飞行力学第二章2.5

2 ) ( Δ T ) av 1 = [(Ta . lo D lo ) + (Ta . H D H )] 2
有地效,放起落架 无地效,收起落架
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2.5.2 飞机的着陆性能 一、着陆前准备
标准操纵: 通过机场上空，进行4转弯飞行 。
放起落架
3
2
放襟翼
4
H≥200m，对准跑道着 陆点，下滑至安全高度
K av ↓ ,Vtd ↑ d3 ↓
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Vtd↑,d4 ↑;但d4比d3重 要，所以要求Vtd↓
五、着陆滑跑距离d4和时间t4的计算 近似计算
假设 : 按全部使用刹车的三点滑跑， 匀减速运动。 g g 1 aav = ( D + F )av = ( f + ) W K td 2
d la = d 3 + d 4 , t la = t 3 + t 4
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2.5.3 单发停车故障的对策
多发动机飞机在起飞滑跑过程中,当有一台发动机因发生 故障而停车时，驾驶员将根据发动机出现故障时的飞行 速度及所剩跑道长度决定是中断起飞还是继续起飞。
1、中断起飞所需距离
中断起飞所需距离是指在起飞滑跑过程中，一台发动机 停车，驾驶员决定中断起飞，即收油门，放下各种减速 机构，飞机从滑跑起点到完全停止所经过的距离。因此 中断起飞所需距离由三段组成。 (1) 飞机从速度为零，加速滑跑至一台发动机停车瞬时 速度 Vef所经过的距离。
d 4、t 4
空中减速段,用能量法估算
d la = d 3 + d 4 , t la = t 3 + t 4
地面减速段,按匀减速估算
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三、接地速度和进场速度的确定
接地速度Vtd 飞机主轮开始接触地面瞬间的速度 (升力开始不能平衡重量)。
Vtd = K 1
速度修正系数， 取0.9～0.95
2 2 Vef Vef dat = + 3Vef + 1 (T ) g( +f) 2g( a av f ) K ef W
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2、继续起飞所需距离
指一台发动机停车后继续起飞时，从滑跑起点到上升至安 全高度所经过的水平距离。显然继续起飞所需距离由两段 组成。 (1) 地面滑跑。包括所有发动机工作下加速滑跑直到 Vef；一台发动机停车，其余发动机工作下加速滑跑段直 到 Vlo。其近似估算可表示为
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2.5.1飞机的起飞性能 一、概念：起飞 飞机从起飞线开始滑跑，离地并爬升到 机场上空的安全高度，这一加速过程称 为起飞。
根据机场四周障碍物选取，常采用 25m、15m或10.7m，与飞机类型有关。 以前三点式为例展开讨论。
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前三点式飞机的起飞过程 初始 稳定 上升 VH 安 全 高 度 收襟翼
2W ρSC L .lo
α pt
3 )C L . lo ≤ C L . δ Ta
α lim it
0.2~0.3m
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四、空中段水平距离d2和时间t2的计算 运动特点
地效有 → 无地效, 起落架逐渐收起, 升阻特性复杂 。
能量法近似计算
假设 : 1) γ → 0 , cos γ ≈ 1 2) ΔT = Ta D = ( ΔT )av
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2.5： 引言
运动及受力特点
o 速度改变很快的非定常运动 o 地面滑跑时承受地面对机轮的支反力和摩擦力 o 地面运动及近地飞行时气动力要考虑地面 效应的影响 o 构形变化：放下起落架、打开襟翼等增升装 置、使用减速板等等
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地面效应(ground effect)
四、空中段水平距离d3和时间t3的计算 能量法近似计算 假设 : 1) γ → 0 , cos γ ≈ 1 2) Ta ≈ 0( 慢车 )
1 3) D变化不大， av = ( Dtd + DH ) D 2 W 2 W 2 VH + HW = Vtd + Dav d 3 能量守恒 2g 2g
分析
2 2 2 2 VH Vtd W VH Vtd ( + H ) ≈ K av ( + H) d 3 = Dav 2g 2g d3 1 t = d 3 = 2 ( K H + K td ) 3 Vav 1 (VH + Vtd ) 2
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三、离地速度的确定
离地条件
发动机 安装角
Ta /W不太大
αlo +不大
离地升力系数，据 飞机近地面、起飞 襟翼构形的升力特 性和αlo确定。
