第一章飛機(jī)性能工程預(yù)備知識(shí)-A

1、第一章飛機(jī)性能工程預(yù)備知第一章飛機(jī)性能工程預(yù)備知識(shí)識(shí)-A飛機(jī)性能工程飛機(jī)性能工程 是指機(jī)械、器材、物是指機(jī)械、器材、物品所具有的性質(zhì)和功能。品所具有的性質(zhì)和功能。進(jìn)一步，性能還于進(jìn)一步，性能還于經(jīng)濟(jì)相關(guān)經(jīng)濟(jì)相關(guān)工程：一般指任務(wù)量大的工作，需要多人按工程：一般指任務(wù)量大的工作，需要多人按一定的程序來(lái)完成。一定的程序來(lái)完成。緒論緒論 1、航班飛行的各個(gè)階段、航班飛行的各個(gè)階段緒論緒論 2、特點(diǎn)、特點(diǎn)分為兩大部分：分為兩大部分：低速性能（安全）：安全）：起飛、著陸； 高速性能（經(jīng)濟(jì)）：經(jīng)濟(jì)）：爬升、巡航、下降；特點(diǎn)：特點(diǎn)：理論性、工程實(shí)踐性、計(jì)算量大緒論緒論 3、課程性質(zhì)與地位、課程性質(zhì)與地位地位：

2、地位：專業(yè)主干課程、校級(jí)精品建設(shè)課程；先修課程：先修課程：空氣動(dòng)力學(xué) 飛行性能力學(xué)基礎(chǔ)（理論力學(xué)/工程力學(xué)）后繼課程：后繼課程：飛行計(jì)劃 適航管理 飛行性能軟件 緒論緒論 3、參考資料、參考資料FAR25、121；JAR25、121；CCAR25、121；性能手冊(cè)（性能手冊(cè)（BOEING）：）： 飛機(jī)飛行手冊(cè)（AFM） 飛機(jī)使用手冊(cè)（OM） 性能工程師手冊(cè) （PEM）性能手冊(cè)（性能手冊(cè)（AIRBUS）：）： 飛行機(jī)組使用手冊(cè)（FCOM）快速檢查手冊(cè)（快速檢查手冊(cè)（QRH）緒論緒論 3、參考資料、參考資料軟件（軟件（BOEING）：）： MARK7、STAS INFLT BPS BCOP（Boe

3、ing Climbout Program）軟件（軟件（AIRBUS）：）： PEP、TIPWB、TIP緒論緒論 4、應(yīng)用、應(yīng)用空管：空管：航跡分析預(yù)測(cè)、飛機(jī)調(diào)速、改變飛行高度等； 簽派：簽派：申請(qǐng)速度、高度； 計(jì)算加油量、機(jī)場(chǎng)分析； 性能監(jiān)控、飛機(jī)選型、航線分析、計(jì)算機(jī)飛性計(jì)劃、單法應(yīng)急離場(chǎng)程序、高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)行、短跑道運(yùn)行、極地航線、事故分析等；緒論緒論 5、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)方法掌握基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能進(jìn)行定性分析；掌握基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能進(jìn)行定性分析；簡(jiǎn)單的公式推導(dǎo)；簡(jiǎn)單的公式推導(dǎo)；查圖、查表計(jì)算；查圖、查表計(jì)算；內(nèi)容多；內(nèi)容多；題量較大，需要平時(shí)多做題；題量較大，需要平時(shí)多做題；6、要求：、要求：記筆

4、記、帶草稿紙。第第1 1章章 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí) 飛機(jī)的氣動(dòng)特性、發(fā)動(dòng)機(jī)特性、飛機(jī)重量等是決定飛機(jī)的氣動(dòng)特性、發(fā)動(dòng)機(jī)特性、飛機(jī)重量等是決定飛機(jī)性能的重要因素。飛機(jī)性能的重要因素。 1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 2 2 飛機(jī)的重量飛機(jī)的重量 3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 4 4 標(biāo)準(zhǔn)大氣標(biāo)準(zhǔn)大氣1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)1 1 升力特性升力特性2 2 阻力特性阻力特性1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 1、升力特性、升力特性 研究升力系數(shù)隨迎角、構(gòu)型、馬赫數(shù)等影響因研究升力系數(shù)隨迎角、構(gòu)型、馬赫數(shù)等影響因素的變化關(guān)系。素的變化關(guān)系。wLSCv

