V1VRV2飛機(jī)起飛速度與飛機(jī)升力和阻力詳解

1、V1 VRR V2飛飛機(jī)起飛速速度與飛機(jī)升力力和阻力詳詳解V1 VRR V2飛飛機(jī)起飛速速度詳解V1 VRR V2的的概念：首先撿容易易的來(lái)說(shuō)。Vr,這這個(gè)r就是是rotaate的縮縮寫(xiě)，所以以Vr可以以叫做抬前前輪速度或或者抬頭速速度。只有有當(dāng)飛機(jī)加速到到Vr的時(shí)時(shí)候，飛行行員才可以以帶桿讓飛飛機(jī)抬頭離離地，如果果小于這個(gè)個(gè)速度，很很容易造成成擦機(jī)尾。再說(shuō)說(shuō)V1。這這個(gè)速度，我我們通常稱稱其為決斷斷速度。我我們知道，飛飛機(jī)發(fā)生機(jī)機(jī)械故障是是不會(huì)分時(shí)時(shí)候的，任任何狀態(tài)下下都可能出出現(xiàn)某個(gè)部部件失效的的情況。如如果故障發(fā)發(fā)生在天上上，那么就就靠機(jī)組的的處理；如如果發(fā)生在在地面上，那那就比較簡(jiǎn)簡(jiǎn)單

2、了，干干脆不起飛飛了，滑回回去，讓機(jī)機(jī)務(wù)人員來(lái)來(lái)處理?？煽墒?，如果果這個(gè)故障障發(fā)生在起起飛滑跑這這個(gè)“地面空中”的臨界狀狀態(tài)下呢？這就比較較難辦了。顯然然，這時(shí)候候我們有兩兩種選擇不起飛飛了，讓飛飛機(jī)繼續(xù)留留在地面上上，或者繼繼續(xù)起飛，讓讓飛機(jī)到空空中去再說(shuō)說(shuō)。其實(shí)無(wú)無(wú)論是否繼繼續(xù)起飛，我我們都不能能一概而論論。因?yàn)槿缛绻@時(shí)候候飛機(jī)速度度已經(jīng)很大大，很接近近抬前輪的的速度了，雖雖然還沒(méi)有有離地，但但此時(shí)剎車車可能已經(jīng)經(jīng)無(wú)法確保保飛機(jī)能在在剩余的跑跑道上停住住了。如果果在這種大大速度下貿(mào)貿(mào)然中斷起起飛，從而而導(dǎo)致飛機(jī)機(jī)沖出跑道道，也許造造成的損失失比那個(gè)故故障本身造造成的損失失會(huì)大得多多。反過(guò)

3、來(lái)來(lái)說(shuō)，如果果這時(shí)候速速度并不是是很大，我我們只要及及時(shí)采取必必要的措施施，完全可可以讓飛機(jī)機(jī)在跑道上上安全得停停下來(lái)，我我們依然決決定繼續(xù)起起飛的話，那那顯然也不不合適，因因?yàn)楫吘乖谠诘孛嫔咸幪幚砉收弦仍诳罩兄刑幚砉收险细踩行?。這這時(shí)候大家家應(yīng)該差不不多有了這這么個(gè)印象象如果在在滑跑速度度比較小的的時(shí)候出問(wèn)問(wèn)題了，我我們就停下下來(lái)；如果果在滑跑速速度很大的的時(shí)候出問(wèn)問(wèn)題了，我我們就繼續(xù)續(xù)起飛?？煽墒?，到底底多大算是是“大”速度，多多小算是“小”速度呢？V1的出出現(xiàn)就解決決了這個(gè)問(wèn)問(wèn)題。我們們?cè)诿看物w飛行前，都都要確定一一個(gè)V1速速度，假如如問(wèn)題出現(xiàn)現(xiàn)在V1之之前，我們們就停下來(lái)來(lái)

4、（這時(shí)候候是完全能能夠停下來(lái)來(lái)的）；如如果問(wèn)題出出現(xiàn)在V11之后，那那就說(shuō)明現(xiàn)現(xiàn)在剎車已已經(jīng)來(lái)不及及了，只能能繼續(xù)起飛飛。所以，這這個(gè)V1我我們叫決斷斷速度在這個(gè)速速度我們要要做決斷起飛，還還是不起飛飛！再再說(shuō)V2。這個(gè)V22我們通常常叫做起飛飛安全速度度，或者干干脆就叫安安全速度。當(dāng)飛機(jī)離離地后速度度達(dá)到了VV2，我們們就認(rèn)定飛飛機(jī)已經(jīng)成成功的起飛飛了，轉(zhuǎn)而而進(jìn)入爬升升狀態(tài)。嗯，這這下大家知知道這三個(gè)個(gè)速度對(duì)于于一次起飛飛來(lái)說(shuō)，是是相當(dāng)重要要的，可是是這三個(gè)速速度到底怎怎么確定是是多少呢？這就要說(shuō)說(shuō)到起飛飛分析手冊(cè)冊(cè)了。在每次次起飛過(guò)程程中，影響響這三個(gè)速速度的因素素大概有以以下這么幾幾個(gè)：

