飞机主要的飞行性能和飞行科目

• （2）筋 斗 • 飞机在铅垂平面内作轨迹近似椭圆，航迹方向改
变360°的机动飞行为筋斗飞行，如图2.34所示。 筋斗飞行由爬升、倒飞、俯冲、平飞等动作组成， 它是衡量飞机机动性的基本指标之一。完成一个 筋斗所需的时间越短，机动性越好。要实现筋斗 飞行，飞行员应先加油门，增加速度，然后拉杆 使飞机曲线上升；飞过顶点后，减小油门，继续 保持拉杆位置，飞机开始曲线下降，最后改为平 飞。翻筋斗时，过载系数可达到6G。
• 爬升率的大小主要取决与发动机推力的大小。当歼击机的 最大爬升率较高时，就可以在战斗中迅速提升到有利的高
度，对敌机实施攻击，因此最大爬升率是衡量歼击机性能
的重要指标之一。
2、高度性能
• 升限（Hm)
• 飞机上升所能达到最大高度，叫做升限。“升限”对战 斗机是一项重要性能。歼击机升限比敌机高，就可以居 高临下，取得主动权。
3.1.1 飞机飞行性能
1、速度性能
• 最大平飞速度(Vmax) • 最小平飞速度(Vmin)
✓ 当飞机速度减小到某个程度时，机翼已经达到临界迎角， 进一步增加迎角将机翼失速，此时的速度称为最小平飞速 度或失速速度。
✓ 飞机在一定高度上保持水平飞行的最小速度。飞机的Vmin 越小，起飞与着陆距离就越短，盘旋时的转弯越容易。
4、机动性能
飞机的机动性 是指飞机改变飞行速度、飞行高度和飞行方向的能 力，相应地称之为速度机动性（切向机动性）、高 度机动性和方向机动性（法向机动性）。
改变飞机运动状态的控 制力是空气动力和发动 机推力的合力，控制力 越大，改变飞机的运动 状态就越容易，机动性 越好。描述控制力大小 的参数是过载n
4、机动性能
过载系数:
作用在物体上的全部表面力的合力与该物体的 瞬时质量m 在地面上的称重值（G0≈mg0）之比值，即：

大气的物理特性与标准大气
1、大气的物理特性 （4）可压缩性
气体的可压缩性是指当气体的压强改变时其密度和体积 改变的性质。
不同状态的物质可压缩性也不同。液体对这种变化的反 应很小，因此一般认为液体是不可压缩的；而气体对这种 变化的反应很大，所以一般来讲气体是可压缩的物质。
当大气流过飞行器表面时，压强会发生变化，密度也会 随之发生变化。但是，当气流的速度很低时，压强的变化 量较小，其密度的变化也很小。研究大气低速流动的有关 问题时，可不考虑大气的可压缩性的影响。当大气流动的 速度较高时，就必须考虑大气的可压缩性。由于可压缩性 的影响，使得大气以超音速和低速流过飞行器表面时有很 大的差别，在某些方面甚至还会发生质的变化。
大气层
2、平流层
平流层位于对流层之上，顶界伸展到50～55km，空气稀薄， 所包含的空气质量约占整个大气质量的四分之一。在平流 层内，空气没有上下对流，只有水平方向的风，这种水平 风的形成，是由于高空中空气稀薄，摩擦力减小，当空气 随着地球自转而运动时，上层空气落后于下层空气，就形 成了与地球自转方向相反，方向一定的水平风。
大气层
5、散逸层 散逸层又称为外层，是地球大气的最外层，
它的边缘和极其稀薄的星际气体没有明显的分
界，一般认为在2000～3000km的高度。由于远
离地面，受地球引力作用小，因而大气分子不 断向星际空间逃逸。
大气的物理特性与标准大气
1、大气的物理特性 (1)连续性 大气是由分子构成的，在标准状态下（即在气体温
大气层
对流层的特点 （1）气温随高度升高而降低：在对流层内，平均每升高
100m气温下降0.65℃，所以由叫变温层。该层的气温主 要靠地面辐射太阳的热能而加热，所以离地面越近，空 气就越热，气温随高度的增加而逐渐降低。爬过高山的 人都知道山上比山下冷，就是这个道理。 （2）有云、雨、雾、雪等天气现象：地球上的水受太阳照 射而蒸发，使大气中聚集大量的各种形态的水蒸气，随 着尘埃被带到空中，几乎全部水蒸气都集中在这一层大 气内，因而在不同的气温及条件下，就会形成云、雨、 雾、雪、雹等天气现象。