5、L2211 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 1、升力特性、升力特性 1.1 1.1 升力系數(shù)曲線升力系數(shù)曲線 迎角與升力系數(shù)迎角與升力系數(shù)的關(guān)系：的關(guān)系： 直線段； 曲線段； 失速； 失速前兆；1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 1、升力特性、升力特性光結(jié)機(jī)身-起落架和襟翼均收起來(lái)。（爬升、巡航、機(jī)動(dòng)飛行和下降階段）起飛構(gòu)型-起落架收上位置與不同起飛襟翼位置的組合。（起飛離地起落架收起后，襟翼收起前）著陸構(gòu)型-起落架放下與不同進(jìn)近著陸襟翼位置組合。（進(jìn)近著陸）飛機(jī)構(gòu)型對(duì)升力系數(shù)的影響飛機(jī)構(gòu)型對(duì)升力系數(shù)的影響：常見飛機(jī)構(gòu)型常見飛機(jī)構(gòu)型：飛機(jī)構(gòu)型對(duì)升力系數(shù)的影響飛機(jī)構(gòu)型

6、對(duì)升力系數(shù)的影響馬赫數(shù)對(duì)升力系數(shù)的影響：馬赫數(shù)對(duì)升力系數(shù)的影響：1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 1、升力特性、升力特性襟翼的影響襟翼的影響：縫翼的影響：縫翼的影響：1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 1、升力特性、升力特性外力與重力的比值外力與重力的比值：zyxNnWZZnWLYnWDFX:n ny y-法向過載法向過載過載（載荷因子）：過載（載荷因子）：1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 1、升力特性、升力特性當(dāng)攻角大于臨界攻角時(shí)，飛機(jī)會(huì)進(jìn)入失速狀態(tài)。當(dāng)攻角大于臨界攻角時(shí)，飛機(jī)會(huì)進(jìn)入失速狀態(tài)。升力減小、阻力增大；一邊減速一邊掉高度。升力減小、阻力

7、增大；一邊減速一邊掉高度。失速速度有兩種表達(dá)形式：失速速度有兩種表達(dá)形式：V VSFARSFAR和和V Vs1gs1g 定義：定義：可操縱的、定常飛行的最小速度，用CAS表示； 現(xiàn)象：現(xiàn)象：P2 1.2 FAR1.2 FAR失速速度失速速度1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 1、升力特性、升力特性1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 1、升力特性、升力特性 1.6 1g 失速速度失速速度 失速時(shí)保持過載為失速時(shí)保持過載為1.0，即不掉高度。，即不掉高度。 現(xiàn)象：現(xiàn)象：P5VsVs1g1gVsVsFARFAR1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 2、阻力特性

8、、阻力特性 2.1 分類分類根據(jù)是否與升力相根據(jù)是否與升力相關(guān)可分為：關(guān)可分為：零升阻力（廢阻力）零升阻力（廢阻力）誘導(dǎo)阻力誘導(dǎo)阻力2000LDDDDiACCCCCDDDi1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 2、阻力特性、阻力特性 2.2 極曲線極曲線定義：定義：把升力系數(shù)和阻力系數(shù)隨迎角的變化關(guān)系綜合用一條曲線表達(dá)出來(lái)。分類：分類：低速 ： CD=f(CL) 僅1條 高速： CD=f(CL,M) 多條1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 2、阻力特性、阻力特性 2.2 極曲線極曲線升阻比：升阻比：1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 2、阻力特性、阻力特

9、性 2.2 極曲線極曲線RERE修正：修正：阻力系數(shù)阻力系數(shù)= =從極曲線中查得的阻力系數(shù)從極曲線中查得的阻力系數(shù) + +雷諾數(shù)修正的附加阻力系數(shù)雷諾數(shù)修正的附加阻力系數(shù)ReDDDCCCREF由公式（由公式（1-101-10）計(jì)算出）計(jì)算出或由圖或由圖1-71-7、1-81-8查出查出重心的影響：重心的影響：1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 2、阻力特性、阻力特性 2.2 極曲線極曲線 M M和和C CL L一定時(shí)，重一定時(shí)，重心越靠前，心越靠前，C CD D越大。越大。一發(fā)停車附加阻力：一發(fā)停車附加阻力：1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 2、阻力特性、阻力特性

