工程硕士飞机性能

飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院飞机性能飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院目录性能基础气动特性和发动机特性高度的测量方法空速的定义与换算飞机的使用限制飞机的低速性能起飞性能着陆性能飞机的高速性能爬升和下降巡航飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院性能基础—气动特性和发动机特性气动特性和发动机特性•升力特性•阻力特性•推力特性•燃油消耗特性飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院升力特性性能基础—气动特性和发动机特性飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院升力特性性能基础—气动特性和发动机特性升力系数曲线直线段曲线段失速飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院升力特性性能基础—气动特性和发动机特性升力系数曲线的分类：正常构型起飞构型着陆构型飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院升力特性性能基础—气动特性和发动机特性失速速度：可操纵的、定常飞行的最小速度，用CAS表示。使用中有FAR和1g两种失速速度飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院升力特性性能基础—气动特性和发动机特性FAR失速速度—707’s,727’s,737-1/2/Adv/300,747-1/2/300,757-200,767-2001g失速速度—737-4/…/900,747-400,757-300,767-3/400,777飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院阻力特性性能基础—气动特性和发动机特性飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院阻力特性性能基础—气动特性和发动机特性飞机重量和飞行速度对飞行阻力的影响飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院推力特性性能基础—气动特性和发动机特性飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院推力特性性能基础—气动特性和发动机特性在起飞、爬升、巡航、下降、等待、进近着陆等不同飞行阶段，对发动机的要求也不同。最大起飞推力（复飞推力TO）：超负荷、加力工作状态，使用时间有限制最大连续推力（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（CL）：爬升时使用最大巡航推力（MCR）：巡航时用到的推力不能超过最大巡航推力慢车推力：加速特性飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院推力特性性能基础—气动特性和发动机特性飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院推力特性性能基础—气动特性和发动机特性推力特性参数EPR：低压涡轮后的总压与低压压气机进口处的总压之比。与推力大小近似成正比。N1：低速转子的转速，即风扇转速EGT：排气温度72tTPEPRP飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院推力特性性能基础—气动特性和发动机特性影响因素—速度冲压飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院推力特性性能基础—气动特性和发动机特性影响因素—高度飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院推力特性性能基础—气动特性和发动机特性影响因素—温度飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院推力特性性能基础—气动特性和发动机特性影响因素—空调和防冰引气飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院推力特性性能基础—气动特性和发动机特性所需推力和可用推力飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院燃油消耗特性性能基础—气动特性和发动机特性耗油特性参数燃油流量（WF、FF）：单位时间耗油量，LB/HR燃油里程（SR）：消耗单位油量所飞过的距离，NM/LBWFSRVSRWF飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院燃油消耗特性性能基础—气动特性和发动机特性耗油特性参数燃油消耗率（SFC、TSFC）：单位时间产生单位推力所消耗的油量NWFTSFCF飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院性能基础—气动特性和发动机特性影响因素—速度，在亚、跨音速阶段，燃油消耗率与马赫数无关燃油消耗特性飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院高度的测量方法•国际标准大气•非标准大气•几何高度与气压高度性能基础—高度的测量方法飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院ISA的定义性能基础—高度的测量方法国际标准大气（1）认为空气是完全气体，满足完全气体的状态方程PRT（2）认为空气满足静平衡条件，压强由质量产生即gdhdP飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院ISA的定义性能基础—高度的测量方法国际标准大气（3）对流层内（0~11000M）大气温度随高度升高而降低，每上升100M温度下降0.65°C，同温层内（11000~20000M）温度保持恒定，-56.5°C（4）规定国际标准大气海平面为零高度，其大气参数31.225/kgm288.15K101325PPa飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院性能基础—高度的测量方法国际标准大气飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院性能基础—高度的测量方法国际标准大气飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院性能基础—高度的测量方法国际标准大气压强比温度比密度比000PPTT飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院性能基础—高度的测量方法国际标准大气飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院性能基础—高度的测量方法非标准大气在实际飞行中，大气的状态参数与标准大气有很大差别，以给出。