《分析性能的方法》PPT課件.ppt

1、第2章 分析飛機(jī)性能的 主要方法,2.1、推力法（重點(diǎn)） 2.2、功率法 2.3、能量高度法 2.4、解析法,1 推力法,把飛機(jī)定常飛行所需推力（阻力）與發(fā)動(dòng)機(jī)可用推力（凈推力）進(jìn)行比較，確定飛機(jī)的性能。,關(guān)鍵：找出推力-速度關(guān)系曲線 阻力-速度關(guān)系曲線,1 推力法 1、定常平飛需用推力曲線,Four forces act on aircraft,1 推力法 1、定常平飛需用推力曲線,1 推力法 1、定常平飛需用推力曲線,Level Flight:,1 推力法 1、定常平飛需用推力曲線,定常平飛所需推力：,1 推力法 1、定常平飛需用推力曲線,作圖方法： 給定W、HP、ISA+T、重心位置，可

2、以按步長給出若干個(gè)M， 先求出對(duì)應(yīng)升力系數(shù)CL； 然后從極曲線中查出CD（修正：CD=CDpolor+CDRe+CDCG)； 求出=CL/CD 求出FRE=W/ 做FREM圖,1 推力法 1、定常平飛需用推力曲線,1 推力法 1、定常平飛需用推力曲線,ME有利馬赫數(shù) VE有利速度 綠點(diǎn)速度,FRE=W/， max,對(duì)應(yīng)FREMIN,ME 把曲線分成兩部分。,1 推力法 2、定常平飛需用推力的影響因素,重量：,W 增大，F(xiàn)RE增大；,W 增大，所需升力增大，CL不變（迎角不變）， V 增大。,1 推力法 2、定常平飛需用推力的影響因素,高度,對(duì)于FRE-VE曲線， 保持同樣的1/2oVE2，迎角

3、不變，阻力不變，不同高度都是一條曲線。,1 推力法 2、定常平飛需用推力的影響因素,broken line: compressibilityreal line: no compressibility,高度,對(duì)于FRE-VT曲線 高度增加，相同動(dòng)壓，真空速增大， 空氣的壓縮性使阻力系數(shù)增大，所需推力增大。,1 推力法 2、定常平飛需用推力的影響因素,構(gòu)型：,Broken lines represent gear down,放下起落架、襟翼、擾流板等增大阻力。,1 推力法 3、可用推力曲線,發(fā)動(dòng)機(jī)的凈推力曲線。 在飛行中發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際能夠提供用于推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)的推力。,1 推力法 3、可用推力曲線,影響

4、： 速度 重量 高度,V,Fav,1 推力法 3、可用推力曲線,影響： 溫度,1 推力法 3、定常飛行狀態(tài)的確定,推力曲線：,剩余推力：,1 推力法 3、定常飛行狀態(tài)的確定,Residual Thrust,sin爬升梯度,可用推力大于所需推力，即F0，則航跡角0，飛機(jī)將定常爬升。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)往往采用最大爬升推力或最大連續(xù)推力； 可用推力等于所需推力，即F0，則航跡角0，飛機(jī)將作等速平飛。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)推力應(yīng)按飛行速度大小的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)； 可用推力小于所需推力，即F0，則航跡角0，飛機(jī)將定常下降。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)往往采用慢車推力。,1 推力法 3、定常飛行狀態(tài)的確定,定常直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下：,1 推力法

5、4、特征點(diǎn),最小速度： 高度影響 (高度增加，Vmin增大) 重量影響 (重量增大，Vmin增大),1 推力法 4、特征點(diǎn),最大速度（推力）： 高度影響 （高度增加，Vmax先增大，后減?。?重量影響 （重量增大，Vmax減?。?1 推力法 4、特征點(diǎn),最小阻力速度,1 推力法 4、特征點(diǎn),燃油消耗率為常數(shù)時(shí)，阻力最小，則燃油流量最小。給定燃油量情況下，飛機(jī)可以平飛的航時(shí)最長。,久航速度：,1 推力法 4、特征點(diǎn),當(dāng)V/D最大時(shí)，燃油里程最大，給定燃油量情況下，可以平飛航程最長。,最大航程速度 （遠(yuǎn)航速度）：,1 推力法 久航速度(*不要求*),1 推力法 最大航程速度(*不要求*),求最大航

