飞机性能考点1

飞机性能考点

1.1.2飞机的重量定义 1.最大起飞重量WTOmax。

飞机在松开刹车进行起飞滑跑时的最大允许重量。主要取决于飞机的结构强度的限制。 2.最大滑行重量WCRmax。

在最大起飞重量的基础上增加一部分滑行用的油料，即起飞滑行的最大允许重量。附加的地面滑行油量必须在起飞之前用完。 3.最大着陆重量WLDmax。 又称最大落地重量，取决于飞机结构强度及起落架承受冲击的能力。一般最大着陆重量小于最大起飞重量。 1.2.1地球大气。

1.大气的组成与特性。

对流层：温度随高度的增加而降低。

平流层：温度基本保持不变，因此又称为同温层 散逸层:温度随高度的增加而下降。 电离层：温度随高度的增加而升高 外逸层(800Km以外的大气外层) 2.标准大气模型。

国际标准大气模型是以人类居住的北半球中纬度年平均大气物理属性测量数据为依据，建立起来的国际公认的大气标准模型。并视大气为理想模型，满足理想气体状态方程。 相对参数分别是以当地参数值与相应的海平面上的标准大气参数数值的比值来表示，即 相对温度比θ=T/To=T/288.15 相对压强比δ=p/po=p/101325

相对密度比σ= ρ/ρo=ρ/1.225 三者之间的关系δ=σθ

3.非标准大气（计算题）P11 1.2.2关于高度的定义

1.绝对高度：飞机所在位置到平均海平面的垂直距离为绝对高度。(表明飞行高度时) 2.相对高度:飞机所在位置到机场跑道地平面的垂直距离。（起飞着陆阶段用）

3.真实高度：飞机所在位置到其正下方地面的垂直距离。(飞机越障飞行、航测，空投) 4.标准气压高度：以国际标准大气压强Po=1013mb的气压平面为基准，按标准大气的气压递减率测量的高度，称为气压高度，用于飞行高度超过900m以上的情况。（飞机转场飞行与场外飞行） 1.2.3速度的定义

飞机与空气的相对速度成为空速Va

1.仪表指示空速皮托管式空速表的度数，只做了海平面标准绝热压缩流动的修正。 2.地速Vg:飞机与地面的相对速度 Vg=V+/-Vw

1.3空气动力学基础 1.3.1气流的某些属性

（1）气体通过等截面管路流动，当不计摩擦及其他损失时，保持等流速流动，处处流速压

1

力相等。

（2）气体通过收敛通道管路流动，速度加大，静压下降 （3）气体通过扩张通道管路流动。流速降低静压提高 总压=静压+速压

2.气体绕固体障碍物的流动

气体经圆柱形障碍物时，正对着气流的一点成为驻点，在这一点上，气流完全滞止。如果气体是理想的无黏性体，圆柱体是理想光滑体，则在障碍物的后面流动恢复原来的特性，气流在圆柱体的远前方和远后方，总压静压和速度均相同。在圆柱体截面最厚处，流速最大，静压最低。若气体不是理想的无黏性体，圆柱体也不是理想光滑体，则气流在障碍物后的总压低于原来的总压。 1.3.2机翼的气动特性 L=qSwCL=1/2ρV^2SwCL D=qSwCD=1/2ρV^2SwCD

Sw为翼面投影面积 CL升力系数 CD 为阻力系数

升力系数与阻力系数均为翼型的几何参数（翼型剖面、翼面形状、后掠角、展弦比）、迎角α、气流的雷诺数Re及马赫数M的函数。

机翼的升力特性主要反映在升力系数上，对于几何形状一定的机翼，升力系数是迎角、气流雷诺数及马赫数的函数，其中最主要的是迎角 风速是影响翼型升力的因素（德盛说的） 1.4发动机特性

发动机特性是指发动机的主要性能参数——推力FN与耗油率sfc随发动机的工作条件变化而变化的特性。包括转速特性（节流特性或油门特性）、速度特性和高度特性，分别代表发动机在不同转速，不同飞行速度不同飞行高度下的推力和耗油率的变化特性。 1.4.1涡轮喷气发动机的特性