如实际大气比标准大气低10度实际大气比标准大气高10度ISAT10ISA10ISA飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院性能基础—高度的测量方法非标准大气1、由气压高度得知压强（查国际标准大气表）2、进行温度修正3、求出其他参数TTT0/TTPRT0/0/PP飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院性能基础—高度的测量方法几何高度与气压高度飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院性能基础—高度的测量方法几何高度与气压高度飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院空速的定义与换算•全静压系统•空速表刻度方法•指示空速VI•修正空速VC•真空速VT•当量空速VE•各种空速的用途性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院全静压系统性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院全静压系统性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院12112KKtpKMPtPvP221空速表工作原理示意图空速表刻度方法低速伯努利方程M0.4:高速伯努利方程M0.4:性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院在不同的飞行高度上P、ρ不同,当Pt－P相同时,指针偏转角度相同，都偏转到同一位置，然而对应的V是不同的。空速表刻度方法性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院空速表按海平面标准大气条件来刻度:P＝P0＝760mmHg,ρ=ρ0=1.225kg/m3一个(Pt－P)对应一个速度,在海平面标准大气条件下此即真空速。因此，在非海平面非标准大气情况下,空速表指示出来的速度并不是飞机的真空速，我们称其为指示空速指示空速VI性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院总压的测量误差不大,可以忽略不计静压的测量误差较大，需要修正，只有当静压孔(管)处的气流速度＝V∞时,测出的才是来流静压修正空速VC性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院由静压测量误差造成的速度示数的误差叫位置误差（positionerror）,意思是由于静压孔位置造成的误差,用△VP表示，通过试飞测出由指示空速VI修正位置误差△VP后得到的空速称为修正空速(CalibratedAirSpeed，缩写为:CAS),用VC表示修正空速：VC＝VI＋△VP飞机在净外形时，△VP=0，指示空速就等于修正空速VI=VC修正空速VC性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院由于飞行高度上的大气参数不同于标准大气海平面，还应进行压缩性修正，和VC相应的真空速VT是:12120011122111/KKKKCTVKaKRTVKPP只要知道飞行高度上的气压（可由气压高度得出）和温度,由上式就可由VC算出真空速VT真空速VT性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院三千米以下指示空速和真空速差别不大由于空管限制10000FT下表速为250KT，在ISA情况下，用表速替代真空速所产生的误差见下表真空速VT高度表速(KM/HR)真空速(KM/HR)相对误差5000FT(1500m)250KT(463)269KT(498)7%10000FT(3050m)250KT(463)289KT(535)13%20000FT(6098m)280KT(519)300KT(556)375KT(695)400KT(741)25%30%30000FT(9146m)280KT(519)300KT(556)438KT(811)466KT(863)36%36%性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院机种距接地点的距离高度表速Km/hr表速KT真空速KT所有航空器３０００米至８５００米４７０250288(3000m）380(8500)涡轮喷气航空器超过３５千米３０００米以下４００220250(3000m)235(1500m)小于或等于35千米３０００米以下310170190(3000m)180(1500m)螺旋桨航空器３千米以内３０００米以下２８０150170(3000m)160(1500m)真空速VT指定航空器调整速度时使用的最低调整速度标准(86号令)相同的表速在不同高度对应的真空速不同性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院当量空速VE是按在海平面标准大气下飞行的速度头()与给定飞行状态的速度头相同的原则确定的当量空速(EquivalentAirSpeed)用VE表示，VE与VT满足下面的关系当量空速VE22001122ETETVVVV212V性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院指示空速（表速）IAS飞行校正空速CAS试飞当量空速EAS结构、强度真空速TAS飞行计划、性能分析马赫数M飞行、性能分析地速GASATC、导航各种空速的用途性能基础—空速的定义与换算飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院性能基础飞机的使用限制飞机的低速性能起飞性能着陆性能飞机的高速性能爬升和下降巡航飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院飞机的使用限制•过载能力•飞行包线–理论包线–实用包线•调速范围飞机的使用限制飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院飞机在转弯时，需要倾斜压坡度，使飞机产生向心力。此时飞机的升力大于重力（过载大于1）过载能力RmvmgLLWLn2tancos1cos大多数民航机型要求具有1.3g的过载能力，对应的最大坡度角为400飞机的使用限制飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院坡度角越大，过载越大坡度角越小，过载越小过载能力cos1ntan2Rmvmg飞机的使用限制飞机性能2009年11月为保证飞行安全，需要对飞机的飞行速度范围、高度范围、飞行环境等提出一些限制，以免发生结构损坏、解体、失速等影响飞行安全的事故或事故征候。飞行包线—理论包线飞机的使用限制飞机性能2009年11月中国民航大学空管学院平飞最小速度Vmin定义：飞机能维持正常、稳定平飞的最小速度三方面限制：失速限制、推力限制、稳定性限制a）失速限制（低高度）b）推力限制（高高度）c）稳定性限制飞机的最小平飞速度应是以上三个限制中最大的一个，即：Vmin=MAX（Vs，Vpowe