5、飛機(jī)機(jī)的全重、跑道長(zhǎng)度度、道面情情況（是濕濕的還是干干的）、跑跑道的坡度度、風(fēng)速的的情況、機(jī)機(jī)場(chǎng)周圍的的障礙物情情況、外界界溫度等等。這這里面有的的因素是固固定的，例例如跑道長(zhǎng)長(zhǎng)度、坡度度這些，有有的因素是是變量，每每次飛行都都不一樣，例例如飛機(jī)全全重、溫度度等幾項(xiàng)。航空公司司會(huì)利用一一個(gè)軟件，把把這個(gè)公司司要飛的所所有的機(jī)場(chǎng)場(chǎng)的所有的的跑道的數(shù)數(shù)據(jù)都一一一綜合進(jìn)去去，然后制制作成一本本厚厚的起飛分析析手冊(cè)。這個(gè)手冊(cè)冊(cè)里面每個(gè)個(gè)機(jī)場(chǎng)的每每條跑道，都都有相應(yīng)的的表格。例例如，如果果我們今天天要在北京京的36LL跑道起飛飛，我們就就會(huì)拿出這這本厚厚的的手冊(cè)，翻翻到北京首首都國(guó)際機(jī)機(jī)場(chǎng)那部分分，找出

6、336L跑道道那頁(yè)，縱縱坐標(biāo)是飛飛機(jī)的重量量，橫坐標(biāo)標(biāo)是風(fēng)速，一對(duì)對(duì)應(yīng)，即查查出相應(yīng)的的三個(gè)速度度值。解讀影響飛飛機(jī)升力和和阻力的一一些因素 升力和阻阻力是在飛飛機(jī)與空氣氣之間的相相對(duì)運(yùn)動(dòng)（相相對(duì)氣流）中中產(chǎn)生的。影響升力力和阻力的的基本因素素有：機(jī)翼翼在氣流臺(tái)臺(tái)的相對(duì)位位置（迎角角）、氣流流的速度和和空氣密度度（空氣的的動(dòng)壓以及及飛機(jī)本身身的特點(diǎn)（飛飛機(jī)表面質(zhì)質(zhì)量、機(jī)翼翼形狀機(jī)翼翼面積、是是否使用襟襟翼和前緣緣縫翼是否否張開(kāi)等）。這些些因素中，經(jīng)經(jīng)常變化的的有迎角、飛行速度度和空氣密密度。飛行行員主要是是通過(guò)改變變迎角和飛飛行速度來(lái)來(lái)改變升力力和阻力的的。因此，本本節(jié)主要分分析迎角和和飛行速

7、度度對(duì)升力、阻力的影影響。至于于由于使用用襟翼和前前緣縫翼等等所引起的的升力、阻阻力的變化化，留在第第五節(jié)再作作分析。為為便于分析析問(wèn)題，在在分析一個(gè)個(gè)因素時(shí)，假假定其它因因素不變。一、迎角對(duì)升升力和阻力力的影響1. 迎角相對(duì)氣流流方向（飛飛機(jī)運(yùn)動(dòng)方方向）與翼翼弦所夾的的角度，叫叫迎角。相相對(duì)氣流方方向指向機(jī)機(jī)翼下表面面，為正迎迎角；相對(duì)對(duì)氣流方向向指向機(jī)翼翼上表面，為為負(fù)迎角。飛行中，飛飛行員可通通過(guò)前后移移動(dòng)駕駛盤(pán)盤(pán)來(lái)改變迎迎角的大小小或者正負(fù)負(fù)。飛行中中經(jīng)常使用用的是正迎迎角。飛行狀態(tài)態(tài)不同，迎迎角的正、負(fù)、大、小一般也也不同。在在水平飛行行中，飛行行員可根據(jù)據(jù)機(jī)頭的高高低來(lái)判斷斷迎角的

