段起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page14)1(.dHdVgVWDFGCN§3爬升限重4、第二爬升段---等表速爬升段第二爬升段爬升梯度计算：为保守其间，W取起落架刚收上时，FN取第二爬升段结束时一发失效起飞推力；起飞襟翼；起落架收上；爬升限制的最大起飞重量：飞机重量越大，爬升梯度越小，而FAR-25，规定了最小可用的爬升梯度，这就限制了最大的起飞重量。起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page15§3爬升限重4、第二爬升段---等表速爬升段第二段爬升限制的最大起飞重量影响因素：气压高度：高度越高，推力越小，梯度不变情况下，要求重量减小。外界温度：温度高压参考温度时…….防冰和空调引气：襟翼位置：flap偏度增大，升阻比减小，梯度减小；因此爬升限制时采用小襟翼教材P104通过迭代计算；图册P47WDFdHdVgVWDFGCNN)1(.起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page16§3爬升限重4、第三段：平飞加速段收上襟翼，减小阻力，提高爬升能力。完成收襟翼时基本达到绿点速度。起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page17结构限制VFE：如果开始收襟翼的速度大于VFE，会导致襟翼上气动载荷过大，引起结构损坏。气动要求：收的太早，可能会导致升力小于重力，使飞机掉高度；收的太晚，则阻力太大，影响飞机的平飞加速。考虑载荷限制：在襟翼放下时，n≤2.0。要求飞机有一定的机动能力，可保持正常转弯，而不致出现抖动。§3爬升限重4、第三段：平飞加速段襟翼收放的限制：VREF=1.3VS:收缝翼；V=1.3VS+20:开始收襟翼；V=1.3VS+40:完成收襟翼；此时基本达到绿点速度。起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page18起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page191500ft到达入航的速度和高度要求；以有利速度开始爬升；推力为MCT；§3爬升限重4、第四段：最后爬升段起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page20起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page21起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page22§1起飞简介§２场地长度限重§３爬升梯度限重§４障碍物限重§５污染跑道起飞§６减推力起飞第四章飞机的起飞性能起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page23§4障碍物限制的起飞重量要求：为保证飞行安全，要求飞机一发失效时能安全地超越障碍物。起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page24总航迹（理论航迹）：按照飞机公司提供的发动机、机型数据计算出的飞机航迹。净航迹（实际航迹）：在实际飞行中，由于推力、速度、气象等数据的误差，飞机的实际航迹要低于总航迹。关系：用总航迹中每一点的爬升梯度减去一定的安全余量既得净航迹的爬升梯度。总梯度：总航迹中每一点的爬升梯度。净梯度：净航迹中每一点的爬升梯度。双发飞机：0.8%；三发飞机：0.9%；四发飞机：1.0%；§4障碍物限制的起飞重量起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page25§4障碍物限制的起飞重量总航迹：起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page26§4障碍物限制的起飞重量净航迹：起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page27越障要求：为保证能安全地超越障碍物，FAR规定，飞机的一发失效时起飞飞行净航迹至少要比障碍物高35英尺。在污染跑道起飞时，可减小到15英尺。§4障碍物限制的起飞重量起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page28起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page29机场的障碍物很多，只有处在一定区域内的障碍物才需要考虑。ICAO、FAR、CCAR的规定各有所不同。起飞航迹区(图册P45-1)：§4障碍物限制的起飞重量障碍物的获取：A型图：在垂直方向上以1.2%的梯度向上延伸，低于障碍物限制面的不考虑，穿透障碍物限制面的则标在A型图中。15公里障碍物图1：100000图1：50000图人工测量障碍物AIC/AIP起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page30爬升方法A：在400ft改平，加速到绿点速度，再进行爬升，在最后爬升段越障；远距离障碍物越障。4.1三种越障方法§4障碍物限制的起飞重量起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page31爬升方法B：越过障碍物后再改平，加速到绿点速度，再进行爬升；近距离障碍物越障。4.1三种越障方法§4障碍物限制的起飞重量起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page32爬升方法C：越过所有障碍物后再改平（延长第二爬升段），加速到绿点速度，再进行爬升；中距离、近距离障碍物越障。4.1三种越障方法§4障碍物限制的起飞重量起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page33•最大改平高度4.1三种越障方法§4障碍物限制的起飞重量起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page34AccelerationHeight(level-offheight)MinimumAccelerationHeight400feetMaximumAccelerationHeightExtendedSecondSegmentEndof5-minutelimitonmaximumtakeoffthrustMaximumcontinuousthrust起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page35越障方式二三四A起飞推力起飞推力起飞推力、CNTB起飞推力起飞推力CNTC起飞推力CNTCNT4.1三种越障方法§4障碍物限制的起飞重量起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page36几何高度与气压高度关系问题。•QNH的修正。()IPITTdHdHT4.2注意事项§4障碍物限制的起飞重量起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page37飞机的越障能力与其具有的爬升梯度、地面距离紧密相关，主要有：①温度和气压高度。②襟翼偏度越小，则飞机的升阻比越大，爬升梯度大，越障限制的起飞重量越大，这与场地长度限制对襟翼偏度的要求相反。③使用空调、防冰等都使发动机提供飞行用的推力减少，也就使越障起飞重量减小。④逆风增大实际的爬升梯度，顺风减小实际的爬升梯度，所以逆风增大越障起飞重量，顺风减小越障起飞重量。4.3影响因素§4障碍物限制的起飞重量WDFdHdVgVWDFGCNN)1(.起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page38减小襟翼：可使爬升梯度增大，从而增大越障能力；但同时要求起飞距离增增长；4.4改善越障能力的途径§4障碍物限制的起飞重量减小重量：阻力减小：爬升梯度增大起飞距离减小，有利于越障改进爬升：转弯离场：起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page39起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page40转弯离场：“JAR-OPS1.495(c)(1)Trackchangesshallnotbealloweduptothepointatwhichthenettake-offflightpathhasachievedaheightequaltoonehalfthewingspanbutnotlessthan50ftabovetheelevationoftheendofthetake-offrunavailable.”4.4改善越障能力的途径§4障碍物限制的起飞重量起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page41起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page42起飞性能TakeoffPerformance飞机性能工程Page43“FAR121.189(f)Forthepurposeof