第一章-预备知识-性能知识

中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强绪论飞机性能工程FLIGHTPERFORMANCE中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强1飞行剖面低速性能（安全）：起飞、着陆；机场分析限重和速度高速性能（经济）：爬升、巡航、下降；航线分析省油，提高业载中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强2参考资料FAR25,121；JAR25,121；CCAR25,121；性能手册（BOEING）：飞机飞行手册（AFM）飞机特征手册（AC）飞机使用手册（AOM）飞行计划与性能手册（FPPM）性能工程师手册（PEM）性能手册（AIRBUS）：飞行机组使用手册（FCOM）飞行机组训练手册（FCTM）快速参考手册（QRH）中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强3应用空管：航迹分析预测、飞机调速、改变飞行高度等；签派：申请速度、高度；计算加油量、机场分析；性能监控、飞机选型、航线分析、计算机飞行计划、单发应急离场程序、高原机场运行、短跑道运行、极地航线、事故分析等。中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强4教学要求教材要求《飞机性能工程》《飞机性能图册》可以在考前找的到的作业本考试方式闭卷笔试平时成绩15%，卷面成绩85%缺课4次以上，不具备考试资格中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强CAUC-ATC-FTO第一章预备知识Chapter1THEBASICKNOWLEDGE中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强飞机的气动特性、发动机特性、飞机重量等是决定飞行性能的重要因素，也是性能计算的原始数据；飞行高度和速度是飞行性能中的基本参数，在学习和研究飞行性能前，了解这些特性的参数的定义、内容以及它们在现代民用喷气运输机性能分析和计算中常用的表达形式是必要的。导语第一章预备知识中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强目录1飞机的气动特性与参数2飞机的重量3发动机特性4标准大气5高度分类及其定义6空速的定义及误差修正中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强§1飞机的气动特性与参数1、升力特性2、阻力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强研究升力系数随迎角、构型、马赫数等影响因素的变化关系。wLSCvL221§1飞机的气动特性与参数1、升力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强1.1升力系数曲线迎角与升力系数的关系：直线段；曲线段；失速前兆；失速；0()LLCC§1飞机的气动特性与参数1、升力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强αst-cLmax-Vmin失速迎角对应最大升力系数，最小速度§1飞机的气动特性与参数中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强光洁机身----起落架和襟翼均收起来。（爬升、巡航、机动飞行和下降阶段）起飞构型-----起落架收上位置与不同起飞襟翼位置的组合。（起飞离地起落架收起后，襟翼收起前）着陆构型-----起落架放下与不同进近着陆襟翼位置组合。（进近着陆）飞机构型对升力系数的影响：常见飞机构型：§1飞机的气动特性与参数1、升力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强襟翼的影响：§1飞机的气动特性与参数1、升力特性1、升力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强P2图1-2升力系数曲线§1飞机的气动特性与参数中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强缝翼的影响：§1飞机的气动特性与参数中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强马赫数对升力系数的影响：中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强外力与重力的比值：zyxNnWZZnWLYnWDFX:::nx—切向过载ny--法向过载nz—侧向过载n---过载（载荷因子）：§1飞机的气动特性与参数1、升力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强当攻角大于临界攻角时，飞机会进入失速状态。升力减小、阻力增大；一边减速一边掉高度。失速速度有两种表达形式：VSFAR和Vs1g§1飞机的气动特性与参数1、升力特性失速速度：中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强定义：可操纵的、定常飞行的最小速度，用CAS表示；现象：P21.2FAR失速速度VS(orVSFAR):whichcorrespondstotheconventionalstall(i.e.whentheliftsuddenlycollapses).Atthatmoment,theloadfactorisalwayslessthanone(FAR25referencestallspeed).§1飞机的气动特性与参数1、升力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强VS1g(orVSR):whichcorrespondstothemaximumliftcoefficient(i.e.justbeforetheliftstartsdecreasing).Atthatmoment,theloadfactorisstillequaltoone(CS25referencestallspeed).§1飞机的气动特性与参数1、升力特性1.21g失速速度定义：失速时保持过载1.0，即不掉高度现象：P4中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强Vs1gVsFARVsFAR=0.94Vs1g中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强§1飞机的气动特性与参数中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强根据是否与升力相关可分为：零升阻力（废阻力）诱导阻力2000LDDDDiACCCCCDDDi§1飞机的气动特性与参数2、阻力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强极曲线定义：把升力系数和阻力系数随迎角的变化关系综合用一条曲线表达出来。