5起降性能 飞机性能计算课件
机场培训课件：飞机性能
起飞性能
Vlof离地速度
飞机升力大于重力时的速度，即开始离地的速度。
22
起飞性能
VS1g
23
起飞性能
V1 VR-抬轮速度 V2-起飞安全速度
24
起飞性能
V1
V1- is the speed at which the takeoff should be continued unless the stopping maneuver has already been initiated.
18
起飞性能
VMCA
在空中如发生一台关键发动机失效，另一台发动机在起飞推力， 飞行员可以使用最大5度的坡度角保持航向。
19
起飞性能
VMU
最小不擦机尾速度（Minimum Unstick Speed） 飞行试验中验证的能够使飞机不擦机尾并安全离地的最小速度。
20
起飞性能
VMU 全发VMU 单发VMU
10
波音厂家手册简介
放行偏差指南（DDG-Dispatch Deviation Guide）
DDG是局方认可的、飞机厂家提供的用于运行的文件。该文件： 1、协助航空公司制定MEL； 2、提供MMEL、CDL允许的在非标准构型下运行的操作程序； 3、提供EICAS信息以助于故障分析； 4、提供CDL缺损件及挂牌位置的图示； 5、对MMEL中规定的维修和操作要求给出具体的执行步骤和程序。 MMEL、CDL是局方批准的文件，而DDG是局方认可的文件，可以单独使用。
飞机机场计划手册为机场计划人员、操作人员（装卸、清洁、维护等地 服人员）、航空公司、机场建筑和工程咨询公司提供了特定机型有关的各种 数据，主要包括业载航程曲线、地面转弯半径和铺筑面载荷有关的ACN、 PCN等数据。
飞机上升、下降和巡航性能PPT精选文档
● 高速下降
● 燃油最省下降
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11
3.2.2 等表速下降性能分析
高度降低，下降率减小。
3.2.3 巡航下降
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12
下降性能图表
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13
3.2.4 应急下降
不同高度上乘客保持有效意识时间
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47
4 成本指数对经济M数的影响
成本指数（CI) ：C时与C油之比，即小时成本与燃油成本之比。
CI大，说明小时费高或油价低， M经济大 CI小，说明小时费低或油价高， M经济小 CI为零，则M经济=M远航
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48
利用CI～CR曲线确定M经济
32
单发飘降
巡航中一台发动机失效后，飞机下降到较低的高度，用较小的 速度巡航的过程。
有利飘降速度指以最大连续推力使下降角最小的速度。该速度略 小于VMD。
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33
1）保持飘降速度飞行， 随燃油消耗，飞机重 量减轻，飞机高度不 断增加。
2）根据改平高度查出 作LRC巡航的速度， 作等高LRC巡航。
14
应急下降时，应断开自动油门并收到慢车，放出扰流板，
推杆使飞机以预定俯角转入下降，但不得出现负过载；为尽快 使飞机下降，可配合采用转弯的方法；在应急下降中，应放下 起落架。
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15
3．3 巡航性能
3.3.1 典型巡航剖面
加 起速 飞到 上出 升航 至速 滑 35 度 出 ft
飞机飞行性能计算课程设计
课程设计报告飞机飞行性能计算（2011年 9月20日）•中文摘要：在给出飞机基本飞行参数的情况下，研究飞机的基本飞行性能对于了解并且掌握该飞机的相关信息是相当必要的。
飞机的飞行性能主要包含了平飞性能、上升性能、续航性能、起落性能和其它的机动性能。
在该报告中主要研究除机动性能外的其他飞行性能。
在研究这些性能的时候我们假定飞机的运动参数随时间的变化十分缓慢，可以认为一段时间内运动参数不变，以至于我们能够按照“准定常”运动来考虑其运动的模型。
在这种假设下，运用简单推力法将各项飞行性能做简单的数据计算，从而得出飞机相关飞行性能的信息。
目录中文摘要：..................................................................................................... 错误！未定义书签。
正文 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
一、计算目的和计算内容 ............................................................. 错误！未定义书签。
