飛機飛行性能

飛機飛行性能,又稱“飛行性能”。是指主要研究飛機質心移動規律的各項參數。包括飛機的速度、高度、飛行距離和時間、起飛、著陸、機動飛行等性能。這些具體性能也可合併成一些表示飛機特定飛行階段的綜合性能。對於運輸機,主要的飛行性能有起飛、爬升、巡航、下降、等待和著陸性能。通過對這些飛行階段性能計算的分析,確定出既保證飛行安全又有較好經濟效益的飛行參數值,如起飛速度、允許的最大起飛重和著陸重、最省油或成本最低的爬升、巡航、下降速度和巡航高度,以及為制定飛行計畫,提供上述各飛行階段的飛行時間和燃油耗量等。通常飛機製造廠在所提供的飛行手冊、使用手冊或相應的電腦程式中,給出經飛行驗證的上述各飛行階段的飛行性能,供航空公司使用和參考。飛機飛行性能是評價飛機的主要內容之一,也是分析該機型是否符合所飛航線的主要依據。

基本介紹

  • 中文名:飛機飛行性能
  • 定義:描述飛機質心運動規律的諸參數
  • 包括:速度、高度、航程、航時、動作
  • 基本飛行性能:飛機作定常直線運動時的性能
內容,

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最大飛行速度(vmax)
在一定飛行高度上,飛機所能達到的最大定常水平飛行速度,常用馬赫數表示,是飛機的重要性能指標之一,對軍用飛機尤為重要。飛機飛行所受的外力(圖1 )有升力Y、阻力Q、發動機推力P和重力GV為飛行速度,θ為航跡傾角。定常水平飛行(簡稱平飛)時,θ=0°。當發動機的安裝角很小時,可認為推力與阻力作用在一條直線上,這時推力與阻力平衡,即P=Q;升力和重力平衡,即Y=G。為確定最大水平飛行速度,可用作圖法,作出在一定飛行高度上發動機滿油門可用推力與速度的關係曲線和平飛阻力與速度的關係曲線。與兩曲線在右方的交點相對應的速度,就是這一高度的最大水平飛行速度(Vmax)(圖2)。飛機在巡航(可持續進行的速度、高度等參數基本不變的一種比較經濟的飛行狀態)時的速度稱巡航速度,常為最大水平飛行速度的70%~80%。
最小飛行速度(Vmin)
在一定飛行高度上能維持飛機定常水平飛行的最小速度。Vmin越小,飛機的起飛、著陸和盤旋性能越好。升力係數取值不同便可得到不同的最小速度,Cymax的值越大,可使Vmin的值越小。但一般在飛行中並不使升力係數達到Cymax,而是略小於此值就不再降低速度,以避免失速。實際上,當Cy達到比Cymax小的某一值時就會出現不希望的抖振現象,預示飛機即將失速。為了安全,通常用這時的升力係數來確定Vmin。這是按Y=G的條件來確定最小速度。而維持等速平飛的條件除Y=G外,還需要P=Q。因此,在高空發動機推力大大降低的情況下,最小速度還受到發動機推力的限制。由最小水平飛行速度到最大水平飛行速度的間隔,稱為飛機的飛行速度範圍。
爬升率
在一定的飛行重量和一定的發動機工作狀態下,飛機在單位時間內上升的高度。在定常水平飛行中推力等於阻力(假設飛行航跡與推力同一方向),通常在 Vmin與Vmax之間發動機的推力除了克服定常水平飛行的阻力外,還有一部分剩餘推力(ΔP=P-Q),可用以爬升。剩餘推力達最大值時,航跡傾角θ也達到最大值。當ΔPV之積達到最大值時,可以得到最大爬升率。不同飛行高度的最大爬升率和最大航跡傾角是不同的。提高最大爬升率可以使飛機迅速上升到所需要的或有利的高度,這對戰鬥機尤為重要。為此,除設法減小阻力和降低飛機重量外,重要的措施是加大推力。
升限
飛機能進行平飛的最大飛行高度,有理論升限與實用升限兩個概念。理論升限是飛機能維持等速平飛的最大高度,在此高度上飛機只能以唯一的速度作等速平飛。隨著高度的增加,剩餘推力越來越小,最大爬升率也隨之變小漸至為零,所以要達到爬升率為零的高度所需要的時間將為無窮大,因此用定常直線上升的辦法實際上達不到這樣的高度,故稱這一高度為理論升限。在實踐中規定最大爬升率略大於零的某一定值(對噴氣飛機通常取5米/秒)所對應的高度為實用升限。對戰鬥機來說,升限高有由高度優勢用俯衝的辦法轉為速度優勢的可能,對於轟炸機偵察機則易於避免地面炮火的攻擊。除理論升限和實用升限外還有動升限,它是飛機通過躍升(見機動飛行)動作所能達到的最大高度。動升限大於理論升限,但飛機在動升限上不能維持直線平飛。
上升時間
飛機從一個高度爬升到另一高度所需的時間。在爬升過程中採用相應高度的最大爬升率,便可得到最短的上升時間。由於最大爬升率隨高度增加而下降,所以高度越高,爬升單位高度所需要的時間就越長。

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