飛行原理第五章平飛上升下降演示文稿

飛行原理第五章平飛上升下降演示文稿第一頁，共七十五頁。優(yōu)選飛行原理第五章平飛上升下降第二頁，共七十五頁。飛機(jī)的平飛、上升和下降是飛機(jī)既不帶傾斜也不帶側(cè)滑的等速直線飛行，是飛機(jī)最基本的飛行狀態(tài)。第三頁，共七十五頁。5.1平飛平飛是指飛機(jī)作等高、等速不帶傾斜和側(cè)滑的直線飛行。平飛是運(yùn)輸機(jī)的一種主要飛行狀態(tài)。第四頁，共七十五頁。5.1.1平飛的作用力

飛機(jī)在空中穩(wěn)定直線飛行時,受到四個力的作用：升力(L)、重力(W)、拉力(P)、阻力(D)。升力拉力重力阻力第五頁，共七十五頁?！衿斤w運(yùn)動方程升力等于重力，高度不變

拉力等于阻力，速度不變升力拉力重力阻力第六頁，共七十五頁。5.1.2平飛所需速度能夠產(chǎn)生足夠的升力來平衡重力的飛行速度叫平飛所需速度，以V平飛表示。V平飛計(jì)算公式和影響因素第七頁，共七十五頁?！馰平飛的主要影響因素飛機(jī)重量越大，V平飛越大升力系數(shù)越大，V平飛越小第八頁，共七十五頁。②真速、指示空速、校正空速、當(dāng)量空速真速(TAS)：飛機(jī)相對于空氣的真實(shí)速度。表速(IAS)：飛機(jī)空速表的指示讀數(shù)。H≥0，TAS≥IAS，高度越高，兩者差距越大。第九頁，共七十五頁。5.1.3平飛拉力曲線和平飛功率曲線平飛所需拉力第十頁，共七十五頁。隨著平飛速度的增大，平飛所需拉力先減小后增大。第十一頁，共七十五頁。平飛所需拉力曲線變化的原因分析

根據(jù)升阻比隨迎角變化的規(guī)律，可以知道平飛所需拉力是隨迎角增加先減小后增大。第十二頁，共七十五頁。由平飛時拉力和阻力相等，拉力曲線即可用阻力曲線表示。第十三頁，共七十五頁。平飛所需功率平飛所需功率:

隨著平飛速度的增大，平飛所需功率先減小后增大。第十四頁，共七十五頁。③平飛拉力曲線和剩余拉力剩余拉力是指同一速度下，飛機(jī)的可用拉力和平飛所需拉力之差。隨飛行速度增大，剩余拉力先增大后減小。同一油門下，以最小功率速度飛行時，對應(yīng)的剩余拉力最大。第十五頁，共七十五頁。④平飛功率曲線和剩余功率剩余功率是指同一速度下，飛機(jī)的可用功率和平飛所需功率之差。隨飛行速度增大，剩余功率先增大后減小。同一油門下，以最小阻力速度飛行時，對應(yīng)的剩余功率最大。第十六頁，共七十五頁。5.1.4飛機(jī)的平飛性能平飛是飛機(jī)的主要飛行狀態(tài)。平飛性能的好壞直接影響飛機(jī)的總體性能?！羝斤w最大速度◆平飛最小速度◆最小阻力速度◆最小功率速度◆平飛速度范圍第十七頁，共七十五頁。㈠平飛性能參數(shù)⑴平飛最大速度滿油門時，飛機(jī)保持平飛所能達(dá)到的穩(wěn)定飛行速度，為最大平飛速度Vmax。Vmax通常也將發(fā)動機(jī)在額定功率狀態(tài)下工作所能達(dá)到的穩(wěn)定平飛速度稱為vmax。第十八頁，共七十五頁。⑵平飛最小速度飛機(jī)平飛所能保持的最小穩(wěn)定速度，以vmin表示。Vmin同時受到臨界迎角和發(fā)動機(jī)功率的限制。第十九頁，共七十五頁。⑶最小阻力速度平飛所需拉力最小的速度，VMD平飛最小阻力速度在平飛所需拉力曲線的最低點(diǎn)。以前稱有利速度。對應(yīng)的迎角稱最小阻力迎角，以前稱有利迎角。第二十頁，共七十五頁。⑷最小功率速度平飛所需功率最小的速度，VMP平飛最小功率速度在平飛所需功率曲線的最低點(diǎn)。以前稱經(jīng)濟(jì)速度，對應(yīng)的迎角稱最小功率迎角，以前稱經(jīng)濟(jì)迎角。VMPVMP第二十一頁，共七十五頁。⑸平飛速度范圍平飛最小速度到平飛最大速度的區(qū)間稱為平飛速度范圍?！斤w第一速度范圍是正操縱區(qū)▲平飛第二速度范圍是反操縱區(qū)第二十二頁，共七十五頁。㈡平飛性能變化⑴平飛最大速度的變化●Vmax隨飛行高度的變化高度增加，密度減小，發(fā)動機(jī)功率降低，可用拉力曲線下移；高度增加，保持表速飛行，動壓不變，阻力不變，需用拉力曲線不動。第二十三頁，共七十五頁。Vmax隨重量的變化重量增加，同一迎角下只能增速，才能產(chǎn)生更大的升力，速度大，阻力大。因此，所需拉力曲線上的每一點(diǎn)（對應(yīng)一迎角）均向上（阻力大）向右（速度大）移動。因此，重量增加，平飛最大速度減小。第二十四頁，共七十五頁。●Vmax隨氣溫的變化氣溫增加，密度降低，發(fā)動機(jī)功率降低，可用拉力曲線下移。因此，溫度增加，平飛最大速度減小。第二十五頁，共七十五頁。⑵平飛最小速度隨高度的變化低空飛行時，最小平飛速度不隨高度而變，為失速速度。高度上升到某一值時，滿油門可用拉力曲線降低到與需用拉力曲線左端點(diǎn)相交，超過這一高度后，平飛最小速度隨高度增加而增大。第二十六頁，共七十五頁。⑶飛行包線將平飛最小速度與平飛最大速度隨高度的變化繪在同一坐標(biāo)系下，得到的曲線稱飛行包線。飛行包線面積越大，飛機(jī)的飛行范圍就越廣。第二十七頁，共七十五頁。5.1.5飛機(jī)平飛改變速度的原理第二十八頁，共七十五頁。●在第一速度范圍內(nèi)加速：V1到V2，加油門，隨速度的增加，頂桿保持高度。減速：V2到V1，收油門，隨速度的降低，帶桿保持高度。第二十九頁，共七十五頁。●在第二速度范圍內(nèi)加速：V1到V2，最初需加油門使飛機(jī)加速，頂桿保持高度，然后逐步收油門。減速：V2到V1，最初需收油門使飛機(jī)減速，帶桿保持高度，然后逐步加油門。第三十頁，共七十五頁。5.2巡航性能第三十一頁，共七十五頁。巡航性能主要研究飛機(jī)的航程和航時。航時是指飛機(jī)耗盡其可用燃油在空中所能持續(xù)飛行的時間。航程是指飛機(jī)耗盡其可用燃油沿預(yù)定方向所飛過的水平距離。第三十二頁，共七十五頁。5.2.1平飛航時能獲得平飛航時最長的平飛速度稱久航速度。平飛航時與小時耗油量相關(guān)。小時耗油量越小則平飛航時越長。不考慮速度對燃油消耗率和螺旋槳效率的影響，久航速度等于最小功率速度Vmp。第三十三頁，共七十五頁。能獲得最長平飛航時的飛行高度稱久航高度?；钊菪龢w機(jī)的久航高度在低空獲得。噴氣式飛機(jī)的久航高度一般在高空獲得。重量增加（貨），航時縮短，重量增加（油），航時增加。小型飛機(jī)實(shí)際飛行中很少使用久航狀態(tài)飛行。第三十四頁，共七十五頁。5.2.2平飛航程能獲得平飛航程最長的速度稱遠(yuǎn)航速度。平飛航程與海里耗油量相關(guān)。海里耗油量越小則平飛航程越長。不考慮速度對燃油消耗率和螺旋槳效率的影響，遠(yuǎn)航速度等于最小阻力速度Vmd；實(shí)際中，遠(yuǎn)航速度大于Vmd。