3.3 飞行性能
无人机飞行性能是描述飞机质心运动规律的性
能，包括飞机的飞行速度、飞行高度、航程、航时、
起飞和着陆性能等。与有人机不同的是，无人机几
乎涉及不到筋斗、盘旋、战斗转弯等机动性能，所
以不加以讨论。
3.3 飞行性能—高度
理论静升限：飞机能作水平直线飞行的最大高度。
实用静升限：飞机最大爬升率等于0.5m/s（亚声速飞机）
的，反之则称飞机是不稳定的。
3.1 稳定性
飞机的稳定性包括：纵向稳定、横向稳定、侧向
（航向）稳定。
3.1.1 机体坐标系
不论是固定翼、直升机、还
是多旋翼无人机，研究其稳定性
的时候首先要建立机体坐标系。
原点(0点)： 位于飞行器的
重心；
纵轴(0X轴)：位于飞行器参
考平面内平行于机身轴线并 指
向飞行器前方；
螺旋（尾旋）：飞机失速
后机翼自转，飞机以小半径的
圆周盘旋下降运动。
原因：飞机横向稳定性过弱，
航向稳定性过强，产生螺旋
不稳定。
改出：立即向螺旋反方向打
舵到底制止滚转。
3.1.6 航向与横向稳定性的耦合
荷兰滚（飘摆） ：非指令的时而左滚，时而
右滚，同时伴随机头时而左偏，时而右偏的现象。
原因：飞机的横向稳定性过强，而航向稳定性
3.1.2 姿态角—俯仰角
机体坐标系纵轴与水平面的夹角。抬头时，俯
仰角为正，否则为负。
3.1.2 姿态角—滚转角
机体坐标系立轴与通过机体纵轴的铅垂面间的
夹角，机体向右滚为正，反之为负。
3.1.2 姿态角—偏航角
机体坐标系纵轴与垂直面的夹角，机头右偏航
为正，反之为负。

北航 509
计算基本条件
1)基本气动外形 2)给定发动机工作状态(加力、最大、额定等)
第 二 章 引 言 北航 509
3)平均飞行重量或其它给定重量
求解方法
1)近似解析法 2)数值计算法
正常装载、半油的飞机重量 通过图解比较可用推力／功率(已知) 和需用推力／功率(由平飞条件Y=G 求出)得到飞机基本性能特点。
Q0 Qi K max Ppxmin 有利状态
小展弦比 2 1 2 Q M ，Qi 2 ， A ， C 基本不变， 0 大后掠角 x0 － M 薄翼型 1 M Myl，Q0 Qi，Qpf 最小， K Kmax 细长机身 飞 机 跨音速面 ) 定 M lj M 1.2 ~ 1.3(跨音速范围 积律等 常 M Ppx C x 0 ，A ， 平 飞 此时，波阻为主（音障），应采用低波阻构形。 需 用 M 1.2 ~ 1.3(超音速范围 ) 推 力 C x 0 1 / M 2 1，Q0 M，Qi可逐渐忽略 曲 Ppx增加较跨音速区缓慢。 线 为了兼跨不同M数下的要求，采用变后掠、切尖三角翼加 北航 边条等先进气动技术。
北航 509
平飞需用推力的计算
1 2 P Q C V S px pf x Qpf Cx 1 G 2 Ppx Qpf Y Cy K K 1 2 G Y C y V S 2
K max Ppx min Vyl , yl , C yyl
V
θ
Vy dH dt
Vy
V sin V
V y max
(VP ) max G
P G
一般H , V y max
2 － 3 飞 机 定 常 上 升 和 下 滑 性 能 的 确 定

VREF
50 英尺
V=0
着陆距离
各飞行阶段飞行事故比例
2、飞行剖面
飞行剖面是飞机完成一次飞行任务各个阶段的飞行轨迹(航 迹)在垂直剖面上的投影图形，是飞机在不同时间(或距离） 上的高度所表示出来的图形。它是飞行计划的依据和基础。
标准的飞行剖面
航程油量
滑行 油量
停机坪
松刹车 起飞机场
进近
接地 目的地机场
第二章民用航空器
第七节 飞机的性能
（1）parking
（2）pushback and start up
（3）taxi
（4）take off
（5）climb
（6）cruise
（7）approach
（8）landing
飞机的飞行过程
1、飞机的飞行阶段和性能—起飞
起飞---从跑道端从刹车开始，到飞机 离地面1500ft（450m），是飞机起 飞阶段。
航路备份 油量
滑行 油量
备用飞行剖面
航程油量
等待油量 备份油量
停机坪
松刹车 起飞机场
进近
复飞 接地 目的地机场
备降机场
3、飞机各种重量的关系
（1）最大起飞重量（MTOW）：飞机在跑道头开始起动的重 量，是飞机结构允许的最大总重量。
（2）最大着陆重量（MLW）：飞机在着陆时允许的最大重量 。应考虑着陆时对飞机的冲击。
减速
下降速度 250 kt（ATC 限制）
10000 ft
减速到进近速度
1500ft
着陆
1、飞机的飞行阶段和性能—进近和着陆阶段
进近阶段:从规定点开始，在管制员指挥下沿规定路径减速 ，下降对准跑道的过程，该过程到飞机以50英尺高度飞越 跑道头。

