第六章 飞机性能工程 巡航性能 - A

巡航飞行
飞机为执行远距离、长时间的飞行任务 而选择的经济性较好的飞行状态
01 简介
目录
02 巡航性能
巡航飞行是指，飞机为执行远距离、长时间的飞行任务而选择的经济性较好的飞行状态。
巡航飞行的速度有两种：对应于千米耗油量最小的飞行状态，速度称为远航速度；对应于小时耗油量最小的 飞行状态，速度称为久航速度。通常远航速度大于久航速度。飞机的巡航速度与很多因素都有关系，如飞行距离、 所需时间、载荷要求、飞行的安全性、发动机的耐久性和经济性等。
（2）飞行速度
飞机在同一高度上以不同的速度平飞。由于平飞所需功率不同使小时燃油消耗量不同，因而航时也不同。能 获得航时最长的速度称为的燃油量，叫公里(或海里)燃油消耗量，公里（或海里)燃油消耗量 越小则平飞航程越长。
飞机的公里(或海里)燃油消耗量取决于平飞所需拉力、发动机油消耗率和螺旋桨效率。
飞机的小时燃油消耗量取决于发动机燃油消耗率、螺旋桨效率和巡航功率。
飞行条件改变对航时的影响
（1）发动机转速
发动机转速变化将导致发动机燃油消耗率和螺旋桨效率发生变化，从而引起小时燃油消耗量发生变化。对于 活塞式发动机，相同的发动机有效功率可以用不同的转速配合不同的进气压力获得，但其燃油消耗率却不一样。 只有一个转速并配合以相应的进气压力，才能使燃油消耗率最小。螺旋桨的高效率一般在额定功率下，用大速度 平飞时才能获得。当燃油消耗率最小时，螺旋桨效率并不一定最高；而螺旋桨效率最高时，发动机的燃油消耗率 并不一定最小。为了减小小时燃抽消耗量，增长航时，应根据既能获得高的螺旋桨效率，又能得到小的燃油消耗 率的原则来选择发动机转速。飞机制造公司一般都提供专门的巡航功率设置表、以便于飞行员选择发动机转速和 进气压力。
由于巡航飞行具有较好的经济性，所以常用于远距离的飞行任务，如空中运输、观测、巡逻、护航、转场等。 提高飞机巡航性能的途径主要有：采用高升阻比的空气动力布局，提高发动机的性能、降低耗油率，携带副油箱 或采用空中加油等。

2、阻力特性 2.1 分类
•根据是否与升力 相关可分为： •零升阻力（废阻力 ） •诱导阻力
§1 飞机的气动特性与参数
2、阻力特性 2.2 极曲线
•定义：把升力系数和阻力系数随迎角的变化关系综 合用一条曲线表达出来。
•分类：低速 ：
•
CD=f(CL) 仅1条
•
高速：
•
CD=f(CL,M) 多条
•§1 飞机的气动特性与参数
•特点：理论性、工程实践性、计算量大
绪论
3、课程性质与地位
•地位：专业主干课程、校级精品建设课程；
•先修课程：空气动力学
•
飞行性能力学基础（理论力学/工程力学）
•后继课程：飞行计划
•
适航管理
•
飞行性能软件
绪论
3、参考资料
•FAR25、121；JAR25、121；CCAR25、121；
•性能手册（BOEING）：
§1 飞机ห้องสมุดไป่ตู้气动特性与参数
1、升力特性
•襟翼的影响：
•缝翼的影响：
§1 飞机的气动特性与参数
1、升力特性
•过载（载荷因子）：
•外力与重力的比值：
•ny--法向过载
§1 飞机的气动特性与参数
1、升力特性 •当攻角大于临界攻角时，飞机会进入失速状态。 •升力减小、阻力增大；一边减速一边掉高度。
•失速速度有两种表达形式：VSFAR和Vs1g
•软件（AIRBUS）：
•
PEP、TIPWB、TIP
绪论
4、应用
•空管：航迹分析预测、飞机调速、改变飞行高度等 ；
•签派：申请速度、高度；
•
计算加油量、机场分析；
•