§1、该任务的计算目的： .................................................. 错误！未定义书签。
§2、计算的内容如下： ...................................................... 错误！未定义书签。
二、计算原理、计算方法和原始数据来源 (5)§1、计算原理： (5)§2、计算方法： (5)§3、原始数据来源： (12)三、编程原理、方法 (13)§1、程序结构： (13)§2、变量说明： (13)§3、函数说明： (14)§4、函数调用： (14)§5、程序运行环境、输入数据文件和输出数据文件、程序使用方法： (15)§6、程序结构： (15)四、计算结果及其分析：曲线形式的计算结果以及对结果的分析 (21)§1、质量和机翼面积都没变化情况下的计算结果曲线图，以及对于结果的分析： (21)§2、仅有质量变化（质量增加从100-110%，步长为1%）的情况下的所有计算结果曲线图，以及对于结果的分析： (28)§3、仅有机翼面积变化（机翼面积S增加从95-105%，步长为1%）的情况下的所有计算结果曲线图，以及对于结果的分析： (46)五、对最小上升时间求法的讨论 (43)参考文献： (47)•正文；一、计算目的和计算内容§1计算目的：巩固用简单推力法计算飞机基本飞行性能、以及续航性能和起飞着陆性能的计算原理、方法和步骤，培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力。
第五章 爬升和下降(new)
飞机性能工程
爬升和下降
Page 6
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。
Page 3
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
Page 41
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
飞机性能第5章 爬升和下降
第五章飞机爬升和下降性能第五章飞机爬升和下降性能§ 1 爬升性能§２下降性能§1 爬升性能航路爬升：从起飞飞行航迹结束点（1500ft）爬升到规定的巡航高度；推力：最大爬升推力，全发；目的：经济、安全；重点：时间、油量、距离；爬升梯度与爬升率： αθθγγθα=+γθ爬升梯度与爬升率：d d d d sin sin sin d dt d d sin d 1d N N W V H W V V V F D W V W g H g H g H F DV V W g H θθθθ−−===−= +d sin cos d N W L F W V g tθαθ+−=d cos sin d N W V F D W g tαθ−−=爬升梯度与爬升率：()tan sin d 1d sin d 1d NN F D V V W g H F D V R V C V V W g H θθθ−≈= +−== +影响因素： 高度：温度：小于参考温度，基本不变，大于参考温度时重量：速度：随着速度的增加，CG 和r/c 先增后减。
§1 爬升性能1、爬升参数的计算影响因素：风速：R/C 水平风速对爬升率没影响。
V dV gdh.RCC G 加速因子：影响因素： ()()()211d d d ;d ;h n H H i avg H H t R V C H H T R R C C ===∆≈∑∫爬升时间：爬升距离： ()()()()211d d d d cos d ;d n H H i avgH H S t V t V V R CG C H H S CG CG θ==≈==∆≈∑∫影响因素：爬升油量： ()()()()211d d d ;d ;n H avg H i avg H F WF t WF R C WF H F WF H R R C C ==≈∆∑∫2、爬升方式及其确定准则和要求典型爬升剖面：A段：从离地到1500英寸。
飞机起飞和着落性能课件
G
1 2 L3 KdV 2g
在工程估算中， K Kmax ,Vlp Vxh
T3 K max (Vxh V jd ) g L3 K max 2 2 (Vxh V jd ) 2g
飞机的着陆性能
接地速度的确定
飞机的起飞性能
离地速度的确定
离地条件： 发动机安 装角
G Y P sin( ld p ) Y
P/G不太大 ld p 很小 离地升力系数，据飞 机近地面、起飞襟翼 构形的升力特性和αld 确定。
Vld
限制条件： 与空气密 度有关。
2G SC yld
1)C yld C ydd
飞机的起飞性能 飞机的起飞性能：
1. 离地速度 2. 滑跑距离
Vld 2G SC yld
2 Vld 1 L1 2 g Pav f av G
3. 起飞距离
2 2 2 VH Vld Vld 1 G L L1 L2 15 2 g Pav f P X av 2 g av G