W = L + T a sin( α lo + )
∴Vlo =
限制条件 1)C L .lo ≤ C L .sh = (0.8 ~ 0.9)C L max ( 起飞构形 ) α pt = α lim it (1.5° ~ 2° ) 2)C L.lo ≤ C L.pt 护尾包离地 0.2 ~ 0.3m
2W ρSC L . td
min{CL.sh,CL.pt,CL.δm ax},计及地效、襟翼 处于着陆位置
进场速度VH 飞机下滑至安全高度 (25m) 处的瞬 时速度。 经验指出， L . H C
= ( 0.6 ~ 0.7 )C L . td
VH = (1.2 ~ 1.3)Vtd
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Ta ↑ ，f ↓ ，Vlo ↓ ，（C D fC L ↓ ） W
t1 ↓ ， d 1 ↓
起飞需尽快获取能量, 并 产生足够大的升力系数
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工程估算
假设为匀加速运动过程，
dV = aav = const dt
其中，
W aav = (Ta )av ( D + F )av g
(Ta)av 由 Ta~V 曲 线 取 平 均 值 ， 可 取 为 0.9T0 （T0V=0，发动机起飞状态）
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L T
V W
D
N
F
W dV = Ta D fN = Ta D f (W L ) g dt
D fL Ta ρV 2 S 1 dV Ta = f = f (C D fC L ) W W g dt W 2W
dV dt = T ρV 2 S a g f (C D fC L ) 2W W dd = Vdt
V V W = ( + H) ( ΔT ′ )av 2g
2 H 2 lo
继续起飞距离
d ct = d ct .1 + d ct .2
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3、决策速度V1与平衡场长Lbf 决策速度 V1是指多发动机飞机,在起飞滑跑过程中，使继
续起飞与中断起飞所需距离相同时的临界发动机失效速度. 它即是继续起飞所需距离 dct曲线与中断起飞所需距离 dat曲线相交点所对应的速度。
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1
二、着陆过程 飞机从安全高度(25m处)下滑过渡到地面滑
跑，直至完全停止运动的整个减速过程。 飘落 下滑 拉平 平飞减速 地面滑跑
VH
充分利用空气阻力减速; 推杆前轮着地, 由两点 滑跑→三点滑跑; 刹车
H=25m 5~8m
d 3、t 3
拉杆
Vtd 0.5~1m 0.15~0.25m
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2 2 V lo V lo 1 = d1 = 2 a av 2 g (( T a ) av / W ) f ′ ∴ V lo t = V lo = 1 1 a av g (( T a ) av / W ) f ′
粗略估算
对于Ta/W和W/S均较大的高速飞机， 忽略气动力的影响。 2 V lo 1 V lo d V 2 1 ≈ d1 ≈ ∫0 T a 2g 2 g Ta 1 f f W W V lo t ≈ 1 V lo d V ≈ 1 1 g Ta 2 g ∫0 T a f f W W 其中， Ta 1 V = 0.72Vlo， Ta 2 V = 0.56Vlo （对距离和时间分别按T取统计平均）
H>122m
起飞滑跑 起 飞 线
上升加速
平飞 增速
VH2
稳定 上升 V4
d1、t1
d 2、d 2
收起落架
三轮滑跑 两轮滑跑 VR Vlo
VR (抬前轮) = 0.7~0.9Vlo Vlo (离地) VH(安全高度) = 1.3Vlo(或按规范)
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d to = d1 + d 2 t to = d1 + d 2
0 0 1 （D + F )av = ( D + F ) |V = 0 + ( D + F ) |V =Vlo 2 Δ 1 W 1 = ( fW + )=W( f + ) / 2 = Wf ′ 2 K lo K lo
[
]
离地升阻比，由 起飞极曲线确定
(Ta )av ∴ aav = ( f ′) g W
能量守恒
W 2 W 2 Vlo + ( ΔT )av d 2 VH + HW = 2g 2g
2 2 VH Vlo W d2 d2 = ( + H ), t 2 = ( ΔT )av 2g Vav
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(ΔT )av 的确定方法
1 1) 按Vav = (VH + Vlo ) , 发动机起飞状态 , 2 L = W , 不计地效确定;
ηVK
gcf Wav.k
(Wk Wk+1 )
k = 1,2,3,..., N
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第二章 飞机飞行性能 之 起飞/着陆性能