1、转速特性：又称节流特性或油门特性，它是指在一定的外界条件下，发动机的推力FN与耗油率sfc随转速的变化特性。

2、速度特性：发动机在一定转速、一定调节规律和一定飞行高度的条件下，其推力和耗油率随飞行速度的变化关系，成为发动机的速度特性。

3、高度特性：发动机在一定转速、一定调节规律和一定飞行速度的条件下、推力和耗油率随飞行高度的变化规律。

飞机的起飞性能

2.1.2有关起飞的几个速度

1.失速速度Vs（stalling speed）

飞机维持水平直线等速飞行的最小速度，是飞机设计性能的一个重要参数，与飞机的具体构型，即与飞机襟翼位置有关。

2.最小离地速度Vmu（minimum unstick speed）

保证飞机尾部不触地的情况下安全抬头和离地、并继续爬升的最小速度。 3.最小操纵速度Vmc(minimum control speed )

分为地面最小操纵速度 和空中最小操纵速度 ,空中最小操纵速度是确定垂尾与方向舵面积的重要设计参数

4.决断速度V1(decision speed )

2

决定飞机是否可以中断起飞的最大允许滑跑速度，一般以校正空速（CAS）表示 2.1.4平衡场地长度与非平衡场地长度

1.平衡场地长度是指在一发失效时按继续起飞距离和中断起飞距离相等条件所确定的长度。 2.非平衡场地长度:不满足平衡场地长度要求所确定的场地长度。 （2）净空道与安全道的使用 1.净空道与安全道P45+

根据FAR的规定，净空道是在跑道中线的延长线上，宽度不小于150m；从跑道终端起，以不超过1.25%的坡度向上延伸，为供飞机飞过越的无障碍物的净空面，该净空面以下的地面应是在机场当局的管辖之内。

安全道是值对称地设在跑道延长线上，宽度不小于跑道宽度，路面强度足以承受中断起飞的飞机重量而不会导致结构损坏，仅供中断起飞时飞机的减速滑跑用的延长段， 净空道增加了飞机的可用起飞距离，安全道增加了飞机的可用中断起飞距离。 重点: 越障限制的最大起飞重量及改善越障能力的措施。P59 改善越障能力的四个措施：

1.减小襟翼偏度（可增大爬升梯度）

2.改进爬升方法（采用改进的爬升方法、提高爬升速度，增加爬升梯度） 3.减小飞机重量（例题P60） 4.改变起飞路径

2.4.1刹车能量对起飞重量的限制 P61

2.4.2轮胎速度对起飞重量的限制P61 2.5在湿的或污染的跑道上起飞

跑道积水深度在2—3mm以下称为湿跑道：水深超过3mm或被干雪、湿雪、雪浆、泥浆的等覆盖的跑道称为污染跑道。p63 2.6最大起飞重量的确定 考虑以下6个方面 （1）场地长度限制

（2）第二爬升段爬升梯度限制 （3）越障能力限制 （4）轮胎速度限制 （5）刹车能量限制

（6）飞机的结构强度的限制 前五项与场地条件，大气条件以及飞机与发动机的运行情况有关。而最后一项是在飞机设计制造之后便确定了。 计算场长限制、第二爬升梯度限制和轮胎速度限制的最大起飞重量，取最轻者为最大起飞重量。

飞机的爬升与下降

主要爬升性能参数及爬升性能计算 1.爬升梯度CG(climb gradient)

CG=dh/dx=tanθ=((Fn-D)/W)/(1+V/g*(dv/dh)) 2.R/C=dh/dt=dh/dx*(dx/dt)=CG*V

3

注意两者的区别与联系

3.2.1爬升方式（了解）p72 3.2下降性能

下降率R/D=-dh/dt=Vsinθ P85

下降方式和下降速度

1.下降方式:最省油下降、最小总成本下降、低速下降、应急下降 2.确定下降方式应考虑的因素

（1）在完成下降后即尽快进入进近着陆。

（2）下降受到人体能承受的最大气压变化率的限制。 （3）下降点的确定受飞机座舱强度的限制。 （4）飞行员操纵的方便。

飞机的续航性能

飞机消耗单位数量的燃料所能飞行的距离称为燃油里程，或称为比航程单位为km/kg或海里/磅。

4.1.1航程的基本公式 r=-dR/dw

dR为飞机在静止空气中经过微分时间所飞行的距离；dw为飞机在该微时间内燃料的消耗量。

dR=-rdW=-(Wr)dW/W Wr称为航程因子。 R=Wrln(W1/W2)

=2.30259(Wr)ln(W1/W2) 布里科特航程方程 R=??ao??sfc???L??W1???M?ln? ??D??W2???1.参数?M??L?? D?M马赫数 L升力 D阻力