这部分我们要了解飞机最简单的运动形式：平飞、上升和下降。

平飞、上升和下降指的是飞机既不带倾斜也不带侧滑的等速直线飞行。

这也是飞机最基本的飞行状态。

飞机平飞、上升和下降性能是飞机最基本的飞行性能，如：平飞最大速度、平飞最小速度、最大上升角、最大上升率，升限、最小下降角、最大下降距离等，这些都是飞行员首先要学习和掌握的。

一.平飞飞机作等速直线水平的飞行，叫平飞。

平飞中作用于飞机的外力有升力、重力、拉力（或推力）和阻力。

平飞时，飞机无转动，各力对重心的力矩相互平衡，且上述各力均通过飞机重心。

为保持平飞，需要有足够的升力以平衡飞机的重量，为了产生这一升力所需的飞行速度，叫平飞所需速度影响平飞所需速度的因素：*飞机重量——在其它因素都不变的条件下，飞机重量越重，为保持平飞所需的升力就越大，故平飞所需速度也越大。

相反，飞机重量越轻，平飞所需速度就越小。

*机翼面积——机翼面积大，升力也大。

为了获得同样大的升力以平衡飞机重量，所需平飞速度就小。

反之，机翼面积小，平飞所需速度就大。

*空气密度——空气密度小，升力也小，为了获得同样大的升力以平衡飞机重量，平飞所需速度就增大。

反之，空气密度大，平飞所需速度就减小，空气密度的大小是随飞行高度以及该高度的气温气压而变化的，飞行高度升高，或在同一高度上，气温升高或气压降低，空气密度都会减小。

反之增大。

*升力系数——升力系数大，平飞所需速度就小。

因为，升力系数大，升力大，只需较小的速度就能获得平衡飞机重量的升力。

反之，升力系数小，平飞所需速度就大。

而升力系数的大小又决定于飞机迎角的大小和增升装置的使用情况。

迎角不同，开力系数不同，平飞所需速度也就不同。

在小于临界迎角的范围内，用大迎角平飞，升力系数大，平飞所需速度就小，用小迎角平飞，升力系数小，平飞所需速度就大，即是说，平飞中每一个迎角均有一个与之对应的平飞所需速度。

*增升装置的使用情况不同，升力系数大小也不同，平飞所需速度也将下一样。

等阶段。 • 着陆距离由着陆下滑距离和着陆滑跑距离组成。 ★★
起飞着陆性能
• 飞机的着陆滑跑距离取决于飞机的着陆接地速度和落地后的 减速性能。
• 着陆接地速度同样也由飞机的最小平飞速度决定。 • 为改善落地后的减速性能，飞机除了在机轮上安装刹车装置
外，通常还采用减速板、反推力、减速伞等装置。 ★★
反推力
减速板
减速伞
机动性能
机动性能 • 指飞机改变飞行速度、飞行高度和飞行方向的能力。 • 通常用过载来衡量飞机的机动性。★★ • 过载n定义为飞机上所受的外力与飞机重力之比。（通常所说
的过载多指法向过载，即飞机的升力与重力之比） • 过载越大，飞机机动能力越强。为保证飞机和飞行员的安全
，飞机过载不能过大。通常战斗机的最大过载在10左右。

爬升性能
爬升率 ★ 飞机的爬升率是指单位时间内飞机所上升的垂直高度，通
常以vy表示。 要提高最大爬升率vymax，除设法减小阻力和降低飞机重量
外，重要的措施是加大推力。
爬升性能
静升限：飞机能作水平直线飞行所能达到的最大高度。 理论静升限：飞机能够保持平飞的最大飞行高度，此时爬升率 等于零。 ★★ 实 用 静 升 限 ： 飞 机 最 大 爬 升 率 等 于 0.5m/s （ 亚 声 速 飞 机 ） 或 5m/s（超声速飞机）时所对应的飞行高度。 ★★
速度性能
最大飞行速度 ★ 指飞机在某一高度上作水平飞行，发动机以最大可用推力
工作时飞机所能达到的最大飞行速度。
巡航速度 ★ 发动机每公里消耗燃油量最小情况下的飞行速度。一般为
最大飞行速度的70%～80%。
最小飞行速度 ★★ 在一定高度上飞机能维持水平直线飞行的最小速度。飞机
的最小平飞速度的大小，对飞机的起降性能有很大影响。