10、 2.2 極曲線極曲線偏航阻力偏航阻力：由于一發(fā)停車的不對(duì)稱力矩，使飛機(jī)偏航和滾轉(zhuǎn)，為了阻止偏航和滾轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)副翼和方向舵增加的阻力。風(fēng)車阻力：風(fēng)車阻力：1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 2、阻力特性、阻力特性 2.2 極曲線極曲線襟翼、起落架、減速板的影響襟翼、起落架、減速板的影響放下時(shí)增大迎風(fēng)面積，增大阻力。放下時(shí)增大迎風(fēng)面積，增大阻力。地面效應(yīng)：地面效應(yīng)：1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 2、阻力特性、阻力特性 2.2 極曲線極曲線上下翼面壓差增加，從而使升力系數(shù)增加。上下翼面壓差增加，從而使升力系數(shù)增加。地面阻礙使下洗流減小，使誘導(dǎo)阻力減小，阻力系數(shù)減小。

11、地面阻礙使下洗流減小，使誘導(dǎo)阻力減小，阻力系數(shù)減小。下洗角減小，使平尾迎角減小，出現(xiàn)附加下俯力矩（低頭力矩）。下洗角減小，使平尾迎角減小，出現(xiàn)附加下俯力矩（低頭力矩）。 飛機(jī)脫離地面飛機(jī)脫離地面效應(yīng)區(qū)效應(yīng)區(qū)飛機(jī)處于地面飛機(jī)處于地面效應(yīng)區(qū)效應(yīng)區(qū)1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 2、阻力特性、阻力特性 2.2 極曲線極曲線地面效應(yīng)：地面效應(yīng)：1 1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù) 2、阻力特性、阻力特性 2.3 曲線與表格的使用曲線與表格的使用 線性插值（線性插值（）第第1 1章章 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí) 飛機(jī)的氣動(dòng)特性、發(fā)動(dòng)機(jī)特性、飛機(jī)重量等是決定飛機(jī)的氣動(dòng)特性、發(fā)動(dòng)機(jī)特性、

12、飛機(jī)重量等是決定飛機(jī)性能的重要因素。飛機(jī)性能的重要因素。1.1 1.1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)1.2 1.2 飛機(jī)的重量飛機(jī)的重量1.3 1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性1.4 1.4 標(biāo)準(zhǔn)大氣標(biāo)準(zhǔn)大氣2 2 飛機(jī)的重量飛機(jī)的重量第第1 1章章 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí) 飛機(jī)的氣動(dòng)特性、發(fā)動(dòng)機(jī)特性、飛機(jī)重量等是決定飛機(jī)的氣動(dòng)特性、發(fā)動(dòng)機(jī)特性、飛機(jī)重量等是決定飛機(jī)性能的重要因素。飛機(jī)性能的重要因素。1.1 1.1 飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)飛機(jī)的氣動(dòng)特性與參數(shù)1.2 1.2 飛機(jī)的重量飛機(jī)的重量1.3 1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性1.4 1.4 標(biāo)準(zhǔn)大氣標(biāo)準(zhǔn)大氣3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性1 1

13、、飛機(jī)動(dòng)力裝置、飛機(jī)動(dòng)力裝置2 2、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流工作狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流工作狀態(tài)3 3、相似工作狀態(tài)（量綱分析法）、相似工作狀態(tài)（量綱分析法）4 4、推力特性、推力特性5 5、耗油特性、耗油特性3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 1、飛機(jī)動(dòng)力裝置、飛機(jī)動(dòng)力裝置 發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)重要部件，消耗燃油以提供動(dòng)力來(lái)克服阻力。 兩個(gè)參數(shù)：推力大小、耗油特性； 3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 1、飛機(jī)動(dòng)力裝置、飛機(jī)動(dòng)力裝置航空發(fā)動(dòng)機(jī)分類：航空發(fā)動(dòng)機(jī)分類：渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)：渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)：渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)：渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)：渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)3