为了获得最大航程，飞机应以最佳巡航马赫数Mopt，按最大升阻比Kmax进行巡航。 2.航程因子Wr 4.1.3

影响飞机航程的因素 1.飞机的重量

2.机翼空气动力（升阻力系数）

3.发动机特性（耗油率）航程与发动机耗油率成反比 4.飞行高度

飞行高度越高，比航程越大，航程越远

4

4.2巡航类型p99

1.M=const,W/δ=const巡航方式

2.h=const 的最大航程巡航或远程巡航方式。 3.M=const h=const 巡航方式 4.发动机额定推力巡航方式 5.梯级爬升巡航方式

4.5大气温度和风对巡航性能的影响 4.5.1大气温度的影响

大气温度对巡航性能的影响主要取决于发动机的燃料消耗量与大气温度的关系特性，同时也与巡航方式有关。P117 4.5.2风对巡航性能的影响 1.风对巡航时间的影响 tw=t??Vcr??

Vcr?Vw??Vcr为巡航速度Vw为风速，顺风取正号，逆风取“—”号 2.风对比航程的影响。

?VWrG?r?1??VTAS???? ?故顺风增大了地面的比航程，逆风减小了地面的比航程。 3.风对巡航高度的影响（重点）例题见p121 利用风速因子的概念来对比改变巡航高度的利弊

（1）按飞机的重量和最佳巡航高度，从表中查出对应的风速因子。 （2）按飞机重量和新的巡航高度，从表中查出对应的风速因子 （3）以新的风速因子减最佳巡航高度的风速因子，得到一个差值

（4）新高度上的得失相当风速因子是原高度上的风速与由（3）所得的两风速因子之差的代数和：

（5）对比新高度上的实际风速与得失相当的风速因子，实际风速应大于得失相当风速因子。

4.7一发停车巡航

4.7.1返航点与等时点（定义、联系、区别）P131重点 1.返航点

飞机在巡航途中一发或数发失效而无法排除故障时，飞机耗尽全部可用燃料仍可返回出发场地的最远距离点，称为返航点。 2.等时点

飞机在巡航途中一发或数发失效而无法排除故障时，飞机继续向前飞到目的地与返航到出发点所需的飞行时间相等的点，称为等时点。由于风向与风速影响，等时点并不在航程中点。 联系、区别： 4.8等待飞行速度

为使飞机能长时间的等待飞行，应以最小燃料消耗量所对应的飞行速度作为等待飞行速度。 在实际使用中，在燃料消耗上做微小的牺牲，适当提高速度，在最小阻力条件下，也就是在所需推力条件下做等待飞行。

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进场与着陆

5.2.3地面减速滑跑段

1.过渡段：指从飞机接地起，发动机从空中慢车状态收油门到地面慢车状态，飞机主机轮刹车，打开扰流板等措施的完成过程。 2.减速段

5.2.4影响飞机着陆距离的因素 上述计算是按如下规定条件进行的 （1）进场速度为Vref=1.3Vs （2）进场高度为15m（50ft）

（3）在干跑道上着陆，按规定的增阻减速措施 （4）不使用反推力装置 （5）无风

1.进场速度变化的影响:进场速度按规定应为为Vref=1.3Vs。如果进场速度偏高，则接地速度也相应的提高，所以着陆距离的空中段、过渡段及地面减速段均增长，总的着陆距离将明显提高

2.进场高度的影响：进场高度偏高，则空中段加长，反之则缩短。

3.风的影响：按FAR规定，逆风只考虑风速的一半，而顺风时则要加大风速的一半来考虑，这样做是为了保险起见。顺风风速增加1Km/h，着陆距离大约增加1%,而逆风风速增加1Km/h，着陆距离仅缩短0.2%。 4.增阻减速措施的影响：

5.湿跑道的影响：湿跑道或污染跑道均降低了轮胎与跑道路面之间的摩擦力，从而限制了飞机的着陆重量。

5.3最大着陆重量和着陆速度 5.3.1最大着陆重量（p151）

（1）进场爬升限制，指保证复飞安全所需的进场爬升梯度要求。 （2）着陆爬升限制，指保证复飞安全所需的着陆爬升梯度要求。 （3）着陆场地长度限制的最大着陆重量。 （4）飞机结构强度限制的最大着陆重量。 飞机的燃油计划 （1）正常燃油

（2）由目的地机场飞往备降机场用油 （3）等待燃油30 min

（4）应急燃油：国际航线规定为飞行时间的10%所需燃油。

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