交通運(yùn)輸西工大航空學(xué)院機(jī)動(dòng)性能

交通運(yùn)輸西工大航空學(xué)院機(jī)動(dòng)性能第1頁/共63頁一些方向的定義縱向（轉(zhuǎn)動(dòng)）法向軸向切向（速度方向）第2頁/共63頁一些方向的定義橫向（轉(zhuǎn)動(dòng)）側(cè)向法向第3頁/共63頁飛機(jī)如何機(jī)動(dòng)?—縱向第4頁/共63頁飛機(jī)如何機(jī)動(dòng)?—橫航向第5頁/共63頁第一代戰(zhàn)斗機(jī)多采用后掠翼布局武器以航炮為主作戰(zhàn)方式以尾后攻擊為主高亞音速或超音速第6頁/共63頁第二代戰(zhàn)斗機(jī)三角翼、后掠翼武器：第一代空空導(dǎo)彈作戰(zhàn)方式：視距內(nèi)、尾后攻擊二倍音速（高空高速）第7頁/共63頁傳統(tǒng)飛機(jī)作戰(zhàn)方式第8頁/共63頁第三代戰(zhàn)斗機(jī)布局：翼身融合、邊條武器：近距、超視距空空導(dǎo)彈作戰(zhàn)方式：格斗、超視距空戰(zhàn)高機(jī)動(dòng)性（失速迎角前無憂慮機(jī)動(dòng)）第9頁/共63頁現(xiàn)代飛機(jī)的作戰(zhàn)方式第10頁/共63頁空戰(zhàn)機(jī)動(dòng)第11頁/共63頁現(xiàn)代飛機(jī)的作戰(zhàn)方式第12頁/共63頁有哪些機(jī)動(dòng)？常規(guī)機(jī)動(dòng)平飛加減速盤旋筋斗斜筋斗半筋斗半滾倒轉(zhuǎn)戰(zhàn)斗轉(zhuǎn)彎（上升轉(zhuǎn)彎）……過失速機(jī)動(dòng)眼鏡蛇尾沖赫伯斯特過失速筋斗……第13頁/共63頁半筋斗第14頁/共63頁眼鏡蛇機(jī)動(dòng)第15頁/共63頁什么是機(jī)動(dòng)性？飛機(jī)改變飛行高度、飛行速度、飛行方向的能力第16頁/共63頁平飛加減速性能條件：水平直線飛行指標(biāo)：亞音速飛機(jī)：從0.7Vmax加速到0.97Vmax亞音速飛機(jī)：從Vmax減速到0.7Vmax超音速飛機(jī)：從Vks到0.95Vmax之間操縱：加速：最大油門，最小阻力狀態(tài)，高度保持不變減速：最小油門，最大阻力狀態(tài)（放減速板），保持高度第17頁/共63頁平飛加減速性能數(shù)值積分法圖解積分法J-7:H=5kmt=40.3s,L=13.5km第18頁/共63頁平飛加減速性能分析推重比飛機(jī)加速能力由推重比與升阻比決定第19頁/共63頁常見飛機(jī)推重比Mig-150.53Mig-21/J-70.77Mig-291.1Su-271.4/空戰(zhàn)1.14/起飛F-860.375F-40.81F-151.19F-16A1.03F-221.41/空戰(zhàn)1.17/起飛第二代飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)時(shí)間大約7～9s飛機(jī)推重比發(fā)動(dòng)機(jī)推重比第20頁/共63頁減速板第21頁/共63頁躍升H1,V1H2,V2進(jìn)入段第22頁/共63頁躍升性能能量法：假設(shè)躍升過程中P=Q，機(jī)械能保持不變第23頁/共63頁動(dòng)升限Hmax.d動(dòng)升限Hmax.d：飛機(jī)通過躍升所能達(dá)到的最大高度第24頁/共63頁第25頁/共63頁俯沖性能當(dāng)P-Q-mgsinq=0時(shí)，飛機(jī)達(dá)到最大速度，這個(gè)速度稱為俯沖極限速度Vjx第26頁/共63頁俯沖改出段弧線幾何關(guān)系V1,q1第27頁/共63頁俯沖改出段法向過載第28頁/共63頁俯沖改出段J-7:V1=338m/s,q1=-90ny=6:DH=2565mny=8:DH=1784m假設(shè)改出段的法向過載保持不變從(V1,q1)積分到(V,q)P=Q第29頁/共63頁過載／Loadfactor過載n：飛機(jī)除重力之外的合力與重力的比值過載分量法向過載：ny＝Y(jié)/G切向過載：nx＝(P-Q)/G側(cè)向過載：nz＝Z/G定直平飛時(shí)：ny＝1nx＝0nz＝0第30頁/共63頁過載的產(chǎn)生aCynyY第31頁/共63頁飛行員的感覺定直平飛時(shí)，飛行員與座椅之間的壓力為G1；拉升時(shí)，飛行員所受重力為nyG1；座椅給飛行員提供的支承力nyG1；飛行員感覺被壓在座椅上；當(dāng)ny>1，血液涌向下肢，會(huì)造成大腦缺血，當(dāng)ny繼續(xù)增大，視網(wǎng)膜缺血，造成黑視；ny<1，會(huì)造成紅視，紅視比黑視更危險(xiǎn)；短時(shí)間飛行過程中，飛行員能承受的8左右的過載；過載過大，可能會(huì)使結(jié)構(gòu)遭到破壞。