8、大大小，機(jī)頭頭高，迎角角大。機(jī)頭頭低，迎角角小。其它它飛行狀態(tài)態(tài)，單憑機(jī)機(jī)頭的高低低就很難判判斷迎角的的大小和正正負(fù)，只有有根據(jù)迎角角本身的含含義去判斷斷。例如，飛飛機(jī)俯沖中中。機(jī)頭雖雖然很低，但但迎角并不不為負(fù)的，氣氣流仍從下下表面吹向向機(jī)翼，因因此迎角是是正的。又又如在上升升中，機(jī)頭頭雖然比較較高，但迎迎角卻不一一定很大，在在改出上升升時(shí)，若推推桿過(guò)猛，也也可能會(huì)出出現(xiàn)負(fù)迎角角。22. 迎角角對(duì)升力的的影響在飛行速速度等其它它條件相同同的情況下下，得到最最大升力的的迎角，叫叫做臨界迎迎角。在小小于臨界迎迎角的范圍圍內(nèi)增大迎迎角，升力力增大；超超過(guò)臨界邊邊角后，再再增大迎角角，升力反反而減小

9、。這是是因?yàn)?，迎迎角增大時(shí)時(shí)，一方面面在機(jī)翼上上表面前部部，流線更更為彎曲，流流管變細(xì)，流流速加快，壓壓力降低，吸吸力增大。與此同時(shí)時(shí)，在機(jī)翼翼下表面，氣氣流受到阻阻擋，流管管變粗，流流速減慢，壓壓力增大，要要使升力增增大。但是是，另一方方面迎角增增大時(shí)，由由于機(jī)翼上上表面最低低壓力點(diǎn)的的壓力降低低。因此，后后緣部分的的壓力比最最低壓力點(diǎn)點(diǎn)的壓力大大得更多，于于是在上表表面后部的的附面層中中，空氣向向前倒流的的趨勢(shì)增強(qiáng)強(qiáng)，氣流分分離點(diǎn)向前前移動(dòng)，渦渦流區(qū)擴(kuò)大大，就會(huì)破破壞空氣的的平順流動(dòng)動(dòng)，從而使使升力降低低。在中、小迎角，增增大迎角時(shí)時(shí)，分離點(diǎn)點(diǎn)前移緩慢慢，渦流區(qū)區(qū)只占機(jī)翼翼后部的不不大的一

10、段段范圍，這這對(duì)機(jī)翼表表面空氣的的平順流動(dòng)動(dòng)影響不大大，前一方方面起著主主要作用，因因此，在小小于臨界迎迎角的范圍圍內(nèi)，迎角角增大，升升力是增大大的。到臨臨界迎角，升升力達(dá)到最最大。超過(guò)臨界界迎角后，迎迎角再增大大，則分離離點(diǎn)迅速前前移，渦流流區(qū)迅速擴(kuò)擴(kuò)大，嚴(yán)重重破壞空氣氣的平順流流動(dòng)，機(jī)翼翼上表面前前段，流管管變粗，流流速減慢，吸吸力降低。從分離點(diǎn)點(diǎn)到機(jī)翼后后緣的渦流流區(qū)內(nèi)，壓壓力大致相相同，比大大氣壓力稍稍小。在靠靠近后緣的的一段范圍圍內(nèi)，吸力力雖稍有增增加，但很很有限，補(bǔ)補(bǔ)償不了前前段吸力的的降低。所所以，超過(guò)過(guò)臨界迎角角以后，迎迎角再增大大，升力反反而減小改變迎迎角，不僅僅升力大小小要

11、發(fā)生變變化，而且且壓力中心心也要發(fā)生生前后移動(dòng)動(dòng)。迎角由由小逐漸增增大時(shí)，由由于機(jī)翼上上表面前段段吸力增大大，壓力中中心前移。超過(guò)臨界界迎角以后后，機(jī)翼前前段和中段段吸力減小小，而機(jī)翼翼后段吸力力稍有增加加，所以壓壓力中心后后移。3. 迎迎角改變對(duì)對(duì)機(jī)翼阻力力的影響在低速速飛行時(shí)，機(jī)機(jī)翼的阻力力有：摩擦擦阻力、壓壓差阻力和和誘導(dǎo)阻力力。實(shí)實(shí)驗(yàn)表明，迎迎角增大，摩摩擦阻力一一般變化不不大。迎角增大大，分離點(diǎn)點(diǎn)前移，機(jī)機(jī)翼后部的的渦流區(qū)擴(kuò)擴(kuò)大，壓力力減小，機(jī)機(jī)翼前后的的壓力差增增加，故壓壓差阻力增增加。迎角角增大到超超過(guò)臨界迎迎角以后，由由于分離點(diǎn)點(diǎn)迅速前移移，渦流區(qū)區(qū)迅速擴(kuò)大大，因此壓壓差阻力急