第三十五頁，共七十五頁。重量增加（貨），航程縮短；重量增加（油），航程增加。小型飛機(jī)實(shí)際飛行中的典型巡航狀態(tài)均為遠(yuǎn)航狀態(tài)。在保持同一空速下，順風(fēng)飛行，地速增大，公里（海里）燃油消耗量減小，平飛航程增長；逆風(fēng)飛行則相反。順風(fēng)飛行可適當(dāng)減小空速以增大平飛航程；逆風(fēng)飛行可適當(dāng)增大空速以增大平飛航程。第三十六頁，共七十五頁。5.3上升第三十七頁，共七十五頁。飛機(jī)沿傾斜向上的軌跡做等速直線的飛行叫做上升。上升是飛機(jī)取得高度的基本方法。第三十八頁，共七十五頁。5.3.1飛機(jī)上升的作用力飛機(jī)在空中穩(wěn)定上升時,受到四個力的作用：升力(L)、重力(W)、拉力(P)、阻力(D)。通常把重力再進(jìn)行分解。升力重力W上升角阻力推力第三十九頁，共七十五頁?！裆仙\(yùn)動方程分析：同速度上升時，上升拉力大于平飛拉力；上升升力小于平飛升力。第四十頁，共七十五頁。上升所需速度上升時，上升角較小，V上與V平飛近似相等，從而可用平飛拉力曲線分析上升性能。第四十一頁，共七十五頁。5.3.2上升性能①上升角與陡升速度Vx升力重力W上升角阻力推力第四十二頁，共七十五頁。Ⅰ、上升角與陡升速度Vx上升角：上升軌跡與水平線的夾角。上升梯度：上升高度與前進(jìn)的水平距離之比。上升角與上升梯度成正比。從上升運(yùn)動方程有：結(jié)論：上升角最大上升梯度最大剩余拉力最大以Vmp上升活塞螺旋槳飛機(jī)，陡升速度Vx為Vmp。第四十三頁，共七十五頁。Ⅱ陡升速度：能獲得最大上升角和最大上升梯度的速度稱為陡升速度。Ⅲ影響上升角和上升梯度的主要因素●重量：重量增加，需用拉力曲線上移，△Pmax減小，最大上升角和上升梯度減小。第四十四頁，共七十五頁。第四十五頁，共七十五頁?！耧w行高度與氣溫：飛行高度增加和氣溫增加，均使空氣密度減小。空氣密度減小，需用拉力曲線不動，可用拉力曲線下移,△Pmax減小，最大上升角和上升梯度減小，Vx(IAS)不變。第四十六頁，共七十五頁。第四十七頁，共七十五頁。②上升率與快升速度Vy上升率：上升時的垂直分速，以Vy上表示。快升速度：上升率最大對應(yīng)的上升速度。VerticalSpeedIndicator升降速度表第四十八頁，共七十五頁。結(jié)論：剩余功率越大、飛機(jī)重量越輕、上升率越大第四十九頁，共七十五頁。影響上升率和快升速度的主要因素重量：重量增加，需用功率曲線上移，△Nmax減小，最大上升率減小。第五十頁，共七十五頁?！耧w行高度和氣溫：飛行高度增加或氣溫增加，空氣密度減小。需用功率曲線上移，可用功率曲線下移，△Nmax減小且位置向較小速度端移動，最大上升率減小。Vy(IAS)減小，升限處，Vy(IAS)減小到Vx(IAS)。第五十一頁，共七十五頁。第五十二頁，共七十五頁。陡升速度和快升速度的比較陡升速度使飛機(jī)在相同的水平距離內(nèi)獲得的高度增量最多。快升速度使飛機(jī)在相同的時間內(nèi)的高度增量最多。第五十三頁，共七十五頁。③上升時間與升限●上升時間飛機(jī)上升到預(yù)定高度所需的最短時間。●理論升限飛機(jī)的最大上升率為零對應(yīng)的高度。理論升限處，飛機(jī)只能以Vmp平飛。飛機(jī)要穩(wěn)定上升到理論升限的上升時間趨于無窮?！駥?shí)用升限飛機(jī)最大上升率為100ft/min(FPM)對應(yīng)的高度（低速飛機(jī)），或500ft/min(FPM)對應(yīng)的高度（高速飛機(jī)）。第五十四頁，共七十五頁。第五十五頁，共七十五頁。④風(fēng)（穩(wěn)定風(fēng)場）對上升性能的影響第五十六頁，共七十五頁。結(jié)論：水平氣流不影響飛機(jī)的上升率。順風(fēng)使地速增加，上升角減小。逆風(fēng)使地速減小，上升角增大。上升氣流使上升率增加，上升角增加。下沉氣流使上升率減小，上升角減小。第五十七頁，共七十五頁。5.4下降飛機(jī)沿傾斜向下的軌跡做等速直線的飛行叫做下降。下降是飛機(jī)降低高度的基本方法。第五十八頁，共七十五頁。5.4.1飛機(jī)下降時的作用力飛機(jī)在空中穩(wěn)定下降時,受到四個力的作用：升力(L)、重力(W)、拉力(P)、阻力(D)。通常把重力再進(jìn)行分解。LRDWW1W2Pθθ第五十九頁，共七十五頁?！窀鶕?jù)拉力可分為三種下降：→零拉力→正拉力→負(fù)拉力第六十頁，共七十五頁。①零拉力的運(yùn)動方程第六十一頁，共七十五頁。②正拉力的運(yùn)動方程第六十二頁，共七十五頁。5.4.2下降性能①下降角和下降距離下降角是指飛機(jī)的下降軌跡與水平面之間的夾角。下降距離是指飛機(jī)下降一定高度所前進(jìn)的水平距離。第六十三頁，共七十五頁。Ⅰ、零拉力下滑時的下滑角和下滑距離由運(yùn)動方程：則零拉力下滑時：根據(jù)下滑角和下滑距離的關(guān)系：第六十四頁，共七十五頁。結(jié)論：零拉力時，飛機(jī)的下滑角僅取決于升阻比的大?。ㄗ⒁夂椭亓繜o關(guān)），以最大升阻比下滑，即以最小阻力速度Vmd下滑，下滑角最小。第六十五頁，共七十五頁?！窕璞?/p>