机翼上的压强分布
压心
阻力
作用在飞机上的空气动力在平行于气流速度 方向上的分力就是飞机的阻力。
摩擦阻力
压差阻力
诱导阻力
干扰阻力
附面层：
摩擦阻力
压差阻力
概念：翼尖涡
诱导阻力
翼尖涡的形成
诱导阻力的形成
诱导阻力的防止
干扰阻力
干扰阻力就是飞机各部分之间由于气流相互 干扰而产生的一种额外的阻力。
作变速运动。
（1）飞机的起飞 飞机从静止开始滑跑离开地面，并上升到h高度的加速
运动过程，叫做起飞。现代喷气式飞机安全 高度阶段。
飞机的主要飞行科目
A 3
h
1
2
1-起飞滑跑；2-加速爬升；3-起飞距离；4-建筑物
图2.31 飞机的起飞
散逸层 2000~3000km 电离层 800km 中间层 85km 平流层 50~55km 对流层 9~18km
如果你在对流层……
如果你在平流层……
如果你再往上……
继续往上……
2.1 飞行器飞行环境
大气物理特性：
连续性 有压强 有粘性 可压缩
大气的粘性
v∞
n
v∞
n
平板
(a)空气粘性实验示意图
飞机的主要飞行科目
飞机的主要飞行科目
A
h
5
4
3
2
1
6
1-下滑；2-拉平；3-平飞减速；4-飘落触地；5-着陆滑跑；6-着陆距离；7-建筑物
图2.32 飞机的着陆
飞机的主要飞行科目
（2）飞机的着陆 飞机的着陆同起飞相反，是一种减速运动。一般可分为五
个阶段：下滑、拉平、平飞减速、飘落触地和着陆滑跑。 合起来的总距离叫做着陆距离。

1.飞机的飞行性能：在对飞机进行介绍时，我们常常会听到或看到诸如“活动半径”、“爬升率”、“巡航速度”这样的名词，这些都是用来衡量飞机飞行性能的术语。

简单地说，飞行性能主要是看飞机能飞多快、能飞多高、能飞多远以及飞机做一些机动飞行（如筋斗、盘旋、战斗转弯等）和起飞着陆的能力。

速度性能最大平飞速度：是指飞机在一定的高度上作水平飞行时，发动机以最大推力工作所能达到的最大飞行速度，通常简称为最大速度。

这是衡量飞机性能的一个重要指标。

最小平飞速度：是指飞机在一定的飞行高度上维持飞机定常水平飞行的最小速度。

飞机的最小平飞速度越小，它的起飞、着陆和盘旋性能就越好。

巡航速度：是指发动机在每公里消耗燃油最少的情况下飞机的飞行速度。

这个速度一般为飞机最大平飞速度的70%～80%，巡航速度状态的飞行最经济而且飞机的航程最大。

这是衡量远程轰炸机和运输机性能的一个重要指标。

当飞机以最大平飞速度飞行时，此时发动机的油门开到最大，若飞行时间太长就会导致发动机的损坏，而且消耗的燃油太多，所以一般只是在战斗中使用，而飞机作长途飞行时都是使用巡航速度。