6、程的速度和迎角：,1 推力法 最大航程速度(*不要求*),1 推力法 5、確定爬升梯度最大的爬升狀態(tài),最小阻力速度 綠點(diǎn)速度 有利速度 等待速度,第2章 分析飛機(jī)性能的 主要方法,2.1、推力法（重點(diǎn)） 2.2、功率法 2.3、能量高度法,2 功率法 1、功率曲線,Available Power & Required Power,Residual Power,適用于發(fā)動(dòng)機(jī)特性用功率表示的飛機(jī)（螺旋槳飛機(jī)）,2 功率法 1、功率曲線,Available Power,Required Power,功率曲線在推力曲線的基礎(chǔ)上，多乘了一次速度。,2 功率法 1、功率曲線,2 功率法 2、剩余功率與爬升

7、能力,爬升率dh/dt（垂直速度、R/C）,2 功率法 2、剩余功率與爬升能力,可用功率大于所需功率，即N0，則航跡角0，飛機(jī)將定常爬升； 可用功率等于所需功率，即N0，則航跡角0，飛機(jī)將作等速平飛； 可用功率小于所需功率，即N0，則航跡角0，飛機(jī)將定常下降。,2 功率法 3、快升速度,r/c=Vsin=N/W,當(dāng)W 一定時(shí), (N )max時(shí)，(r/c)max,-快升速度,(N )max,2 功率法 3、快升速度,第2章 分析飛機(jī)性能的 主要方法,2.1、推力法（重點(diǎn)） 2.2、功率法 2.3、能量高度法,3 能量法,把一般的性能問題表示成勢能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)換問題。 阻力消耗能量，消耗燃油產(chǎn)生能

8、量。 用于解決速度和高度都有變化的問題。,3 能量法,It represents the airplanes potential flight altitude ability.,1、能量高度,3 能量法 1、能量高度,Constantenergyheightcurve,3 能量法 1、能量高度,In flight, if the thrust is not equal to the drag, then the airplanes energy height will be changed.,3 能量法 2、能量爬升率,能量變化率,上式和定常爬升率計(jì)算公式在形式上是一樣的，表示能量高度的變化

9、率，故也可以叫它為能量爬升率，即,3 能量法 3、變速爬升率,3 能量法 3、變速爬升率,3 能量法 3、變速爬升率,如果爬升過程中沒有動(dòng)能變化，其加速因子為零，則，此即等速爬升的情況 ； 若加速因子為正，則，即有一部分剩余功率轉(zhuǎn)換成了飛機(jī)的動(dòng)能，而用于增加位能的功率則減少了，爬升率小于定常爬升時(shí)的爬升率，飛機(jī)將加速爬升； 若加速因子為負(fù)，則，則有一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變成勢能，爬升角增大，爬升率大于定常爬升時(shí)的爬升率，飛機(jī)將減速爬升。,4 解析法 1、 解析法的基本概念,飛行力學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，在研究飛行軌跡的特性時(shí)，常采用數(shù)學(xué)的方法，去描述它的狀態(tài)變化，并通過數(shù)學(xué)的演繹推理、概括分析而求出合乎實(shí)際的規(guī)律性。換言之，它要根據(jù)客觀實(shí)踐去建立軌跡諸參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，并求出它的解。并不是所有的數(shù)學(xué)分析都可以叫做解析法。 所謂解析法，是特指根據(jù)對(duì)象的物理意義把變量關(guān)系表述成解析函數(shù)而求解的方法。,4 解析法 2. 解析法的優(yōu)點(diǎn)和局限,周密、嚴(yán)謹(jǐn)，能直接準(zhǔn)確求得所需參數(shù)的特點(diǎn)。對(duì)于定常飛行情況，飛機(jī)所受外力（空氣動(dòng)力、推力和重力）處于平衡狀態(tài)，這樣飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程中就不存在微分項(xiàng)，其微分方程變?yōu)榇鷶?shù)方程，因而可以解析研究處理。此外，如果