V1VRV2飞机起飞速度与飞机升力和阻力详细讲解
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飞机升力知识点总结大全一、飞机升力的基本概念1. 飞机升力是指飞机在飞行过程中受到的向上的支撑力,使其能够在空中保持飞行状态。
2. 飞机升力的产生是由于飞机翼面上下气压差所引起的,气流在翼面上产生了向下的作用力,根据牛顿第三定律,飞机获得了向上的升力。
3. 飞机升力的大小取决于飞机的速度、翼面的形状、气流的密度和翼面的倾角等因素。
二、飞机升力的计算公式1. 飞机升力的计算公式为:L=0.5*ρ*V^2*S*CL其中,L为升力,ρ为空气密度,V为飞机的速度,S为翼面的面积,CL为升力系数。
2. 升力系数CL可以通过试验和计算得到,它是一个与机翼形状和飞行状态相关的参数,是计算升力的重要参数。
三、影响飞机升力的因素1. 飞机速度:飞机速度的增加会导致升力的增加,但过大的速度也会使翼面受到过大的气动力而失去稳定。
2. 翼面形状:翼面的形状对升力的大小和稳定性有着重要影响,常见的翼面形状有对称翼面和非对称翼面。
3. 空气密度:空气密度越大,产生的升力也越大,因此在高海拔地区,飞机需要更大的速度和升力才能维持飞行。
4. 翼面倾角:翼面的倾角对升力的大小和稳定性有着重要影响,常见的翼面倾角有攻角和迎角。
5. 翼面面积:翼面的面积决定了产生的升力的大小,面积越大,产生的升力也越大。
四、飞机升力的控制1. 飞机升力可以通过控制飞机的速度、翼面倾角和机头的姿态等方式来进行调节,以实现飞机的升降。
2. 飞机的升力控制是飞行员的重要技能之一,在飞行中需要根据飞机的动态状态和气流的情况来进行灵活的控制。
3. 飞机的升力控制对于起飞、飞行和着陆都有着重要的作用,是飞行安全的关键之一。
五、飞机升力的应用1. 飞机升力的应用包括飞机的起飞、飞行、转弯、攀升、下降和着陆等各个阶段,是飞机飞行过程中保持稳定状态的基础。
2. 飞机升力的应用还涉及到飞机的设计、研发、改进和维护等方方面面,是飞机工程领域的重要内容。
3. 飞机升力的应用还包括飞机性能的优化、燃油消耗的减少、飞机的负载能力和适航性等方面,对飞机的经济效益和安全性有着重要的影响。
3.1.2飞机的升力和阻力
3、飞机机翼表面升力产生的原因?
伯努利原理:飞机机翼地翼剖面又叫做翼型,一般翼型的前端圆钝、后端尖锐,上表面拱起、下表面较平,呈鱼侧形。
前端点叫做前缘,后端点叫做后缘,两点之间的连线叫做翼弦。
一股气流,由于机翼地插入,被分成上下两股。
通过机翼后,在后缘又重合成一股。
由于机翼上表面拱起,是上方的那股气流的通道变窄。
根据气流的连续性原理和伯努利定理可以得知,机翼上方的压强比机翼下方的压强小,也就是说,机翼下表面受到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大,这个压力差就是机翼产生的升力。
气流从机翼上下方流过的情况:飞机机翼地翼剖面又叫做翼型,一般翼型的前端圆钝、后端尖锐,上表面拱起、下表面较平,呈鱼侧形。
前端点叫做前缘,后端点叫做后缘,两点之间的连线叫做翼弦。
通过机翼后,在后缘又重合成一股。
由于机翼上表面拱起,是上方的那股气流的通道变窄。
根据气流的连续性原理和伯努利定理可以得知,机翼上方的压强比机翼下方的压强小,也就是说,机翼下表面受到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大,这个压力差就是机翼产。
关于飞行过程中V1的深度研究飞行过程中会涉及很多的速度概念,其中一个重要的速度是V1,它关系到飞机在起飞滑跑过程中出现发动机失效或其它的严重故障时飞机是继续起飞还是停在地面上,所以理解V1的定义过程对于保证飞行安全具有积极的作用。
由于目前我们接触的飞机多数是按照JAA/FAA来取证的,所以文章着重研究了JAR/FAR中关于V1的相关规定,解释了V1的定义过程以及限制V1变化的因素。