高度性能最大爬升率：是指飞机在单位时间内所能上升的最大高度。

爬升率的大小主要取决与发动机推力的大小。

当歼击机的最大爬升率较高时，就可以在战斗中迅速提升到有利的高度，对敌机实施攻击，因此最大爬升率是衡量歼击机性能的重要指标之一。

理论升限：是指飞机能进行平飞的最大飞行高度，此时爬升率为零。

由于达到这一高度所需的时间为无穷大，故称为理论升限。

实用升限：是指飞机在爬升率为5m/s时所对应的飞行高度。

升限对于轰炸机和侦察机来说有相当重要的意义，飞得越高就越安全。

飞行距离航程：是指飞机在不加油的情况下所能达到的最远水平飞行距离，发动机的耗油率是决定飞机航程的主要因素。

在一定的装载条件下，飞机的航程越大，经济性就越好（对民用飞机），作战性能就更优越（对军用飞机）。

活动半径：对军用飞机也叫作战半径，是指飞机由机场起飞，到达某一空中位置，并完成一定任务（如空战、投弹等）后返回原机场所能达到的最远单程距离。

第二讲飞机的基本飞行性能讲义一、引言飞机的基本飞行性能是指飞机在不同飞行阶段中的各种性能指标。

了解和掌握飞机的基本飞行性能对于飞行员和飞机设计师来说都是十分重要的。

本讲义将介绍飞机的基本飞行性能指标及其计算方法。

二、起飞性能起飞性能是飞机在地面开始起飞到到达安全飞行高度之间的性能指标。

主要包括起飞距离、起飞速度和最大爬升率。

1. 起飞距离起飞距离是指飞机从起飞开始到离地面50英尺高时所需的距离。

起飞距离计算公式如下：起飞距离 = 加速距离 + 抬轮距离 + 离地距离其中，加速距离是指飞机从静止到达起飞速度所需的距离；抬轮距离是指飞机从离地面50英尺高到离地面100英尺高所需的距离；离地距离是指飞机离开地面100英尺高时所需的距离。

