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时间:2011-02-10 15:42来源:蓝天飞行翻译 作者:admin
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飞机在铅垂面内 0的定常直线飞行,是常见的运动形式之一。定常直线飞行的性
能是飞机设计师最为关心的。定常运动是指飞机的运动参数不随时间改变的运动。
严格来讲,定常运动是不存在的,因为即使飞行速度保持不变,但随着燃油的消耗,飞
机重量也在不断地减小,因而迎角也要变化。可是,如果飞机运动参数随时间变化十
分缓慢,则至少在一段时间内可近似认为运动参数不变,这就是通常所说的“准定常
运动”。飞机的基本飞行性能就是飞机在定常运动和准定常运动时的运动特性。
飞机作定常直线运动(简称定直运动)时,作用在飞机上的外力有升力 1、阻力 2、
推力 3和重力 .,这些力是平衡的。
飞机定直运动的轨迹不外有 4种情况:定直爬升(  5’,为航迹角)、定直平飞( )’)和定直下滑( 6’)。这 4种典型定直运动的飞行性能分别称为爬升(或上升)性能、平飞性能和下滑性能。某些简化假设下,这些性能可以解析求解。但由于发动机特性及飞机气动特性一般难以写成简洁的解析表达式,因而工程上往往采用图解分析法,其中最常用的是简单推力法。
一、飞机的平飞需用推力
保持飞机定直平飞的条件是:动力装置提供的推力等于飞机的迎面阻力,飞机的升力等于飞机的重量。这其中假设发动机安装角 " 7及迎角 都很小。令  )’,则有 *
3)2)&% 78+9
+
•:*•

 

%
"" &’(&)
这就是飞机定直平飞的条件。由此条件可以看出,在一定的迎角,一定的飞行高度上,欲使 *"条件满足,飞机必须具备一定的飞行速度;飞机在这一飞行状态下所遇到的阻力 +须由动力装置的可用推力来平衡。飞机在一定高度和速度下进行定直平飞所需的发动机推力,称为平飞需用推力,用 ,表示。
平需
由于 
,平需  " + " -% &  ’(& ) (% . / . 0) 
1 " * +  "  ,平需
式中 1为升阻比,则有 
,平需  "  1 (% . / . 2)

计算飞机的基本飞行性能时,一般取飞机的起飞重量和着陆重量的平均值作为计算重量,即 "(起飞 3着陆)4&。
实际计算中需要计算在给定高度上不同速度的平飞需用推力曲线。其计算步骤如下:根据高度 5、马赫数 67,由国际标准大气查出空气密度 、音速 7并计算出飞行速度 (;然后由飞机重量 计算出升力系数 ,由极曲线查出阻力系数巴及升阻比 1;最后根据式 % ./ .0计算出乎飞需用推力 ’平需。变换不同的 67数重复上述计算,即可得到平飞需用推力曲线,如图 % ./ .2所示。该图同时标出了平飞需用推力的组成:零升阻力 +。和诱导阻力 +8(虚线)。不同高度上的平飞需用推力曲线见图 % ./ .9。

图 % ./ .2:平飞需用推力曲线的构成
•;&•

 


图  " "%不同高度上超音速飞机的平飞需用推力曲线
%%把不同高度上的平飞需用推力曲线和相应坐标上的动力装置可用推力曲线用同一坐标给制在同一张图上,即可得到推力曲线图,如图  " "&所示。通过比较 ’平需与 ’可用的方法,可以确定飞机的基本飞行性能,这种方法称为简单推力法。
下面,我们用简单推力法来确定飞机的基本飞行性能。

图  " "&%超音速飞机的推力曲线图
二、飞机的定直平飞性能
飞机定直平飞性能主要有 (个指标;最大平飞速度 )*+,(或 -+*+,)和最小平飞速度 )*./(或 -+*./)。
•10•
 
"最大平飞速度 %&(或 ’%&)
最大平飞速度是指飞机在一定高度上能做定直平飞的最大速度。显然,最大平飞速度(或 ’%数)可由推力曲线图上同一高度的可用推力曲线与平飞需用推力曲线的右交点确定。由于此时的 (平需 )(可用,*)+,也可用公式表示:
%& )
,(可用 .( /0 /1)-& 从推力曲线图上可找出各飞行高度上的最大平飞速度 %&或 ’%%&,如图  /0 / 2所示,称为最大平飞速度线。

图  /0 /23超音速飞机的最大平飞速度线
,"最小平飞速度 45(或 ’%45)最小平飞速度,是指在一定高度上,飞机能做定直平飞的最小速度。原则上讲,当 -6 ) -6%&时,飞机可获得最小平飞速度。但为了保证安全,常取安全 7允许升力系
数作为计算 45的依据。 
-6安全  )(2" 8 9 2" :)-6%& ( / 0 / :)
由定直平飞条件 * ) +可得 
45 ) ,+ .-6安全 ( / 0 / 2)
随着飞行高度的增加, 将减小,故最小平飞速度也随之增加。
三、飞机定直上升性能

表征飞机定直上升性能的指标主要有:上升率(爬升率) 6、最大上升率 ;6%&、上 •<0•
 

升航迹角 、最大上升航迹角 "、静升限 "等。 %&定直上升航迹角 的确定定直上升的方程
’ () *+,-.  / ( +01,
所以
,-. (’2) ( "’ (% 23 2%%)
++其中 "’(’2)(’2’平需为剩余推力,即是可用推力克服掉飞机阻力后剩余的部分。上升性能的分析和确定,主要问题是要从推力曲线图上查出剩余推力 "’以及 "’随 及 4的变化。
由式 % 23 2%%可得航迹角 为
 2 "51,-. "’ + (% 2 3 2 %6)
最大航迹角 "为 
" ( "50,-.  "’ " + (% 2 3 2 %7)

飞机以 "上升时航迹最陡,剩余推力最大,此时的航迹速度 4称为最陡上升速度,用 4陡升或 4表示。一般 "’"出现在 ’平需 -.附近,故 4陡升与对应阻力最小的有利速度 4有利接近。
6&定直上升率 48的确定飞机的上升率 48是指飞行速度 4的铅垂分量,并规定向上为正。由图 % 23 2%%可知 48 ( 4,-.(% 23 2%3)
 
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本文链接地址:飞机检测与维修实用手册 1(20)