飞机主要的飞行性能和飞行科目
飞行性能和飞行品质培训教材PPT(45张)
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：
2飞机飞行的基本原理
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。
无人机操控技术课件第3章飞行原理与性能第3节飞行性能【可编辑全文】
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。
第二讲 飞机的基本飞行性能
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
飞机的运行和性能
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。
基本飞行技术
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。
【南航】飞行原理(飞行性能)
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。
第二章 飞机飞行的基本原理ppt课件
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。
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飞机主要的飞行性能和飞行科目
一、飞机的主要飞行性能
飞机的飞行性能是评价飞机优劣的主要指标。
主要的飞行性能包括下列几项：
(一)最大平飞速度(V最大)。
’
飞机的最大平飞速度是在发动机最大率（或最大推力)时一飞机所获得的平飞速度。
飞机的最大平飞速度是在发动机最大率（或最大推力)时一飞机所获得的平飞速度。
影响飞机最大平飞速度的主要因素是发动机的推力和飞机的阻力。
由于发动机推力、飞机阻力与高度有关，所以在说明最大平飞速度时，要明确是在什么高度上达到的。
通常飞机不用最大平飞速度长时间飞行，因为耗油太多，而且发动机容易损坏，缩短
使用寿命。
除作战或特殊需要外，一般以比较省油的巡航速度飞行。
对歼击歼来说，V最大更重要一些。
歼击机靠它来追上敌机，予以歼灭。
同时也靠它变被动为主动。
创造世界速度纪录的飞机，都是以最大平飞速度作为评定标准。
其速度单位是“公里／小时”。
(二)巡航速度(V巡) ‘
巡航速度是指发动机每公里消耗燃油最少情况下的飞行速度。
这时飞机的飞行最经济，航程也最远，发动机也不大“吃力”。
对于远程轰炸机和运输机，巡航速度也是一项重要的性能指标。
其单位也是“公里／小时”。
(三)爬升率(V、，)
飞机的爬升率是指单位时问内飞机所上升的高度，其单位是“米／分”或“米／秒”。
爬升率大，说明飞机爬升快，上升到预定高度所需的时间短。
爬升率是歼击机的一项重要性能。
爬升率与飞行高度有关。
随着飞行高度增加，空气密度减少，发动机推力降低，所以一般最大爬升率在海平面时，随着高度增加而减小。
(四)升限(H)
飞机上升所能达到的最大高度，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，就可居高临下，取得主动权。
飞机的升限有两种：一种叫理论升限，它指爬升率等于零时的高度，没有什么实际意义；常用的是“实用升限”。
所谓“实用升限”就是飞机的爬升率等于每秒5米时的高度。
此外还有动力升限，它是靠动能向上冲而取得最大高度的。
一般创纪求的升限是指动力升限。
(五)航程及续航时间
航程是指飞机一次加油所能飞越的最大距离。
用巡航速度飞行可取得最大航程。
增加航程的主要办法是多带燃料、减小发动机的燃料消耗和增大升阻比K。
航程远，表示飞机的活动范围大。
对军用飞机来说，可以直接威胁敌人的战略后方，远程作战能力强；对民用客机和运输机来说，可以把客货运到更远的地方，而减少中途停留加油的次数。
续航时间是指飞机一次加油，在空中所能持续飞行的时间。
这一性能对侦察机、海上巡逻机和反潜机是很重要的；歼击机的续航时间长，也有利于对敌作战。
增加续航时间的措施同增加航程的措施相类似。
现代作战飞机大都挂有副油箱，就是为了多带燃料，以增大航程和航时。
某些飞机为了增大航程，并减小起飞时的载油量，以缩短滑跑距离或增加其它载重，可用空中加油的办法，在飞行途中由加油机补给燃料。
(六)作战半径
飞机从某一机场起飞，执行作战任务后再返回原机场，这距
离就是“作战半径”。
理论上“作战半径”应该是航程的一半。
但因飞机在最远点处要执行作战任务，消耗燃料，
缩短直线航程，故一般规定“作战半径"等于航程的25～40％。
二、飞机的主要飞行科目
飞行科目一般包括飞机的起飞、着陆，直线飞行(平飞、上升和下滑)和曲线飞行(或称机动飞行)。
(一)飞机的起飞和着陆
飞机的起飞和着陆是飞行最基本的科目。
飞机这时是在变速运动。
1．飞机的起飞
飞机的起飞过程，即飞机从静止不动、开始滑跑起，在地面越跑越怏，一直肌速到离开地面升入空中为止。
起飞过程飞机一直处于加速状态。
飞机从静止开始滑跑离开地面，并上升到25米高度的加速运动过程，叫做起飞。
现代喷气式飞机的起飞过程分成二个阶段： (1)地面加速滑跑阶段； (2)加速上升到安全高度阶段(图2—53)。