2. 起飞速度起飞速度是指飞机在起飞时所需的最低速度。

起飞速度取决于飞机的重量和机翼的亮度。

一般来说，起飞速度随飞机重量的增加而增加，随机翼的亮度的增加而减小。

3. 最大爬升率最大爬升率是指飞机在起飞过程中爬升的最大速率。

最大爬升率取决于飞机的发动机推力、机翼提供的升力和飞机的阻力。

飞机的最大爬升率在不同高度下可能会有所不同。

三、巡航性能巡航性能是指飞机在巡航飞行阶段的性能指标。

主要包括巡航速度、巡航升力系数和巡航推力。

1. 巡航速度巡航速度是指飞机在巡航飞行阶段所保持的恒定速度。

巡航速度取决于飞机的气动性能和发动机的推力。

为了保持较低的燃料消耗和较长的航程，飞机会选择一个较低的巡航速度。

2. 巡航升力系数巡航升力系数是指飞机在巡航飞行阶段的升力与机翼面积、空气密度和飞机速度的比值。

巡航升力系数影响飞机的升力和阻力。

3. 巡航推力巡航推力是指飞机在巡航飞行阶段的发动机推力。

巡航推力决定飞机的速度和燃料消耗。

四、下降和着陆性能下降和着陆性能是指飞机从巡航飞行阶段到着陆的过程中的性能指标。

主要包括下降速度、下降距离和着陆距离。

1. 下降速度下降速度是指飞机从巡航飞行阶段开始向地面下降时的速度。

飞行器的飞行性能与操纵性飞行器是一种能够在空中飞行的机械装置，广泛应用于航空领域。

飞行器的飞行性能和操纵性是评价其飞行能力的重要指标。

本文将就飞行器的飞行性能和操纵性进行探讨。

一、飞行性能飞行性能是指飞行器在飞行过程中表现出来的各项能力和特点。

主要包括以下几个方面。

1.1 起飞性能起飞性能是指飞行器从地面起飞到升空的过程中，所需要的时间和能量消耗等指标。

一个优秀的飞行器应该具备良好的起飞性能，以确保飞机能够迅速离地并进入到安全高度。

1.2 巡航性能巡航性能是指飞行器在飞行过程中的巡航阶段表现出的能力。

包括飞行速度、飞行高度和航程等指标。

飞行速度是衡量飞行器性能的重要参考，高速飞行可以显著减少飞行时间。

同时，飞行高度与航程也是考虑因素，适当的高度和较长的航程可提供更广阔的应用范围。

1.3 爬升性能爬升性能是指飞行器在从巡航阶段爬升到更高的高度时所表现出的能力。

这是一项重要的飞行性能指标，与飞机的引擎功率、重量、气压等因素息息相关。

较好的爬升性能能够使飞行器在短时间内迅速攀升到所需高度。

1.4 下降和着陆性能下降和着陆性能是指飞行器在从巡航阶段下降到降落时的表现能力。

该性能主要与飞机的机翼、起落架以及飞行员的技术水平等相关。

良好的下降和着陆性能能够保证飞机平稳降落，确保安全性和舒适性。

二、操纵性操纵性是指飞行器在操纵员的操作下，对飞行控制的响应能力。

一个操纵性良好的飞行器应具备以下几个特点。

2.1 稳定性稳定性是评价飞行器操纵性能好坏的重要指标之一。

指的是飞行器在受到扰动时，能够自动或者经过飞行员的操纵，迅速恢复到稳定状态。

较好的稳定性能够提高乘客的舒适度和飞行安全。

2.2 敏捷性敏捷性是指飞行器在操纵员的操作下，对操纵指令的快速响应能力。

敏捷性好的飞行器能够迅速、精确地完成飞行任务，提高飞行效率和准确性。

2.3 操纵灵活性操纵灵活性是指飞行员能够轻松地操作飞行器，实现精细的操纵动作。

这与飞行器的机械设计、操纵装置的灵活性等相关。

飞机的静升限
一架飞机能飞多高的一个指标。在一定飞行高度上，只要平飞速度小于该高度上的最大平飞速度，则飞机一定具有未被利用的剩余推力ΔF，可用来供飞机作等速爬升用。一方面，当飞机重量一定时，飞行高度增加，飞机迎角以及升力系数必须增加，因而飞机的阻力迅速增大；另一方面，发动机的推力随飞行高度的增加却迅速减小，故使飞机的剩余推力ΔF下降得很快。换句话讲，飞机的垂直 上升速度随高度的增加迅速减小。对于垂直上升速度等于零的最大平飞飞行高度，称为飞机的理论静升限（高度）。常用的“实用静升限”，即为对应于垂直上升速度为5m/s时的最大平飞飞行高度。
飞机的飞行性能
飞机的飞行性能包括：最小（大）平飞速度 、巡航速度、航程 、静升限等
最小平飞速度
取决于飞机的最大升力系数的大小，它对响。
最大平飞速度
是一架飞机能飞多快的指标。具体讲的是指在水平直线飞行条件下，在一定的飞行距离内（一般应不小于3km），发动机推力为最大状态（如果有加力燃烧室，则在开加力的状态）下，飞机所能达到的最大平衡飞行速度。由于发动机推力大小还与飞行高度有关，所以最大平飞速度应取不同高度中的最大值。
巡航速度
是发动机每公里消耗油量最小情况下的飞行速度。
航程
在载油量一定情况下，以巡航速度所能飞越多距离称为航程（严格讲，还应加上起飞爬升段以及从巡航高度下滑到着陆电的水平距离等 ）。巡航速度显然要大于最小平飞速度，小于最大平飞速度。航程是一架飞机能飞多远的指标。轰炸机和运输机的航程是设计中的最主要性能要求。提高航程的主要办法是减小发动机的燃烧消耗率。在总重一定的情况在，减小结构重量，增加飞机载油量可以增大航程。此外，安装可以扔掉的副油箱，也可以增加飞机的航程。

飞行专业知识点总结导论飞行是一门复杂而又迷人的学科，涉及到空气动力学、航空制造、飞行动力学、导航和飞行电子学等众多领域。

飞行员需要掌握丰富的专业知识，包括飞行原理、飞机构造、飞行器性能、气象学、导航、驾驶技术等方面的内容。

本文将从飞行原理、飞机结构、飞行器性能、气象学、导航和驾驶技术等方面进行总结与分析。

一、飞行原理1. 空气动力学空气动力学是研究空气对飞行器的作用的学科，是飞行学科的基础。

通过空气动力学的研究，我们可以了解到飞机在不同状态下的飞行特性，包括升力、阻力、稳定性、操纵性等。

飞机的机翼形状、机身设计、控制面设置等都离不开空气动力学的原理。

2. 升力与阻力升力是飞机上升的力量，而阻力则是飞机前进时所受的阻碍力。

在飞机的设计与驾驶中，升力与阻力的平衡是十分重要的。

飞机具有不同的升力和阻力特性，在不同的飞行状态下，升力和阻力的变化会对飞机的性能产生影响。

3. 稳定性与操纵性飞机的稳定性是指飞机在特定状态下保持平衡的能力，包括纵向稳定性、横向稳定性和航向稳定性。

操纵性指的是飞机在飞行中受操纵面操控时的稳定性。

飞机的稳定性与操纵性是飞行员控制飞机的重要依据，也是飞机设计时需要考虑的重要因素。

二、飞机结构1. 飞机构造飞机的构造包括机翼、机身、机尾、起落架等部分。

飞机的不同构造对其飞行性能和安全性都有影响。

飞机构造的设计要考虑到载荷、重量、气动性能、结构强度等因素，以确保飞机的安全可靠。

2. 发动机飞机发动机是飞机的动力源，不同类型的发动机包括活塞发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡喷发动机等。