标签:飞行;V1深度;研究分析在我们的日常飞行过程中会涉及到很多的速度、高度,这些速度和高度的组合再加上其它的一些数据为我们搭建了一个飞机操作的三维空间,在这个三维空间之内飞行是安全的,而这个三维空间之外的区域就是飞行的“禁区”,一般说严禁将飞机操作到这个三维空间之外。
这个三维空间就是飞机的包线,包线实际体现了一架飞机的性能。
包线范围越宽,证明飞机对外界因素的适应性越强,性能也就越好,反之亦然。
在飞行包线中有一个重要的速度——V1,它是一个决断速度,它可以决定当飞机发生了严重故障,例如但不限于发动机故障时,飞机是停在地面上还是继续起飞,所以了解V1的确定过程对于保证起飞的安全至关重要。
根据美国联邦航空条例第25部107款(FAR 25.107)以及欧洲联合航空条例第25部107款(JAR 25.107)的定义,V1是一个修正表速,这个修正表速是如果需要中断起飞时可以保证飞机停在跑道的限制范围内的机组能够决定中断起飞的最大速度。
V1本来应是在这一刻飞机的关键发动机发生故障,同时飞行员识别故障,做出决定并开始中断的第一个动作。
但是由于飞行员发现故障、识别故障、做出决策并开始动作都需要一定的时间,所以如果发动机是在V1时刻故障的,那飞行员做出中断起飞的第一个动作时飞机的速度已经超过V1了,这明显不符合“V1是机组能够决定中断起飞的最大速度”的定义的要求,所以FAR/JAR25部107款中对V1做出了特别的限制,以保证提供给飞行员合适的反应时间,我们将在后文中具体阐述25部107款的有关限制。
飞机计算公式飞机的飞行涉及到众多复杂的计算公式,这些公式可不是随便就能搞明白的,得下一番功夫呢!先来说说升力的计算公式。
升力,这可是让飞机能飞起来的关键力量。
升力公式是:L = 1/2 ρv²SCL 。
这里面的“ρ”代表空气密度,“v”是飞机相对气流的速度,“S”是机翼面积,“CL”则是升力系数。
举个例子,就像我之前去参观一个小型飞机制造工厂,看到工程师们在计算一架轻型飞机的升力。
他们拿着各种测量工具,神情专注又严肃。
空气密度得根据当时的天气和海拔来准确测量,速度则要考虑飞机的设计速度和预期的飞行条件。
机翼面积的测量更是要精确到小数点后几位,因为哪怕一点点的误差,都可能影响飞机的飞行性能。
再说说阻力的计算公式。
阻力公式:D = 1/2 ρv²SCD 。
这里的“CD”就是阻力系数啦。
阻力可分为很多种,比如摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力等等。
想起有一次坐飞机,遇到气流颠簸,当时心里就琢磨着,这阻力变化得多大呀,飞机都晃悠成这样了。
飞机在空气中飞行,就像我们在人群中穿梭,会碰到各种各样的阻碍。
还有推力的计算公式。
推力和发动机的性能密切相关。
不同类型的发动机,计算公式也有所不同。
在学习这些公式的过程中,我发现要真正理解它们,不能只是死记硬背,得结合实际情况去思考。
就好比我们学数学,光记住公式不行,得会用,得知道在什么场景下用哪个公式。
飞机的重量和平衡的计算也很重要。
如果飞机的重心位置不对,那飞行可就危险了。
这就像我们挑担子,两边重量不均衡,走起路来就不稳当。
总之,飞机的计算公式虽然复杂,但每一个都有它的道理和用途。
了解这些公式,能让我们更好地理解飞机是怎么飞起来的,怎么飞得稳、飞得快。
希望大家通过我的这些分享,对飞机的计算公式能有更清晰的认识,也能感受到航空领域的神奇和魅力!。
讲解飞机起飞降落原理飞机的起飞和降落是飞行过程中最关键的部分,掌握这两个环节的基本原理对于飞机的安全性和飞行效率非常重要。
以下是有关飞机起飞和降落的基本原理及过程的讲解。
起飞原理飞机起飞主要有三个要素,分别是速度、升力和推力。
1.速度速度是飞机飞行的基本条件之一,飞机必须在一定的速度范围内才能起飞。