滑翔比是飛機(jī)下滑距離與下滑高度之比，無風(fēng)零拉力情況下，飛機(jī)的滑翔比等于飛機(jī)的升阻比。根據(jù)下滑角和下滑距離的關(guān)：滑翔比第六十六頁，共七十五頁。第六十七頁，共七十五頁。以最大升阻比速度下滑，下降同樣高度，前進(jìn)距離最長。第六十八頁，共七十五頁。Ⅱ、正拉力下降時的下降角和下降距離結(jié)論：正拉力下降，下滑角取決于升阻比、重量和發(fā)動機(jī)拉力。拉力越大，下降角越小。第六十九頁，共七十五頁。Ⅲ、負(fù)拉力下降時的下降角和下降距離結(jié)論：負(fù)拉力下降，負(fù)拉力越大，下降角越大。②下降率第七十頁，共七十五頁。②下降率下降率是指飛機(jī)在單位時間內(nèi)下降的高度，以Vy下表示。垂直速度（下降率）水平速度第七十一頁，共七十五頁。●零拉力時的下降率下滑率結(jié)論：零拉力時，飛機(jī)的下降率取決于平飛所需功率和重量，以最小功率速度Vmp下滑，下滑率最小。第七十二頁，共七十五頁?！裾r的下降率下降率