第32頁/共63頁抗荷服Kh-7抗荷服第33頁/共63頁第34頁/共63頁筋斗第35頁/共63頁第36頁/共63頁水平面內(nèi)的機(jī)動(dòng)第37頁/共63頁盤旋盤旋：飛機(jī)連續(xù)改變方向，而高度保持不變；轉(zhuǎn)彎：航向改變小于360；定常盤旋：盤旋過程中，飛行狀態(tài)保持不變（除航向）；正常盤旋：側(cè)滑角為0的定常盤旋。第38頁/共63頁盤旋參數(shù)盤旋半徑盤旋一周所需要的時(shí)間第39頁/共63頁盤旋過程受力分析水平方向第40頁/共63頁盤旋半徑與盤旋時(shí)間第41頁/共63頁盤旋的限制條件人的生理?xiàng)l件及飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制迎角及平尾偏角的限制拉桿平尾偏轉(zhuǎn)飛機(jī)抬頭a增大限制Cy增大Y增大ny增大第42頁/共63頁盤旋的限制條件人的生理?xiàng)l件及飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制迎角及平尾偏角的限制滿油門可用推力的限制當(dāng)以上三個(gè)條件達(dá)到時(shí)，稱為極限盤旋狀態(tài)。第43頁/共63頁極限盤旋過載推力限制平尾偏角及迎角限制第44頁/共63頁非定常盤旋最大Cy角點(diǎn)速度Vc第45頁/共63頁上升轉(zhuǎn)彎第46頁/共63頁半筋斗第47頁/共63頁半滾倒轉(zhuǎn)第48頁/共63頁SEPSEP：單位重量剩余功率（比剩余功率）SpecificExcessPowerSEP反映了飛機(jī)能量變化的能力加速性能第49頁/共63頁常見飛機(jī)的SEP及nymaxSEPnymaxnymax(盤旋)Mig-154284Mig-21/J-714086.2Mig-252004.53.0Mig-2931099F-864773.5F-415286F-1630599F-15A3007.37.3第50頁/共63頁機(jī)動(dòng)性能綜合分析飛機(jī)B第51頁/共63頁綜合機(jī)動(dòng)性能參數(shù)a=8b=400m/sc=1d=1/2第52頁/共63頁過載極曲線第53頁/共63頁過載包線第54頁/共63頁超音速飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性能特點(diǎn)加速性能受限于渦噴及渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)慣性高空飛行時(shí)，減速能力變差盤旋性能第55頁/共63頁提高機(jī)動(dòng)性的方法加速性能推重比：

升阻比：K減速性能減速板、反推力裝置躍升性能發(fā)動(dòng)機(jī)推力盤旋性能

推力：發(fā)動(dòng)機(jī)迎角、平尾偏角：氣動(dòng)布局過載：改進(jìn)機(jī)體結(jié)構(gòu)、傾斜座椅、抗荷服第56頁/共63頁小結(jié)平飛加減速性能：加減速時(shí)間躍升及俯沖性能：能量法動(dòng)升限俯沖改出盤旋性能正常盤旋半徑、時(shí)間極限盤旋三個(gè)限制條件SEP第57頁/共63頁機(jī)動(dòng)性—敏捷性maneuverability改變飛行高度、飛行速度、飛行方向的能力飛機(jī)的機(jī)動(dòng)能力agility轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)動(dòng)平面和改變機(jī)動(dòng)狀態(tài)的能力機(jī)動(dòng)性對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)第58頁/共63頁敏捷性尺度的分類

瞬態(tài)功能潛力橫向T90反向滾轉(zhuǎn)參數(shù)側(cè)向敏捷性準(zhǔn)則縱向

加載時(shí)間卸載時(shí)間過載變化率俯仰