不同型号的飞机有不同的最小起飞速度,一般来说,起飞速度受到飞机的重量和飞机构型的影响,所以不同型号的飞机有不同的起飞速度。
2.升力升力是飞机起飞的一个必要因素,飞机必须在一定的升力作用下才能离地起飞。
飞机的升力来自于机翼,机翼的形状、大小、攻角等都会影响升力的大小和方向。
通过机翼的升力作用,飞机可以克服重力,向上获得升力和飞行速度。
3.推力推力是飞机起飞的第三要素,飞机的推力来自于发动机,发动机产生的推力是飞机在地面上推进的动力。
为了使飞机产生足够的推力,需要提高喷气发动机的转速和推力输出。
固体涡轮发动机的推力主要来自于喷气噪声。
在起飞过程中,飞机通常需要以最大功率进行推进,所要使用的燃料量也相应地很高。
需特别注意同飞机空载与满载时所需推力的差距。
降落原理飞机降落的时候主要通过重力、阻力和升力控制飞机下降。
阻力是通过空气摩擦和机身/机翼的形状来产生的,阻力的大小受到飞机速度、重量和迎角等因素的影响。
飞机机翼的形状和攻角也会影响飞机的升力。
在降落过程中,飞机必须保持一定的重力和阻力平衡,通过调整机翼的攻角和飞行速度控制落地速度。
降落过程中,飞机需要逐渐减速,这是通过逐渐减少发动机的功率、降低机翼的攻角和头抬高度逐步减速的。
减速的同时,飞机也需要在更低的状态下保持一定的升力。
到达跑道之前,降落引导系统会对飞机进行指引和调整,确保降落位置和角度正确。
随着接触地面并摩擦阻力增加,刹车和反推系统将开始发挥作用,使飞机减速,降低最终的着陆速度。
着陆时的降落速度也是相对稳定的,与飞机的重量密切相关。
总结飞机起飞和降落是飞行过程中两个非常关键的环节,需要掌握飞机的原理,并在实践中进行应用和调整。
1.2 飞行的升阻力1.2.1机翼的形状机翼的平面形状机翼的几何参数翼展:左右两翼翼尖之间的距离。
平均几何弦长:机翼面积与翼展之比。
对于矩形机翼:是前缘到后缘的直线距离。
展弦比(aspect ratio):翼展与平均几何弦长之比,或翼展平方与翼面积之比。
根梢比(梯形比):翼根弦长和翼尖弦长之比。
前掠角、后掠角机翼前缘同垂直于机身中心线的直线之间所夹的角度。
是机翼与机身夹角的余角。
机翼前缘位于机身中心线垂直线前面,称为前掠角;机翼前缘位于机身中心线垂直线后面,称为后掠角。
在俯视图上,机翼有代表性的基准线(一般取25%等百分比弦线)与飞机对称面法线之间的夹角。
基准线向后折转时为后掠角。
后掠角是指从飞机的俯仰方向看,机翼平均气动弦长连线自翼根到翼尖向后歪斜的角度。
如果是机翼前缘线的歪斜角,则称前缘后掠角。
上反角、下反角机翼的底面同垂直于飞机立轴的平面之间的夹角。
从飞机侧面看,翼尖上翘是上反角;翼尖下垂是下反角。
机翼的铅垂剖面——翼型翼型的几何特征机翼的铅垂剖面又叫做翼型。
翼型的前端圆钝、后端尖锐,上表面拱起、下表面较平,呈鱼侧形。
前缘和后缘翼型前端点叫做前缘,后端点叫做后缘。
翼弦和弦长前缘和后缘之间的连线称为翼弦。
翼弦的长度称为弦长。
翼型的弯度分布和厚度分布迎角对于翼型和固定翼飞机,来流方向和翼弦的夹角称为迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。
对于直升机和旋翼机,迎角的表示方法与固定翼飞机略有不同,它是指与前进方向垂直的轴和旋翼的控制轴之间的夹角。
1.2.2升力的产生气体的管流特性理想低速气体的管流特性——Bernoulli 定理气流流经光滑管路,不计摩擦及其它损失,满足理想流体的伯努利定理:气体总压保持不变:总压=静压+速压,并且:气流通过等截面管路,处处流速相等,静压相等;气流通过收敛管路,速度加大,静压下降;气流通过扩张管路,速度降低,静压提高;低速和亚声速气流在变截面管道中的流动低速气流在变截面管道中流动时,由于气流密度变化不大,可视为不可压缩流体:亚声速气流在变截面管道中流动超声速气流在变截面管道中的流动在低速飞行中,机翼周围的空气由于压力变化所引起的空气密度变化量很小,其影响可以略去不计;而在高速飞行中,气流速度变化所引121212121212;;;;P P A A P P A A <><><>υυυυ121212121212121212121212;;;;;;;;;;Ma Ma P P T T A A Ma Ma P P T T A A ><><<<<><>>>υυρρυυρρ起的空气密度变化,会引起空气动力发生很大的变化,甚至会引起空气流动规律的改变,因此它的影响就不能忽略了。