分类：低速：CD=f(CL)仅1条高速：CD=f(CL,M)多条§1飞机的气动特性与参数2、阻力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强2.2极曲线升阻比：§1飞机的气动特性与参数2、阻力特性2.2极曲线2、阻力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强§1飞机的气动特性与参数中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强LCDCD0C0LMAXCIncreasetheangleofattackstaMAXKKCCLD1tan升阻比的倒数最小§1飞机的气动特性与参数中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强放下增升装置时，CL和CD都增大，极曲线向右上方移动。放下起落架、减速板等装置增加阻力，升力基本不变，极曲线向右移动。影响极曲线的因素§1飞机的气动特性与参数中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强重心的影响：M和CL一定时，重心越靠前，CD越大。§1飞机的气动特性与参数2.2极曲线2、阻力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强在M数和CL一定时，重心越靠前，CD越大。影响极曲线的因素§1飞机的气动特性与参数中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强RE修正：阻力系数=从极曲线中查得的阻力系数+雷诺数修正的附加阻力系数ReDDDCCCREF由公式（1-10）计算出或由图1-7、1-8查出§1飞机的气动特性与参数2.2极曲线2、阻力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强一发停车附加阻力oneEngineInoperativeDragIncrements:•偏航阻力：由于一发停车的不对称力矩，使飞机偏航和滚转，为了阻止偏航和滚转，偏转副翼和方向舵增加的阻力。•风车阻力：§1飞机的气动特性与参数2.2极曲线2、阻力特性2.2极曲线2、阻力特性§1飞机的气动特性与参数2、阻力特性2.2极曲线§1飞机的气动特性与参数2、阻力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强§1飞机的气动特性与参数中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强αγφ桨弦相对气流旋转面桨叶角φ：桨弦和旋转面之间的夹角桨叶迎角α：桨弦和入流（即相对气流）之间的夹角入流角γ：入流和旋转面之间的夹角风车阻力的说明§1飞机的气动特性与参数中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强风车阻力的说明：§1飞机的气动特性与参数中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强§1飞机的气动特性与参数中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强减速板起落架刹车2.2其他附加阻力系数§1飞机的气动特性与参数2、阻力特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强地面扰流板扰流板伸出中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强目录1飞机的气动特性与参数2飞机的重量3发动机特性4标准大气5高度分类及其定义6空速的定义及误差修正中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强§2飞机的重量中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强各种重量之间的关系重量从下至上逐渐增大§2飞机的重量中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强最大业载：1.最大结构限制业载最大无油重量-()最大起飞重量-（）-营运空重最大着陆重量+航程油量-起飞油量-（）2.最大容积限制业载全部旅客（包括行李）重量与最大货舱容积限制的货载重量之和。§2飞机的重量营运空重起飞油量营运空重中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强容易混淆的几个重量滑行重量=停机坪重量Ramp松刹车重量BrakeRelease=起飞重量无油重量=干使用重量+总商载最大业载=无油重量-干使用重量PLmax=ZFW-DOW业载包括客载+货载着陆重量-无油重量=备份油+额外油起飞重量-着陆重量=航程油滑行重量-起飞重量=滑行油§2飞机的重量中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强§2飞机的重量中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强757-200性能特性757-200型飞机的重量限制数据：最大滑行重量（MTXW）109315KG最大起飞重量（MTOW）108862KG最大落地重量（MLDW）89811KG最大无油重量（MZFW）83460KG最小飞行重量（MFW）52435KG什么是最小飞行重量？非载客调机：最小飞行油量=最小飞行重量-使用空机重§2飞机的重量中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强重量最大无油重量营运空重最大业载飞机重量线燃油重量线R航程Wmax业载最大业载最大起飞重量最大燃油容积R航程Ⅰ范围§2飞机的重量中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强目录1飞机的气动特性与参数2飞机的重量3发动机特性4标准大气5高度分类及其定义6空速的定义及误差修正中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强1、飞机动力装置2、发动机节流工作状态3、相似工作状态（量纲分析法）4、推力特性5、耗油特性§3发动机特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强发动机是飞机重要部件，消耗燃油以提供动力来克服阻力。推力特性耗油特性§3发动机特性1、飞机动力装置中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强航空发动机分类：涡轮喷气发动机：军机涡轮螺旋桨发动机：支线客机涡轮风扇发动机：干线客机涡轮轴发动机：直升机活塞式发动机燃气涡轮发动机冲压发动机1、飞机动力装置§3发动机特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强1.1工作原理发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷口等部件组成。1、飞机动力装置1.1工作原理1、飞机动力装置§3发动机特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强涡轮喷气发动机：老式歼击机歼5涡轮螺旋桨发动机：Y7，新舟60涡轮风扇发动机：B737、B747、B757、B767。。。活塞式发动机：DC-3里2后三点式（4个冲程）DA40小型通用训练飞机新式军用飞机：加力式涡扇发动机1.2应用1、飞机动力装置§3发动机特性1、飞机动力装置§3发动机特性1.2应用1、飞机动力装置§3发动机特性中国民航大学空管学院飞行运行控制系任强在不同飞行阶段目的不同，对发动机的要求也不同：•最大推力状态—起飞（复飞）状态（TO/GA）：超负荷、加力工作状态，使用时间有限制（保护涡轮）。•最大连续推力状态（MCT）：满负荷工作，使用时间不受限制；一发失效时使用。•最大爬升推力状态（CL）：正常爬升使用；•最大巡航推