2 1 Vld V 1 ld Vld T1 L1 g Pav f 2 g Pav f av av G G 2 2 L2 VH Vld G T2 L2 15 Vav P X av 2 g
2G SC yld
Vav
1 (VH Vld ) 2
Lqf L1 L2 Tqf T1 T2
飞机的起飞性能
地面滑跑段的运动分析：
G dV P X F g dt N G Y F fN f (G Y )
Y
V
第四章飞行性能
VI
第二十页，共98页。
II.平飞最小速度
飞机平飞所能保持的最小稳定速度，以vmin表示。
P
vmin同时受到临界迎
角和发动机功率的限制。
P可用
α临界 对应的平飞速度，是平飞最小理论
B
速度。为保证安全，一般不允许在α临界
状态下飞行。而采用允许升力系数Cy：
Cy=(0．82—0．85)Cy临界，与对应的平
飞速度，就是实际使用的最小平飞速度。
Vmin Vmin
A
Vmax
Vmax VI
第二十一页，共98页。
III.最小阻力速度
平飞所需拉力最小的速度，
P
vMD平飞最小阻力速 度在平飞所需拉力曲线的最低点。
以前称有利速度。
对应的迎角称最小阻力迎角，
200
以前称有利迎角。
160 16°
120
0°
80
8°
2°
在第二范围内飞机飞行是速度不稳定的，即一旦受扰 速度增加，飞机有加速的趋势，受扰速度减小，飞机 有减速的趋势。
第二十八页，共98页。
从第二范围改出回到第一范围： 加油门，随速度的增加顶杆保持高度。最初的
加速度是越来越大，过Vmp后加速度开始逐渐减 小，直至加速至可用拉力曲线与需用拉力曲线 的右交点。
第三十页，共98页。
●vmax随飞行高度的变化
高度增加，平飞最 大速度IAS减小，平 飞最大真速TAS也减 小。
第三十一页，共98页。
●vmax随重量的变化
重量增加，同一迎角下只能增速，才能产生更大的升力，速度大，阻力大。 因此，所需拉力 曲线上的每一点（对应一迎角）均向上（阻力大）向右（速
度大）移动。因此，重量增加，平飞最大速度减小。
飞机基本飞行性能课件
P
H增加
Vmin.p
H , Vmin. yx
M
H , 则Vmin , M min H
低空受Vminyx 约束 高空受Vminp约束
升力限制
推力限制
Mmin
飞机定常平飞性能
确定Vmin的步骤
2G 1 1) 取几点 M , 由 C y a2S M 2 得 C ypx，及 C y max M，绘制在 已知 C ypx M 曲线上，而曲 线交点为 M min . px
下滑时通常减小油门， 若推力为零则称为滑 翔。 θ X
H（km） 0 5 10
（kg/m3） a
1.225 0.736 0.413 340.3 320.5 299.5
15
20
0.194
0.088
295.1
295.1
飞机定常平飞推力特性 平飞需用推力随飞行高度的变化规律
X 0 ~ V 曲线向右下移动 1) H M yl X i ~ V 曲线向右上移动
-1
200
250
Vymax / ms
飞机的定直上升性能
4. 最短上升时间
如果飞机上升过程中，在不同高度下均以Vyks飞行，则达到 预定高度的时间最短
dH 从 H1 H 2 ,dt Vy max
可得
1/Vymax
tmin
H2
H1
dH Vy max
H H1 H2 Hmax.ll
可由数值积分／图解积分求得。
X
1 X 0 Cx 0 M S ( a 2 ) 2 A 2m2 g 2 1 Xi 2 ( )( 2 ) M S a
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1 2g
VH2 Vl2d
dV2
P Qsinq
QG
能量法
GH 2VGH Gl2V dL2(PQ)d
2g
2g 0
L GVl2d 2g
(PQ)p
jL2
L2(PGQ)pj(VH 22gVl2dH)
J-7：
Lqf=2579m Tqf=41.1S
影响起飞性能的因素
T1g 10Vld Pf G
dV
2G S(CxfCy)V2
a1
Ppj G
f
b1
S 2G
(C x
fC y )
滑跑时间、距离的简化结果
L1
1[1lna1b1Vl2d]
2g b1
a1
T121g[
1 lna1 a1b1 a1
a1b1Vld] a1b1Vld
a1
Ppj G
f
b1
S 2G
(C x
fC y )
J-7：
T1=25.7S L1=1104m
离地速度Vld
QFFf G
apj(Qm F)pjg 2(K 1jdf)
J-7：
L5=1200m T5=33.3s
Lzl=2762m
Tzl=52s
着陆性能的影响Biblioteka 素• 发动机– 反推力装置
• 构造参数
– 翼载G/S
• 气动参数
– 升力系数（襟翼）
• 减速板／减速伞
• 使用条件
– 大气条件：
• 海拔每增高1000m，滑跑 距离增加12%
• 简化分析方法 • 改善起降性能的方式
–…
推重比：P/G
翼载：G/S
Vld
2G
SC yld
升力：Cyld
改进起飞性能的方法
• 采用高推重比发动机 • 降低翼载 • 采用增升装置
常见飞机起飞翼载
翼载：kg/m2