飞机升力公式及其含义
飞机的升力公式详解
Y=1/2ρCSv²式中:Y是总升力,(单位是:牛顿,即N,1千克力约等于10牛顿)
C是升力系数,是个不名数,没有单位,是通过风洞实验测出的系数,但一般可按1进行粗略计算,升力系数和机翼的翼型(就是机翼断面的形状,一般前圆后尖、上曲下平、较厚的,例如达到弦长的15%的翼型具有较大的升力系数)、迎角(就是翼弦与气流的夹角,升力系数与迎角正相关,较厚的机翼允许迎角较大,例如10~12°,较薄的机翼不允许大迎角,只能6~8°,太大就会因升力系数迅速减小而失速)、展弦比(展弦比越大,升力系数越大)、机翼表面的光滑程度(越光滑升力系数越大)有关。
S是机翼的面积(单位是:平方米,即m2)。
v是飞机的速度(单位是:米/秒,即m/s,如果的公里/小时就要除以3.6,换算成米/秒;如果是顶风,就要用飞机的速度加风速,如果是顺风,就要用飞机的速度减风速,单位都用米/秒)。
注意,公式里是平方。
速度大三倍,升力大九倍。
ρ是大气密度(和当地海拔高度、气温、湿度有关,海拔500米之下可按1.2计算,单位是:千克/立方米,即Kg/m3)。
最后计算的结果,单位是牛顿(N),1公斤重=9.8牛顿。
飞机滑跑起飞速度计算公式飞机起飞是飞行过程中最关键的一步,而飞机的滑跑起飞速度是决定飞机是否能够安全起飞的重要参数之一。
飞机的滑跑起飞速度受到多种因素的影响,包括飞机的重量、气温、气压等。
在设计飞机和进行飞行操作时,需要准确计算飞机的滑跑起飞速度,以确保飞机能够安全起飞。
飞机的滑跑起飞速度可以通过一定的计算公式来进行计算。
一般来说,飞机的滑跑起飞速度可以通过以下公式进行计算:Vr = √(2 W / ρ S CL)。
其中,Vr表示飞机的滑跑起飞速度,W表示飞机的重量,ρ表示空气密度,S 表示飞机的机翼面积,CL表示升力系数。
在这个公式中,飞机的重量是一个非常重要的因素。
飞机的重量越大,需要的滑跑起飞速度就越高。
因此,在设计飞机和进行飞行操作时,需要对飞机的重量进行准确的计算和控制,以确保飞机能够以适当的速度起飞。
另外,空气密度也是影响飞机滑跑起飞速度的重要因素之一。
一般来说,空气密度受到气温和气压的影响。
在高温和低气压的条件下,空气密度较小,飞机需要更高的滑跑起飞速度才能够起飞。
因此,在不同的气候条件下,需要对飞机的滑跑起飞速度进行适当的调整。
除了重量和空气密度,飞机的机翼面积和升力系数也会对滑跑起飞速度产生影响。
一般来说,机翼面积越大,飞机的滑跑起飞速度就越小。
而升力系数则受到飞机的机翼形状和攻角等因素的影响。
在设计飞机和进行飞行操作时,需要对飞机的机翼面积和升力系数进行合理的选择和控制,以确保飞机能够以适当的速度起飞。
在实际的飞行操作中,飞行员需要根据飞机的具体参数和当时的气候条件,对飞机的滑跑起飞速度进行准确的计算和控制。
在进行起飞前,飞行员需要对飞机的重量、气温、气压等参数进行测量和计算,以确定飞机的滑跑起飞速度。
在起飞时,飞行员需要根据计算出的滑跑起飞速度,控制飞机的滑跑速度,以确保飞机能够安全起飞。
总之,飞机的滑跑起飞速度是飞机起飞过程中的重要参数之一,受到多种因素的影响。
在设计飞机和进行飞行操作时,需要对飞机的滑跑起飞速度进行准确的计算和控制,以确保飞机能够安全起飞。
空客飞机性能-概述与飞行限制基本概念对于飞机性能主要分为两个层面的要求:适航要求:包括飞机设计,AFM与适航有关,参考法律文件JAR25/FAR25。