14、 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 1、飛機(jī)動(dòng)力裝置、飛機(jī)動(dòng)力裝置 1.1 工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪、尾噴口等部件組成。 3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 1、飛機(jī)動(dòng)力裝置、飛機(jī)動(dòng)力裝置 1.3 應(yīng)用應(yīng)用渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)：渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)：Y7渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)：B737、B747、B757、B767。活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)：3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 2、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流工作狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流工作狀態(tài) 在不同飛行階段目的不同，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求也不同：最大推力狀態(tài)最大推力狀態(tài)-起飛（復(fù)飛）狀態(tài)（起飛（復(fù)飛）狀態(tài)（TO/GA）：）：超負(fù)荷、加力工作狀態(tài)，使用時(shí)間有限制（保護(hù)渦輪）。 最大連續(xù)推力狀態(tài)（最大連續(xù)

15、推力狀態(tài)（MCT）：）：滿負(fù)荷工作，使用時(shí)間不受限制；一發(fā)失效時(shí)使用。 最大爬升推力狀態(tài)（最大爬升推力狀態(tài)（CL）：）：正常爬升使用； 最大巡航推力狀態(tài)（最大巡航推力狀態(tài)（MCR）：）：巡航時(shí)用，不受時(shí)限，經(jīng)濟(jì)性：巡航時(shí)用到的推力不能超過最大巡航推力。 慢車推力狀態(tài)：慢車推力狀態(tài)：最小慢車；進(jìn)近慢車； 3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 2、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流工作狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流工作狀態(tài)3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 3、相似工作狀態(tài)（量綱分析法）、相似工作狀態(tài)（量綱分析法） 將常用變量用基本量綱來(lái)表示，在等號(hào)兩邊量綱應(yīng)等號(hào)兩邊量綱應(yīng)當(dāng)一致當(dāng)一致。 作用：使用換算參數(shù)，可以大大簡(jiǎn)化影響因素，減作用：使用換算參

16、數(shù)，可以大大簡(jiǎn)化影響因素，減少曲線的數(shù)量。少曲線的數(shù)量。 例子：例子： 換算推力 換算重量 換算燃油流量NF0.5FWW3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 4、推力特性、推力特性 4.1 表示參數(shù) EGT：用于故障診斷； N1（低速轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速）：用于顛簸飛行； EPR：低壓渦輪后的總壓與低壓壓氣機(jī)進(jìn)口處的總壓之比。與推力大小近似成正比。72tTPEPRP F FN N: 發(fā)動(dòng)機(jī)在飛行中實(shí)際能夠提供用于推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)的推力。（發(fā)動(dòng)機(jī)可用推力）3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 4、推力特性、推力特性 影響因素馬赫數(shù)：馬赫數(shù)： 馬赫數(shù)增大，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)入口總壓增大，推力減?。?馬赫數(shù)增大，導(dǎo)致進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣增多

17、，推力增大；結(jié)果：結(jié)果：先減小，后增大；沖壓沖壓3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 4、推力特性、推力特性 影響因素影響因素 高度：高度：高度越高，入口壓強(qiáng)越小，EPR越大；換算推力也越大；實(shí)際推力大小隨高度升高而降低；3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 4、推力特性、推力特性 影響因素影響因素溫度：溫度：相同氣壓高度，溫度越高，密度越小，推力越小。平臺(tái)溫度：平臺(tái)溫度：在溫度較低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)增壓比較大，為防止發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)損壞，需打開節(jié)流閥控制推力。T TT TREFREFF FN N3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 4、推力特性、推力特性 2 影響因素影響因素引氣：引氣： 使用空調(diào)引氣 使用防冰引氣3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 4、推力特性、推力特性 3 對(duì)性能影響對(duì)性能影響所需推力：所需推力：可用推力：可用推力：3 3 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 5、耗油特性、耗油特性 1 表示參數(shù)表示參數(shù) 燃油流量（燃油流量（WF、FF）：）：?jiǎn)挝粫r(shí)間耗油量；LB/HR；越小越好；等待； 燃油里程（燃油里程（SR）：消耗）：消耗單位油量所飛過的距離；NM/LB；越大