Mig-15
234
Mig-21/J-7
318
Mig-29
389
F-86
275
F-4
403
F-16
375
F-15
316
FBC-1
F-14
着陆前的飞行
需要调整的参数
– 速度 – 高度 – 姿态（俯仰／滚转） – 迎角 – 下降速度 – 航向／航线
03
04
05
06
北
着陆导航
北
着陆阶段
安全高度
L1
L2
L3
L4
下滑
拉平 平飞减速
飘落
L5
减速滑跑
下滑段距离及时间的计算
q arctan1
K L'115K
L1L2 L'1
Vxh
2G c osq SCyxh
L121g
Vl2d
0 Pf G
d(V2)
2G S(CxfCy)V2
数值积分法 图解积分法
滑跑时间的简化分析
取推力平均值
1 Ppj2(PV0PVVld)
T1g 1
Vld
0 Pf G
dV
2G S(CxfCy)V2
1 Vld dV g 0 a1 b1V2
1[ 1 lna1 a1b1Vld] 2g a1b1 a1 a1b1Vld
Su-27
AV-8B
F-35
使用条件对起飞性能的影响
• 大气条件
– 海拔，1000m20%Lqf
– 气温，30º30%Lqf
– 风，顺风增加起飞距离， 逆风降低起飞距离
• 机场状况
– 跑道摩擦系数
– 跑道坡度
中断起飞
V
V ld
决策速度：Vjc
V>Vjc：弹射
V jc
V<Vjc：中断起飞
L1
加速 松刹车，加油门 三轮着地 0.6～0.8倍离地速度
LII
LIII
LIV
抬前轮 拉杆
二轮着地
离开地 面
增大q角 拉杆 离地 达到给定q角
直线上升 保持q角 离地
达到安全 高度
起飞阶段的简化
安全高度
安全高度
LI 地面段
LII
LIII
LIV
空中段
L1=LI+LII
L2=LIII+LIV
地面状态受力分析
P0 Qpj=(QH+Qjd)/2
地面段的滑跑时间与距离
mdV(QF) dt
Tjh
G g
Vjd 0
dV QF
Ljh
G 2g
dV Vj2d
2
0 QF
等减速 运动
T jh
V jd a pj
L jh
V
2 jd
2 a pj
平均加速度的计算
接地瞬间：
滑跑终点：
Y G
Y 0
F 0
Q 0
QF Q G Kjd
L
多发飞机的中断起飞
安全速度：Vaq
决策速度：Vjc
Vaq
Vjc
V
中断起飞 中断起飞或 继续起飞
继续起飞
Vjc
Vaq
V
中断起飞 危险
继续起飞
平衡场长
V
正常起飞
继续起飞 中断起飞
L
Lph
着陆过程
着陆：从安全高度处下滑并过渡到地面滑跑，直至 完全停止的整个运动过程。
匀速下滑 拉平 平飞减速 飘落
接地 两轮滑跑 三轮滑跑 停止
J-7:
L1=85m T1=0.9s
安全高度15m
P0
L1
L2
L'1
平飞减速段的距离和时间
m
dV
Q
dt
Y G
Q
1 dV 1 g dt K
T3
1 g
KdV
L3
1 2g
KdV2
T3
Km g
ax(VxhVjd)
L3 K2mgax(Vx2hVj2d)
Y
G
J-7: L3=1477m T3=17.8s
N Y F Q
G
Y 升力
Q 阻力
P 推力
G 重力
P
N 地面支承力
F 地面摩擦力
m dV P Q F dt N Y G
滑跑时间
m
dV dt
P Q F
N Y G
FfN f(G Y)
dt1
GdV
gPQf(GY)
T1g 1
Vld
0 Pf G
dV
2G S(CxfCy)V2
滑跑距离
dLVdt1 VGdV gPQf(GY)
• 温度对发动机的影响可 以忽略不计
• 逆风可以改善着陆性能
– 跑道条件：
• 上坡对减速有利
小结
• 起飞和着陆的性能指标
– 起飞距离、时间 – 着陆距离、时间 – 离地速度 – 接地速度
• 起飞阶段
– 三轮滑跑 – 抬前轮 – 拉升 – 直线上升
• 着陆阶段
– 下滑 – 拉平 – 平飞减速 – 飘落 – 减速滑跑
离地瞬间：Y=G
Vld
2G
SC yld
Cydd
hw
J-8
FBC-1
F-16
加速上升段
m
dV dt
PQ
G sinq
V
dq
dt
Y
G cosq
G
g
dV dt
P Q Gsinq
Y G
dq/dt = 0 cosq = 1
上升时间与上升距离
T2
1 g
VH Vld
dV
P Qsinq
QG
L2
接地速度
Vjd k1
2G
SCyjd
与起飞相比： • G不同 • 构型不同，CyjdCyld • k1速度修正系数
J-7：
Vld=83.3m/s Vjd=72.2m/s
着陆空中段的能量法计算
1 2G gVH 2GaH 1 2G gVj2dQpL jk j LkjKpj(VH22gVj2d Ha)
起飞和着陆性能
起飞状态升阻特性
C y 起降状态
Cy
正常状态
正常状态
Cx
起降状态
Cx
起落架形式
前三点式起落架
后三点式起落架
自行车式起落架
起飞过程
起飞：飞机从静止开始加速离开地面并在空中上升 安全高度的过程。
滑跑 抬前轮 离地
上升 收起落架 收襟翼 加速
上升
起飞阶段
安全高度
LI
动作描述 操纵方式 飞机状态 结束条件