运行要求:包括技术运行规定,FCOM/AOM做为支持,包括运行所需的限制,程序以及性能数据,参考法律文献JAR-OPS/FAR121。
标准大气压力:国际标准的基础时海平面温度15℃,气压1013.25hPa。
海平面空气标准密度为1.225kg/m3。
标准的对流层顶高度为11000m/36089ft。
对流层顶以下,温度以恒定的速率-6.5℃/1000m,-1.98℃/1000ft 随高度变化;对流层顶以上,温度保持恒定的-56.5℃。
高度测量原理高度表可以理解为气压计,其按照标准气压和温度法则进行校准。
环境大气压力时高度表使用的唯一输入参数。
指示高度(IA)时以下两个气压面之间的垂直距离:•测量环境压力的气压面(飞机实际位置);•气压基准面:压力调定旋钮选择的设定。
压力调定与指示高度朝同一个方向运动,即压力调定值增加,相应指示高度增加。
高度测量的目的在于确保飞机相对地面以及飞机之间的相对余地。
QFE是机场基准点的压力,高度表指示的是高于机场基准点的高度。
QNH是平均海平面压力,通过计算机场基准点的压力,然后按照标准压力的法则,换算到平均海平面。
进而,在ISA条件下,在机场平面,高度表指示地形的测量高度。
Standard对应的是1013hPa,高度表指示的是高于1013hPa等压面的高度,其目的在于摆脱局部压力变化后,整个飞行中提供飞行的垂直间隔。
飞行高度层对应的是用英尺表示的指示高度除以100得出的数值,气压基准是标准气压。
过度高度是一个指示高度,在它之上,机组必须选择标准调定值;过度高度层是过度高度之上的第一个可用的飞行高度层。
在给定的指示高度飞行时,真实高度随温度的增加而增加。
即温度越高飞的越高;温度越低飞的越低。
真实高度=指示高度28×(QNH-1013)因此,在温度很低时,执行进离场时,温度修正很重要。
飞机的起飞原理幼儿科普
飞机的起飞原理可以简单理解为四个基本原理:升力、推力、重力和阻力。
1. 升力:飞机起飞时,利用翼面的形状和气流的作用产生升力。
飞机的翼面是弯曲的,上表面较为平坦,下表面较为凸起。
当飞机在起飞过程中加速前进时,空气会快速流经翼面。
由于翼面上表面更为平坦,空气流动速度较快,而下表面凸起,空气流动速度较慢。
根据贝努利原理,流动速度较快的空气压力较小,而流动速度较慢的空气压力较大,从而形成了由下向上的升力。
2. 推力:在飞机起飞时,需要克服地面摩擦力和空气阻力,从而达到足够的速度。
飞机通常使用涡轮喷气发动机或螺旋桨发动机产生推力,推动飞机前进。
3. 重力:飞机起飞前需要克服地球引力的作用。
通过加速前进并产生足够的升力,可以超过飞机的重力,使飞机从地面上升到空中。
4. 阻力:空气的阻力是飞机的一个挑战,它会阻碍飞机的运动和飞行速度。
在起飞过程中,飞机需要克服阻力,继续加速前进,直到产生足够的升力。
这四个基本原理相互作用,使得飞机能够顺利起飞。
当飞机加速到足够的速度,并产生足够的升力,就能够离开地面,进入空中飞行。
飞机起降速度怎么计算公式飞机的起降速度是指飞机在起飞和降落过程中所需的最小速度。
这个速度是由多种因素决定的,包括飞机的重量、气温、高度、气压等。
在设计飞机和进行飞行操作时,准确计算起降速度是非常重要的,因为它直接影响到飞机的安全和性能。
计算飞机的起降速度需要考虑到飞机的重量和气动特性。
飞机的重量对起降速度有着直接的影响,一般来说,飞机的起飞速度随着飞机的重量增加而增加,而降落速度则随着飞机的重量增加而减小。
另外,气温、高度和气压也会对起降速度产生影响,因为这些因素会影响到飞机的气动性能。
在计算起降速度时,首先需要确定飞机的重量。
飞机的重量可以分为两种,一种是空机重量,即飞机本身的重量;另一种是最大起飞重量,即飞机在起飞时所能承受的最大重量。
一般来说,飞机的起飞速度是根据最大起飞重量来计算的,而降落速度则是根据实际的飞机重量来计算的。