12、急劇增加。小于于臨界迎角角，迎角增增大時(shí)，由由于機(jī)翼上上、下表面面的壓力差差增大，使使翼尖渦流流的作用更更強(qiáng)，下洗洗角增大，導(dǎo)導(dǎo)致實(shí)際升升力更向后后傾斜，故故誘導(dǎo)阻力力增大。超超過(guò)臨界迎迎角，迎角角增大，由由于升力降降低，故誘誘導(dǎo)阻力隨隨之減小。綜上上所述，在在小迎角的的情況下增增加迎角時(shí)時(shí)，由于升升力的增加加和渦流區(qū)區(qū)的擴(kuò)大都都很慢，故故壓差阻力力和誘導(dǎo)阻阻力增加都都很少，這這時(shí)機(jī)翼的的阻力主要要是摩擦阻阻力，因此此整個(gè)機(jī)翼翼阻力增加加不多。當(dāng)當(dāng)迎角逐漸漸變大以后后，再增大大迎角時(shí)，由由于機(jī)翼升升力的增加加和渦流區(qū)區(qū)的擴(kuò)大都都加快，故故壓差阻力力和誘導(dǎo)阻阻力的增加加也隨之加加快。特別別是誘導(dǎo)

13、阻阻力，在大大迎角時(shí)，隨隨著迎角的的增大而增增加更快。因此，整整個(gè)機(jī)翼的的阻力隨著著迎角的增增大而增加加較快。這這時(shí)，誘導(dǎo)導(dǎo)阻力是機(jī)機(jī)翼阻力的的主要部份份。超過(guò)臨臨界迎角以以后，雖然然誘導(dǎo)阻力力要隨著升升力的降低低而減小，但但由于壓差差阻力的急急劇增加，結(jié)結(jié)果使整個(gè)個(gè)機(jī)翼阻力力增加更快快。簡(jiǎn)簡(jiǎn)單說(shuō)：迎迎角增大，阻阻力增大；迎角越大大，阻力增增加越多；超過(guò)臨界界迎角，阻阻力急劇增增大。二、飛行速度度和空氣密密度對(duì)升、阻力的影影響11. 飛行行速度飛行速度度越大，空空氣動(dòng)力（升升力、阻力力）越大。實(shí)驗(yàn)證明明：速度增增大到原來(lái)來(lái)的兩倍，升升力和阻力力增大到原原來(lái)的四倍倍；速度增增大到原來(lái)來(lái)的三倍，升

14、升力和阻力力增大到原原來(lái)的九倍倍。即升力力、阻力與與飛行速度度的平方成成正比例。飛行行速度增大大，為什么么升、陰力力會(huì)隨之增增大呢？因因?yàn)樵谕灰挥窍?，機(jī)機(jī)翼流線譜譜，即機(jī)翼翼周圍的流流管形狀基基本上是不不隨飛行速速度而變的的。飛行速速度愈大，機(jī)機(jī)翼上表面面的氣流速速度將增大大得愈多，壓壓力降低愈愈多。與此此同時(shí)，機(jī)機(jī)翼下表面面的氣流速速度減小得得愈多，壓壓力也增大大愈多。于于是，機(jī)翼翼上、下表表面的壓力力差愈加相相應(yīng)增大，升升力和阻力力也更加相相應(yīng)增大。2. 空氣密密度空空氣密度大大，空氣動(dòng)動(dòng)力大，升升力和阻力力自然也大大。這是因因?yàn)?，空氣氣密度增大大，則當(dāng)空空氣流過(guò)機(jī)機(jī)翼，速度度發(fā)生變化

15、化時(shí)，動(dòng)壓壓變化也大大，作用在在機(jī)翼上表表面的吸力力和下表面面的正壓力力也都增大大。所以，機(jī)機(jī)翼的升力力和阻力隨隨空氣密度度的增大而而增大。實(shí)驗(yàn)證證實(shí)，空氣氣密度增大大為原來(lái)的的兩倍，升升力和阻力力也增大為為原來(lái)的兩兩倍。即升升力和阻力力與空氣密密度成正比比例。顯然然，由于高高度升高，空空氣密度減減小，升力力和阻力也也就會(huì)減小小。三三、機(jī)翼面面積，形狀狀和表面質(zhì)質(zhì)量對(duì)升、阻力的影影響11. 機(jī)翼翼面積機(jī)翼面積積大，升力力大，阻力力也大。升升力和阻力力都與機(jī)翼翼面積的大大小成正比比例。2. 機(jī)機(jī)翼形狀機(jī)翼形形狀對(duì)升、阻力有很很大影響。就機(jī)機(jī)翼切面形形狀來(lái)說(shuō)，相相對(duì)厚度大大，機(jī)翼的的升力和阻阻力也