飞机发动机的工作原理、性能和维护都是飞行员必须了解的内容，也和飞机的飞行性能有密切关系。

3. 飞机系统飞机包括了许多复杂的系统，如油系统、液压系统、电气系统、空调系统等。

这些系统的正常工作对飞机的安全飞行至关重要，飞行员需要了解不同系统的工作原理与故障处理方法。

三、飞行器性能1. 飞行器运动学飞行器的运动学是研究飞机在三维空间中的运动特性。

飞机飞行动力学飞机飞行动力学飞机是一种飞行器，它的机身由机翼、机身、发动机、尾翼等部分组成。

飞机飞行动力学是研究飞机的飞行原理和飞行的力学性能的科学。

它主要包括飞行车的基本运动、气动力学、稳定性、控制性、安全性和飞行性能等方面的内容。

一、飞机飞行的基本运动飞机的飞行可以分为三种基本运动：滚转、俯仰和偏航。

滚转是飞机绕着纵轴旋转，俯仰是飞机绕着横轴旋转，偏航是飞机绕着垂轴旋转。

这三种基本运动是飞机飞行的基础。

二、飞机气动力学飞机在飞行中会受到各种各样的气动力学作用，如风阻、升力、阻力、推力、重力等。

飞机运动状态完全受气动力学效应的影响，需要在飞行中保持稳定的气动性能来保证飞机的安全和效率。

1.升力和阻力当飞机在空气中飞行时，它可以获得升力和阻力。

升力来自于机翼的气动力学效应，当机翼在空气中移动时，会产生一个向上的力，这个力就是升力。

而阻力是机翼对空气的阻力，飞机在空气中飞行时，必须克服阻力才能前进。

升力和阻力的大小与速度、空气密度、机翼面积等因素有关，它们是影响飞机飞行的重要因素。

2.推力和重力另外，飞机还有推力和重力。

推力是发动机产生的向前的力，是飞机前进的动力来源。

重力是地球对飞机产生的吸引力，是飞机受力的来源。

飞机的飞行速度和高度都受重力的影响，飞机必须通过控制升力和推力的大小来维持飞行高度和速度，保持平衡状态。

三、飞机稳定性和控制性稳定性是指飞机在飞行中能够保持平衡的能力。

控制性是指飞机在飞行中能够按照飞行员的指令进行动作。

1.纵向稳定性和控制性纵向稳定性和控制性主要涉及飞机的俯仰运动。

它是指飞机能够在纵向方向上保持平衡的能力，并且能够按飞行员的指令执行俯仰角变化。

俯仰角是飞机机身和地平线之间的夹角。

飞机在起飞、加速和爬升等阶段，需要调整俯仰角来维持稳定的飞行状态，并且在降落和着陆时也需要用到俯仰角控制飞机的姿态。

2.横向稳定性和控制性横向稳定性和控制性主要涉及飞机的滚转和偏航运动。

它是指飞机能够在横向方向上保持平衡的能力，并且能够按照飞行员的指令执行滚转和偏航角变化。

大气层
对流层的特点 （1）气温随高度升高而降低：在对流层内，平均每升高
100m气温下降0.65℃，所以由叫变温层。该层的气温主 要靠地面辐射太阳的热能而加热，所以离地面越近，空 气就越热，气温随高度的增加而逐渐降低。爬过高山的 人都知道山上比山下冷，就是这个道理。 （2）有云、雨、雾、雪等天气现象：地球上的水受太阳照 射而蒸发，使大气中聚集大量的各种形态的水蒸气，随 着尘埃被带到空中，几乎全部水蒸气都集中在这一层大 气内，因而在不同的气温及条件下，就会形成云、雨、 雾、雪、雹等天气现象。
度为15 ºC、一个大气压的海平面上），每一立方 毫米的空间里含有2.7×1016个分子。当飞行器在这 种空气介质中运动时，由于飞行器的外形尺寸远远 大于气体分子的自由行程，故在研究飞行器和大气 之间的相对运动时，气体分子之间的距离完全可以 忽略不计，即把气体看成是连续的介质。这就是在 空气动力学中常说的连续性假说。
大气层
对流层的特点
（3）空气上下对流激烈：由于地面有山川、湖 泊、沙漠、森林、草原、海棠等不同的地形和 地貌，因此，造成垂直方向和水平方向的风， 即空气发生大量的对流。例如森林吸热少散热 慢，而沙漠吸热多散热快，因而沙漠上面的空 气被加热得快，温度较高，向上浮升，四周的 冷空气填入所离开的空间，因而造成上升气流 和水平方向的风。
平流层在25km高度以下，因受地面温度的影响较小，气温 基本保持不变，平均温度为-56.5ºC，所以又叫同温层。高 度超过25km，气温随高度增加而上升，这是因为该层存在 着臭氧，会吸取太阳辐射热的缘故。
飞行器的飞行的理想环境是对流层和平流层。
大气层
3、中间层 中间层在平流层之上，离地球表面
50～85km。在这一层内，气温先是随高