在计算起降速度时,还需要考虑到飞机的气动性能。
飞机的气动性能可以通过飞行试验或者计算机模拟来确定,一般来说,飞机的制造商会提供相关的数据。
根据飞机的气动性能数据,可以计算出飞机在不同重量下所需的最小速度。
飞机的起降速度可以通过以下公式来计算:V1 = 1.1 Vr。
其中,V1代表的是起飞决断速度,即飞机在起飞过程中,一旦达到这个速度就必须起飞;Vr代表的是旋转速度,即飞机在起飞过程中,达到这个速度后可以开始升空。
另外,飞机的降落速度可以通过以下公式来计算:Vapp = 1.3 Vref。
其中,Vapp代表的是进近速度,即飞机在降落过程中的最小速度;Vref代表的是参考速度,即飞机在降落过程中的目标速度。
在实际飞行操作中,飞行员需要根据飞机的重量和气动性能来计算起降速度,并根据实际情况进行调整。
飞机的起降速度是飞行安全的重要指标,飞行员需要严格遵守相关规定,确保飞机在起飞和降落过程中的安全性能。
总之,飞机的起降速度是由飞机的重量和气动性能决定的,可以通过相关的公式来计算。
V1 VR V2飞机起飞速度与飞机升力和阻力详解V1 VR V2飞机起飞速度详解V1 VR V2的概念:首先捡容易的来说。
Vr,这个r就是rotate的缩写,所以Vr可以叫做抬前轮速度或者抬头速度。
只有当飞机加速到Vr的时候,飞行员才可以带杆让飞机抬头离地,如果小于这个速度,很容易造成擦机尾。
再说V1。
这个速度,我们通常称其为决断速度。
我们知道,飞机发生机械故障是不会分时候的,任何状态下都可能出现某个部件失效的情况。
如果故障发生在天上,那么就靠机组的处理;如果发生在地面上,那就比较简单了,干脆不起飞了,滑回去,让机务人员来处理。
可是,如果这个故障发生在起飞滑跑这个“地面——空中”的临界状态下呢?这就比较难办了。
显然,这时候我们有两种选择——不起飞了,让飞机继续留在地面上,或者继续起飞,让飞机到空中去再说。
其实无论是否继续起飞,我们都不能一概而论。
因为如果这时候飞机速度已经很大,很接近抬前轮的速度了,虽然还没有离地,但此时刹车可能已经无法确保飞机能在剩余的跑道上停住了。
如果在这种大速度下贸然中断起飞,从而导致飞机冲出跑道,也许造成的损失比那个故障本身造成的损失会大得多。
反过来说,如果这时候速度并不是很大,我们只要及时采取必要的措施,完全可以让飞机在跑道上安全得停下来,我们依然决定继续起飞的话,那显然也不合适,因为毕竟在地面上处理故障要比在空中处理故障更安全更有效。
这时候大家应该差不多有了这么个印象——如果在滑跑速度比较小的时候出问题了,我们就停下来;如果在滑跑速度很大的时候出问题了,我们就继续起飞。
可是,到底多大算是“大”速度,多小算是“小”速度呢?V1的出现就解决了这个问题。
我们在每次飞行前,都要确定一个V1速度,假如问题出现在V1之前,我们就停下来(这时候是完全能够停下来的);如果问题出现在V1之后,那就说明现在刹车已经来不及了,只能继续起飞。
所以,这个V1我们叫决断速度——在这个速度我们要做决断——起飞,还是不起飞!再说V2。
这个V2我们通常叫做起飞安全速度,或者干脆就叫安全速度。
当飞机离地后速度达到了V2,我们就认定飞机已经成功的起飞了,转而进入爬升状态。
嗯,这下大家知道这三个速度对于一次起飞来说,是相当重要的,可是这三个速度到底怎么确定是多少呢?这就要说到《起飞分析手册》了。
在每次起飞过程中,影响这三个速度的因素大概有以下这么几个:飞机的全重、跑道长度、道面情况(是湿的还是干的)、跑道的坡度、风速的情况、机场周围的障碍物情况、外界温度……等等。
这里面有的因素是固定的,例如跑道长度、坡度这些,有的因素是变量,每次飞行都不一样,例如飞机全重、温度等几项。
航空公司会利用一个软件,把这个公司要飞的所有的机场的所有的跑道的数据都一一综合进去,然后制作成一本厚厚的《起飞分析手册》。
这个手册里面每个机场的每条跑道,都有相应的表格。