16、大。這是因?yàn)闉?，相?duì)厚厚度大，機(jī)機(jī)翼上表面面的彎曲程程度也大，一一方面使空空氣流過(guò)機(jī)機(jī)翼上表面面流速增快快得多，壓壓力也降低低得多，升升力大。另另一方面最最低壓力點(diǎn)點(diǎn)的壓力小小，分離點(diǎn)點(diǎn)靠前，渦渦流區(qū)變大大，壓差阻阻力大。實(shí)實(shí)驗(yàn)表明，相相對(duì)厚度在在5%-112%的翼翼型，其升升力比較大大，相對(duì)厚厚度若超過(guò)過(guò)14%，不不僅阻力過(guò)過(guò)大，而且且升力會(huì)因因上表面渦渦流區(qū)的擴(kuò)擴(kuò)大而減小小。最最大厚度位位置，對(duì)升升阻力也有有影響。最最大厚度位位置靠前，機(jī)機(jī)翼前緣勢(shì)勢(shì)必彎曲得得更厲害些些，導(dǎo)致流流管在前緣緣變細(xì)，流流速加快，吸吸力增大，升升力較大。但因后緣緣渦流區(qū)大大，阻力也也較大。最最大厚度位位置靠近翼翼

17、弦中央，升升力較小，但但其阻力也也較小。因因?yàn)?，最大大厚度位置置靠后，最最低壓力點(diǎn)點(diǎn)，轉(zhuǎn)捩點(diǎn)點(diǎn)均向后移移，層流附附面層加長(zhǎng)長(zhǎng)，紊流附附面層減短短，使摩擦擦阻力減小小，所以阻阻力較小。在相相對(duì)厚度相相同情況下下，中弧曲曲度大，表表明上表面面彎曲比較較厲害，流流速大，壓壓力低，所所以升力比比較大。平平凸型機(jī)翼翼比雙凸型型機(jī)翼的升升力大，對(duì)對(duì)稱型機(jī)翼翼升力最小小。中弧曲曲度大，渦渦流區(qū)大，故故阻力也大大。機(jī)機(jī)翼平面形形狀對(duì)升、陰力也有有影響。實(shí)實(shí)驗(yàn)表明，橢橢園形機(jī)翼翼誘導(dǎo)阻力力最小，而而矩形機(jī)翼翼和菱形機(jī)機(jī)翼誘導(dǎo)阻阻力最大。展弦比越越大，誘導(dǎo)導(dǎo)阻力越小小。放放下襟翼和和前緣縫翼翼張開(kāi)，會(huì)會(huì)改變機(jī)翼翼

18、的切面形形狀，從而而會(huì)改變機(jī)機(jī)翼的升力力和阻力。又如機(jī)翼翼結(jié)冰，會(huì)會(huì)破壞機(jī)翼翼流線形外外形，從而而使升力降降低，阻力力增大。3. 飛機(jī)表面面質(zhì)量飛機(jī)表面面光滑與否否對(duì)摩擦阻阻力影響很很大。飛機(jī)機(jī)表面越粗粗糙，附面面層越厚，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)捩點(diǎn)越靠靠前，層流流段縮短，紊紊流段增長(zhǎng)長(zhǎng)，粘性摩摩擦加劇，摩摩擦阻力越越大。因此此保持好飛飛機(jī)表面光光滑，就能能減小飛機(jī)機(jī)阻力。飛機(jī)的的阻力對(duì)于于提高飛機(jī)機(jī)的飛行性性能是不利利的。因此此，在飛機(jī)機(jī)的設(shè)計(jì)制制造和使用用維護(hù)中，應(yīng)應(yīng)想方設(shè)法法減小飛機(jī)機(jī)的阻力。下面從阻阻力產(chǎn)生的的不同原因因，談?wù)劀p減小飛機(jī)阻阻力可采取取的一些措措施。要減小摩摩擦阻力，設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡盡可能縮小小飛機(jī)與空空氣相接觸觸的表面積積。制造過(guò)過(guò)程中應(yīng)將將飛機(jī)表面面做得很光光滑，有的的高速飛機(jī)機(jī)甚至將表表面打磨光光。維護(hù)使使用中，保保