飛機(jī)續(xù)航性能課件

第三章飛機(jī)的續(xù)航性能上海交通大學(xué)航空航天學(xué)院3-0引言

3-1基本定義和公式3-2定高定速巡航的航程和航時(shí)(噴氣飛機(jī))3-3噴氣飛機(jī)最佳巡航特點(diǎn)3-4噴氣飛機(jī)最大活動(dòng)半徑3-5增加航程和航時(shí)的途徑3-6小結(jié)內(nèi)容3-0引言引言航程與航時(shí)航程L：飛機(jī)在平靜大氣中沿預(yù)定方向耗盡其可用燃油量所飛過的水平距離。航時(shí)T：飛機(jī)耗盡其可用燃油量所能持續(xù)飛行的時(shí)間。決定續(xù)航性能的因素：燃油飛機(jī)所攜帶的燃油量消耗燃油度速度引言LssTssLxhTxhLxihTxih典型巡航飛行剖面總航程、航時(shí)中，巡航段約占90％。3-1基本定義和公式基本定義和公式可用燃油量總?cè)加土? mz不可用的燃油地面試車和滑行 m1著陸前小航線飛行 m2油箱中無法排空 m3安全裕量 m4巡航段可用燃油量可用燃油量燃油消耗速度發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率單臺(tái)推力小時(shí)耗油量飛機(jī)飛行1小時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃油質(zhì)量(kg/h)地速(即無風(fēng)空速)公里耗油量飛機(jī)相對(duì)于地面飛行1公里所消耗的燃油質(zhì)量(kg/km)基本定義和公式巡航段航程和航時(shí)的基本公式設(shè)無風(fēng)，空速V亦即地速。并設(shè)飛機(jī)質(zhì)量變化只源于耗油。則dT時(shí)間內(nèi):若巡航段重量變化：則基本定義和公式為了確定qh、qkm，采用準(zhǔn)定常假設(shè)：每瞬時(shí)飛機(jī)作定直平飛由任務(wù)所明確，否則用凈形給定由任務(wù)決定否則用凈形隨G而變隨耗油逐漸減輕qkm,qh~V,H,n,G;構(gòu)形隨燃油消耗,G↓飛行特點(diǎn)等速平飛CL↓(α↓)CD↓(n↓)∴飛行中需逐漸推桿收油門耗油特點(diǎn)可選最佳V、H組合使一定構(gòu)形、重量下的耗油最少定高定速巡航的航程和航時(shí)(噴氣飛機(jī))給定飛行狀態(tài)，確定續(xù)航性能按任務(wù)的兩類續(xù)航性能計(jì)算問題選擇飛行狀態(tài)得到最佳續(xù)航性能定高定速巡航的航程和航時(shí)(噴氣飛機(jī))給定H（不計(jì)qkh、η隨速度的變化）G/K=T

min

Vmax-endurance=Vmin-DG/(KV)

=T

/V

min

Vmax-range

定高定速巡航的航程和航時(shí)(噴氣飛機(jī))久航速度與遠(yuǎn)航速度H=5kmH=11km定高定速巡航的航程和航時(shí)(噴氣飛機(jī))最佳巡航特點(diǎn)巡航中速度、高度不變限制了續(xù)航性能的最優(yōu)化。應(yīng)考慮飛機(jī)重量的不斷變化。這里結(jié)合渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)，討論最佳續(xù)航規(guī)律。通常對(duì)應(yīng)于11km以上的高度，即在同溫層，此時(shí)(11kmH20km):假設(shè)定直平飛噴氣飛機(jī)最佳巡航特點(diǎn)一旦初始定直平飛，且保持M,n不變，巡航中無論G,H如何變化，勿需調(diào)整Cx(通過α)均能自動(dòng)保持切向力平衡，這時(shí)Cy也不變。隨燃油消耗，飛機(jī)緩慢上升(ρH)。某一G下噴氣飛機(jī)最佳巡航特點(diǎn)故最佳巡航問題演變?yōu)閷で筮m當(dāng)?shù)?M,n)組合，使久航問題遠(yuǎn)航問題按等速定油門穩(wěn)桿方式巡航GxΔGGx

-ΔG定義：最大活動(dòng)半徑飛機(jī)由機(jī)場(chǎng)出發(fā)，飛到目標(biāo)上空完成一定任務(wù)后再返回原機(jī)場(chǎng)所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離最大活動(dòng)半徑計(jì)算問題描述

巡航開始、終了重量分別為G1、G2，執(zhí)行任務(wù)消耗的重量G，且L1=L2，確定Gx使L=L1+L2max。GLG1G2L1

=L2噴氣飛機(jī)最大活動(dòng)半徑求解設(shè)巡航于H11km高度，按照定n,M最優(yōu)巡航原理可得噴氣飛機(jī)最大活動(dòng)半徑增加可用燃油

設(shè)計(jì)合理的內(nèi)部?jī)?chǔ)油空間提高氣動(dòng)效率，使Kmax

副油箱(不利因素：增加G和迎面阻力)空中加油根據(jù)任務(wù)需要，選用合適的發(fā)動(dòng)機(jī)，使推力要求匹配，且耗油率盡量小設(shè)計(jì)最佳航路方案，包括考慮非標(biāo)準(zhǔn)使用條件的影響，如風(fēng)：航時(shí)問題取決于空速與地速無關(guān)，風(fēng)沒有影響航程問題與地速相關(guān)，即(順風(fēng)為“＋”)，故順風(fēng)時(shí)可增加航程，逆風(fēng)時(shí)減少減輕飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量增加航程和航時(shí)的途徑續(xù)航性能指標(biāo)：L、T、R

決定因素：mky、qkm、qh兩類計(jì)算問題：給定飛行狀態(tài)的巡航參數(shù)計(jì)算，并確定給定高度的久航、遠(yuǎn)航速度；噴氣飛機(jī)最佳續(xù)航性能的特點(diǎn)及其參數(shù)計(jì)算。