例如,如果我们今天要在的36L 跑道起飞,我们就会拿出这本厚厚的手册,翻到首都国际机场那部分,找出36L跑道那页,纵坐标是飞机的重量,横坐标是风速……,一对应,即查出相应的三个速度值。
解读影响飞机升力和阻力的一些因素升力和阻力是在飞机与空气之间的相对运动(相对气流)中产生的。
影响升力和阻力的基本因素有:机翼在气流台的相对位置(迎角)、气流的速度和空气密度(空气的动压以及飞机本身的特点(飞机表面质量、机翼形状机翼面积、是否使用襟翼和前缘缝翼是否开等)。
这些因素中,经常变化的有迎角、飞行速度和空气密度。
飞行员主要是通过改变迎角和飞行速度来改变升力和阻力的。
因此,本节主要分析迎角和飞行速度对升力、阻力的影响。
至于由于使用襟翼和前缘缝翼等所引起的升力、阻力的变化,留在第五节再作分析。
为便于分析问题,在分析一个因素时,假定其它因素不变。
一、迎角对升力和阻力的影响1. 迎角相对气流方向(飞机运动方向)与翼弦所夹的角度,叫迎角。
相对气流方向指向机翼下表面,为正迎角;相对气流方向指向机翼上表面,为负迎角。
飞行中,飞行员可通过前后移动驾驶盘来改变迎角的大小或者正负。
飞行中经常使用的是正迎角。
飞行状态不同,迎角的正、负、大、小一般也不同。
在水平飞行中,飞行员可根据机头的高低来判断迎角的大小,机头高,迎角大。
机头低,迎角小。
其它飞行状态,单凭机头的高低就很难判断迎角的大小和正负,只有根据迎角本身的含义去判断。
例如,飞机俯冲中。
机头虽然很低,但迎角并不为负的,气流仍从下表面吹向机翼,因此迎角是正的。
又如在上升中,机头虽然比较高,但迎角却不一定很大,在改出上升时,若推杆过猛,也可能会出现负迎角。
2. 迎角对升力的影响在飞行速度等其它条件相同的情况下,得到最大升力的迎角,叫做临界迎角。
在小于临界迎角的围增大迎角,升力增大;超过临界边角后,再增大迎角,升力反而减小。
这是因为,迎角增大时,一方面在机翼上表面前部,流线更为弯曲,流管变细,流速加快,压力降低,吸力增大。
与此同时,在机翼下表面,气流受到阻挡,流管变粗,流速减慢,压力增大,要使升力增大。
但是,另一方面迎角增大时,由于机翼上表面最低压力点的压力降低。
因此,后缘部分的压力比最低压力点的压力大得更多,于是在上表面后部的附面层中,空气向前倒流的趋势增强,气流分离点向前移动,涡流区扩大,就会破坏空气的平顺流动,从而使升力降低。
在中、小迎角,增大迎角时,分离点前移缓慢,涡流区只占机翼后部的不大的一段围,这对机翼表面空气的平顺流动影响不大,前一方面起着主要作用,因此,在小于临界迎角的围,迎角增大,升力是增大的。
到临界迎角,升力达到最大。
超过临界迎角后,迎角再增大,则分离点迅速前移,涡流区迅速扩大,严重破坏空气的平顺流动,机翼上表面前段,流管变粗,流速减慢,吸力降低。
从分离点到机翼后缘的涡流区,压力大致相同,比大气压力稍小。
在靠近后缘的一段围,吸力虽稍有增加,但很有限,补偿不了前段吸力的降低。
所以,超过临界迎角以后,迎角再增大,升力反而减小改变迎角,不仅升力大小要发生变化,而且压力中心也要发生前后移动。
迎角由小逐渐增大时,由于机翼上表面前段吸力增大,压力中心前移。
超过临界迎角以后,机翼前段和中段吸力减小,而机翼后段吸力稍有增加,所以压力中心后移。
3. 迎角改变对机翼阻力的影响在低速飞行时,机翼的阻力有:摩擦阻力、压差阻力和诱导阻力。
实验表明,迎角增大,摩擦阻力一般变化不大。
迎角增大,分离点前移,机翼后部的涡流区扩大,压力减小,机翼前后的压力差增加,故压差阻力增加。
迎角增大到超过临界迎角以后,由于分离点迅速前移,涡流区迅速扩大,因此压差阻力急剧增加。
小于临界迎角,迎角增大时,由于机翼上、下表面的压力差增大,使翼尖涡流的作用更强,下洗角增大,导致实际升力更向后倾斜,故诱导阻力增大。
超过临界迎角,迎角增大,由于升力降低,故诱导阻力随之减小。
