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時間:2011-02-10 15:42來源:藍(lán)天飛行翻譯 作者:admin
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飛機(jī)在鉛垂面內(nèi) 0的定常直線飛行,是常見的運(yùn)動形式之一。定常直線飛行的性
能是飛機(jī)設(shè)計師最為關(guān)心的。定常運(yùn)動是指飛機(jī)的運(yùn)動參數(shù)不隨時間改變的運(yùn)動。
嚴(yán)格來講,定常運(yùn)動是不存在的,因為即使飛行速度保持不變,但隨著燃油的消耗,飛
機(jī)重量也在不斷地減小,因而迎角也要變化。可是,如果飛機(jī)運(yùn)動參數(shù)隨時間變化十
分緩慢,則至少在一段時間內(nèi)可近似認(rèn)為運(yùn)動參數(shù)不變,這就是通常所說的“準(zhǔn)定常
運(yùn)動”。飛機(jī)的基本飛行性能就是飛機(jī)在定常運(yùn)動和準(zhǔn)定常運(yùn)動時的運(yùn)動特性。
飛機(jī)作定常直線運(yùn)動(簡稱定直運(yùn)動)時,作用在飛機(jī)上的外力有升力 1、阻力 2、
推力 3和重力 .,這些力是平衡的。
飛機(jī)定直運(yùn)動的軌跡不外有 4種情況:定直爬升(  5’,為航跡角)、定直平飛( )’)和定直下滑( 6’)。這 4種典型定直運(yùn)動的飛行性能分別稱為爬升(或上升)性能、平飛性能和下滑性能。某些簡化假設(shè)下,這些性能可以解析求解。但由于發(fā)動機(jī)特性及飛機(jī)氣動特性一般難以寫成簡潔的解析表達(dá)式,因而工程上往往采用圖解分析法,其中最常用的是簡單推力法。
一、飛機(jī)的平飛需用推力
保持飛機(jī)定直平飛的條件是:動力裝置提供的推力等于飛機(jī)的迎面阻力,飛機(jī)的升力等于飛機(jī)的重量。這其中假設(shè)發(fā)動機(jī)安裝角 " 7及迎角 都很小。令  )’,則有 *
3)2)&% 78+9
+
•:*•

 

%
"" &’(&)
這就是飛機(jī)定直平飛的條件。由此條件可以看出,在一定的迎角,一定的飛行高度上,欲使 *"條件滿足,飛機(jī)必須具備一定的飛行速度;飛機(jī)在這一飛行狀態(tài)下所遇到的阻力 +須由動力裝置的可用推力來平衡。飛機(jī)在一定高度和速度下進(jìn)行定直平飛所需的發(fā)動機(jī)推力,稱為平飛需用推力,用 ,表示。
平需
由于 
,平需  " + " -% &  ’(& ) (% . / . 0) 
1 " * +  "  ,平需
式中 1為升阻比,則有 
,平需  "  1 (% . / . 2)

計算飛機(jī)的基本飛行性能時,一般取飛機(jī)的起飛重量和著陸重量的平均值作為計算重量,即 "(起飛 3著陸)4&。
實(shí)際計算中需要計算在給定高度上不同速度的平飛需用推力曲線。其計算步驟如下:根據(jù)高度 5、馬赫數(shù) 67,由國際標(biāo)準(zhǔn)大氣查出空氣密度 、音速 7并計算出飛行速度 (;然后由飛機(jī)重量 計算出升力系數(shù) ,由極曲線查出阻力系數(shù)巴及升阻比 1;最后根據(jù)式 % ./ .0計算出乎飛需用推力 ’平需。變換不同的 67數(shù)重復(fù)上述計算,即可得到平飛需用推力曲線,如圖 % ./ .2所示。該圖同時標(biāo)出了平飛需用推力的組成:零升阻力 +。和誘導(dǎo)阻力 +8(虛線)。不同高度上的平飛需用推力曲線見圖 % ./ .9。

圖 % ./ .2:平飛需用推力曲線的構(gòu)成
•;&•

 


圖  " "%不同高度上超音速飛機(jī)的平飛需用推力曲線
%%把不同高度上的平飛需用推力曲線和相應(yīng)坐標(biāo)上的動力裝置可用推力曲線用同一坐標(biāo)給制在同一張圖上,即可得到推力曲線圖,如圖  " "&所示。通過比較 ’平需與 ’可用的方法,可以確定飛機(jī)的基本飛行性能,這種方法稱為簡單推力法。
下面,我們用簡單推力法來確定飛機(jī)的基本飛行性能。

圖  " "&%超音速飛機(jī)的推力曲線圖
二、飛機(jī)的定直平飛性能
飛機(jī)定直平飛性能主要有 (個指標(biāo);最大平飛速度 )*+,(或 -+*+,)和最小平飛速度 )*./(或 -+*./)。
•10•
 
"最大平飛速度 %&(或 ’%&)
最大平飛速度是指飛機(jī)在一定高度上能做定直平飛的最大速度。顯然,最大平飛速度(或 ’%數(shù))可由推力曲線圖上同一高度的可用推力曲線與平飛需用推力曲線的右交點(diǎn)確定。由于此時的 (平需 )(可用,*)+,也可用公式表示:
%& )
,(可用 .( /0 /1)-& 從推力曲線圖上可找出各飛行高度上的最大平飛速度 %&或 ’%%&,如圖  /0 / 2所示,稱為最大平飛速度線。

圖  /0 /23超音速飛機(jī)的最大平飛速度線
,"最小平飛速度 45(或 ’%45)最小平飛速度,是指在一定高度上,飛機(jī)能做定直平飛的最小速度。原則上講,當(dāng) -6 ) -6%&時,飛機(jī)可獲得最小平飛速度。但為了保證安全,常取安全 7允許升力系
數(shù)作為計算 45的依據(jù)。 
-6安全  )(2" 8 9 2" :)-6%& ( / 0 / :)
由定直平飛條件 * ) +可得 
45 ) ,+ .-6安全 ( / 0 / 2)
隨著飛行高度的增加, 將減小,故最小平飛速度也隨之增加。
三、飛機(jī)定直上升性能

表征飛機(jī)定直上升性能的指標(biāo)主要有:上升率(爬升率) 6、最大上升率 ;6%&、上 •<0•
 

升航跡角 、最大上升航跡角 "、靜升限 "等。 %&定直上升航跡角 的確定定直上升的方程
’ () *+,-.  / ( +01,
所以
,-. (’2) ( "’ (% 23 2%%)
++其中 "’(’2)(’2’平需為剩余推力,即是可用推力克服掉飛機(jī)阻力后剩余的部分。上升性能的分析和確定,主要問題是要從推力曲線圖上查出剩余推力 "’以及 "’隨 及 4的變化。
由式 % 23 2%%可得航跡角 為
 2 "51,-. "’ + (% 2 3 2 %6)
最大航跡角 "為 
" ( "50,-.  "’ " + (% 2 3 2 %7)

飛機(jī)以 "上升時航跡最陡,剩余推力最大,此時的航跡速度 4稱為最陡上升速度,用 4陡升或 4表示。一般 "’"出現(xiàn)在 ’平需 -.附近,故 4陡升與對應(yīng)阻力最小的有利速度 4有利接近。
6&定直上升率 48的確定飛機(jī)的上升率 48是指飛行速度 4的鉛垂分量,并規(guī)定向上為正。由圖 % 23 2%%可知 48 ( 4,-.(% 23 2%3)
 
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