飞机性能工程
爬升和下降
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飞机性能工程 5.1 爬升性能
5.1.1、爬升参数的计算
爬升和下降
爬升梯度与爬升率：






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飞机性能工程 5.1 爬升性能
5.1.1、爬升参数的计算
爬升和下降
爬升梯度与爬升率：
W d L FN sin W cos V g dt W dV FN cos D Wsin g dt
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飞机性能工程
爬升和下降
• 爬升和下降时飞行过程中的两个过度阶段 。爬升主要参数是爬升梯度和爬升率，爬 升性能反映在从爬升起点到终点所需时间 、所飞越的水平距离和所需要的燃油量这 三个指标上。
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飞机性能工程
爬升和下降
第五章 飞机爬升和下降性能
5.1 爬升性能 5.2 下降性能
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飞机性能工程
爬升和下降
FELE→FL ＝F0→FL － F0→ELE＋1500ft ＋ F0→1500ft
B段：从1500ft爬升到10000ft,等表速； C段：在10000ft高度平飞加速到爬升速度；
D段：按给定的表速和马赫数爬升到爬升顶点；
E段：在初始巡航高度加速到巡航速度； F段：巡航到公共点。
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飞机性能工程 5.1 爬升性能
5.1.3、常用的爬升方式
爬升和下降
爬升距离最短：从起飞到爬升顶点的水平距离最短。爬升梯度 最大，以陡升速度爬升，又叫陡升爬升方式。 爬升时间最短：从起飞到爬升顶点的时间最短，爬升率最大的 爬升方式，以快升速度爬升，又叫快升爬升方式。 爬升燃油最省的爬升方式：………燃油消耗最少。 爬升航段燃油最省的爬升方式：从起飞离地到公共点的燃油最 省。 爬升航段成本最低的爬升方式：从起飞离地到公共点的直接运 营成本最低，又称经济爬升方式。 减推力爬升方式

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飞机性能工程 5.2下降性能 下降性能
5.2.3 下降图表应用 4、机场标高的修正 、
爬升和下降
FFL→ ELE = FFL →0 F( ELE +1500')→0 + FELE +1500'→ ELE ; FFL→ ELE = FFL →0 F( ELE +1500')→0 + F1500'→0 ;
爬升和下降
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飞机性能工程
下降图表应用 5.2下降性能 5.2.3下降图表应用 下降性能
爬升和下降
94、B757-200（RB211535E4）飞机由FL390按0.78M/290/250下降， 着陆重量为185KLB，航路顶风90节，机场标高ELE=6000FT，求下降到 接地所用的时间、油量、飞过的地面距离。
爬升和下降
等速下降 加速下降
减速下降
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飞机性能工程 5.2下降性能 下降性能
5.2.2下降剖面与下降方式 下降剖面与下降方式
爬升和下降
一般采取等马赫数（高空） 等表速（低空）下降模式。 一般采取等马赫数（高空）、等表速（低空）下降模式。常用 等马赫数 的下降方式： 的下降方式： 低速下降：下降率小，水平距离长，省油、时间比较长， ① 低速下降 ： 下降率小 ， 水平距离长 ， 省油 、 时间比较长 ， 用在 正常下降时。 正常下降时。 高速下降：下降率大，水平距离短，时间比较短， ② 高速下降 ： 下降率大 ， 水平距离短 ， 时间比较短 ， 用在紧急下 客舱增压出故障、 危重病人、 客舱失火） 降时 （ 客舱增压出故障 、 危重病人 、 客舱失火 ） ， 对应速度为 MMO/VMO。 燃油最省下降：最省油。 ③ 燃油最省下降：最省油。 穿越颠簸区的下降：下降速度不能太大或太小。 ④ 穿越颠簸区的下降：下降速度不能太大或太小。 最小梯度下降：以最大升阻比速度下降，下降梯度最小， ⑤ 最小梯度下降：以最大升阻比速度下降，下降梯度最小，主要 用于航路上一发停车越障下降，在一定高度开始下降时， 用于航路上一发停车越障下降，在一定高度开始下降时，可以飞行 更远的距离。 更远的距离。 最小成本下降： ⑥ 最小成本下降：