飞机原理与构造第五讲飞机的飞机性能飞机的飞行性能是指飞机在飞行过程中所表现出来的各种性能指标，包括速度、升限、爬升率、航程、续航时间等。

这些性能指标直接影响着飞机的运行能力和使用范围。

首先是飞机的速度性能。

飞机的速度性能包括巡航速度和最大速度两个指标。

巡航速度是指在飞行中所能够稳定维持的速度，是飞机在巡航过程中的最佳速度。

最大速度则是指飞机所能够达到的最高速度，一般情况下只有在紧急情况下才会达到最大速度。

速度性能的优劣直接决定了飞机的飞行效率和运输能力。

其次是飞机的升限性能。

飞机的升限是指飞机所能够达到的最大高度。

飞机的升限受到气压、空气密度和发动机性能等因素的影响。

升限性能的好坏直接决定了飞机的航线选择和飞行效率。

高升限的飞机可以飞行在更高的高度上，可以躲避天气和地面障碍物，减少与其他飞机的冲突，从而提高飞行安全性和速度。

接下来是飞机的爬升率性能。

飞机的爬升率是指飞机垂直上升的速度。

爬升率与飞机的动力性能、气动布局和负荷有关。

高爬升率的飞机可以迅速爬升到所需的飞行高度，减少起飞时间和燃料消耗。

爬升率性能的好坏对于快速升高、跳跃式或途中爬升和救生工作都具有重要意义。

此外，飞机的航程性能也是非常重要的。

航程是指飞机在油料有限的情况下所能够飞行的距离。

航程性能受到飞机的燃油容量、航程重量、巡航速度和高度等因素的影响。

航程与飞机的使用范围和任务有关，长航程的飞机适合用于远程运输和长途航行，而短航程的飞机适合用于短途运输和地区内交通。

航程性能的好坏直接关系到飞机的商业价值和运输能力。

最后是飞机的续航时间性能。

续航时间是指飞机在油料有限的情况下所能够持续飞行的时间。

续航时间性能与飞机的燃油容量、油耗、巡航速度和高度等因素有关。

续航时间长的飞机可以在不需要补充燃料的情况下持续飞行更长时间，适合使用在需要长时间停留的任务和航线上，如救援、测绘和巡逻等。

总的来说，飞机的飞行性能决定了飞机的飞行能力和使用范围。

优秀的飞机性能能够提高飞机的飞行效率、安全性和经济性，有利于飞机的商业运营和实际应用。

等速直线飞行性能
最小平飞速度
主要限制: 升力=重力
CL=CLmax时，可获得最小平飞速度 常用安全/允许升力系数（ 70~90% CLmax） 作为计算vmin的依据。
vmin
2G SC安全
等速直线飞行性能
巡航速度
耗油最少（每千米耗油量） 或最慢（每小时耗油量）对应的速度 取决于：
飞机的最大升阻比
飞行性能
等速直线飞行性能（基本飞行性能） 续航性能 起飞着陆性能 机动飞行性能
等速直线飞行性能
水平等速直线飞行性能 (定直平飞)


最大平飞速度 最小平飞速度

巡航速度
等速直线飞行时，飞行迎角较小，近似认为=0
等速直线飞行性能
最大平飞速度
主要限制: 推力=阻力
不同高度的Vmax
主要舵面
升降舵
方向舵
副翼
飞机的操纵
• 俯仰
飞机的操纵
• 滚转
飞机的操纵
• 偏航
定常盘旋
飞行速度、迎角、倾角、侧滑角均保持不变
正常盘旋
不带侧滑的定常盘旋
指标： 盘旋半径、角速度
盘旋
俯冲、跃升、筋斗
势能 动能
战斗转弯 空间机动
飞机的稳定性
平衡状态：外力与外力矩之和都为零
平衡状态常会因为各种因素的影响而遭到破坏 （如燃油消耗、收放起落架、收放襟翼、发动机 推力改变或投掷炸弹等）。 此时，驾驶员可以通过偏转相应的操纵面来保持 飞机的平衡，称为配平。
发动机的高度特性、速度特性
等速直线飞行性能
爬升性能
1、定直上升航迹角
力平衡 T = D + G sinθ θ = arcsin[ ( T – D) / G ] = arcsin( ΔT / G ) 最大爬升角θmax对应于最大剩余推力 ΔTmax