综上所述,在小迎角的情况下增加迎角时,由于升力的增加和涡流区的扩大都很慢,故压差阻力和诱导阻力增加都很少,这时机翼的阻力主要是摩擦阻力,因此整个机翼阻力增加不多。
当迎角逐渐变大以后,再增大迎角时,由于机翼升力的增加和涡流区的扩大都加快,故压差阻力和诱导阻力的增加也随之加快。
特别是诱导阻力,在大迎角时,随着迎角的增大而增加更快。
因此,整个机翼的阻力随着迎角的增大而增加较快。
这时,诱导阻力是机翼阻力的主要部份。
超过临界迎角以后,虽然诱导阻力要随着升力的降低而减小,但由于压差阻力的急剧增加,结果使整个机翼阻力增加更快。
简单说:迎角增大,阻力增大;迎角越大,阻力增加越多;超过临界迎角,阻力急剧增大。
二、飞行速度和空气密度对升、阻力的影响1. 飞行速度飞行速度越大,空气动力(升力、阻力)越大。
实验证明:速度增大到原来的两倍,升力和阻力增大到原来的四倍;速度增大到原来的三倍,升力和阻力增大到原来的九倍。
即升力、阻力与飞行速度的平方成正比例。
飞行速度增大,为什么升、阴力会随之增大呢?因为在同一迎角下,机翼流线谱,即机翼周围的流管形状基本上是不随飞行速度而变的。
飞行速度愈大,机翼上表面的气流速度将增大得愈多,压力降低愈多。
与此同时,机翼下表面的气流速度减小得愈多,压力也增大愈多。
于是,机翼上、下表面的压力差愈加相应增大,升力和阻力也更加相应增大。
2. 空气密度空气密度大,空气动力大,升力和阻力自然也大。
这是因为,空气密度增大,则当空气流过机翼,速度发生变化时,动压变化也大,作用在机翼上表面的吸力和下表面的正压力也都增大。
所以,机翼的升力和阻力随空气密度的增大而增大。
实验证实,空气密度增大为原来的两倍,升力和阻力也增大为原来的两倍。
即升力和阻力与空气密度成正比例。
显然,由于高度升高,空气密度减小,升力和阻力也就会减小。
三、机翼面积,形状和表面质量对升、阻力的影响1. 机翼面积机翼面积大,升力大,阻力也大。
升力和阻力都与机翼面积的大小成正比例。
2. 机翼形状机翼形状对升、阻力有很大影响。
就机翼切面形状来说,相对厚度大,机翼的升力和阻力也大。
这是因为,相对厚度大,机翼上表面的弯曲程度也大,一方面使空气流过机翼上表面流速增快得多,压力也降低得多,升力大。
另一方面最低压力点的压力小,分离点靠前,涡流区变大,压差阻力大。
实验表明,相对厚度在5%-12%的翼型,其升力比较大,相对厚度若超过14%,不仅阻力过大,而且升力会因上表面涡流区的扩大而减小。
最大厚度位置,对升阻力也有影响。
最大厚度位置靠前,机翼前缘势必弯曲得更厉害些,导致流管在前缘变细,流速加快,吸力增大,升力较大。
但因后缘涡流区大,阻力也较大。
最大厚度位置靠近翼弦中央,升力较小,但其阻力也较小。
因为,最大厚度位置靠后,最低压力点,转捩点均向后移,层流附面层加长,紊流附面层减短,使摩擦阻力减小,所以阻力较小。
在相对厚度相同情况下,中弧曲度大,表明上表面弯曲比较厉害,流速大,压力低,所以升力比较大。
平凸型机翼比双凸型机翼的升力大,对称型机翼升力最小。
中弧曲度大,涡流区大,故阻力也大。
机翼平面形状对升、阴力也有影响。
实验表明,椭园形机翼诱导阻力最小,而矩形机翼和菱形机翼诱导阻力最大。
展弦比越大,诱导阻力越小。
放下襟翼和前缘缝翼开,会改变机翼的切面形状,从而会改变机翼的升力和阻力。
又如机翼结冰,会破坏机翼流线形外形,从而使升力降低,阻力增大。
3. 飞机表面质量飞机表面光滑与否对摩擦阻力影响很大。
飞机表面越粗糙,附面层越厚,转捩点越靠前,层流段缩短,紊流段增长,粘性摩擦加剧,摩擦阻力越大。
因此保持好飞机表面光滑,就能减小飞机阻力。
飞机的阻力对于提高飞机的飞行性能是不利的。
因此,在飞机的设计制造和使用维护中,应想方设法减小飞机的阻力。
下面从阻力产生的不同原因,谈谈减小飞机阻力可采取的一些措施。
要减小摩擦阻力,设计时应尽可能缩小飞机与空气相接触的表面积。
制造过程中应将飞机表面做得很光滑,有的高速飞机甚至将表面打磨光。