新型飞机跑道方案样本

错误 ! 未找到资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。新型倾斜飞机跑道设计构想引言机场跑道是指飞机场内用来供应航空飞行器起飞或降落的超长条形区 域 , 其材质能够是沥青或混凝土 , 或者是弄平的草、 土或碎石地面 , 也能够是水面 , 甚至能够是木板 , 页岩 , 珊瑚虫 , 粘土等铺设的。现在全球范围内跑道普遍使用以陆地为基础。第一章现有飞机跑道概述现在的飞机跑道都是水平铺设的 , 飞机在着陆过程中存在着较长的着陆滑跑距离 , 其所具有的能量以热能的形式散失而无法重复利用。 在起飞过程中的滑跑距离则更长。 这导致了在现有技术条件下 , 飞机跑道的长度难以缩短 , 能量被大量浪费。引用源。 列出了部分型号飞机的起飞着陆性能:飞 机 型米格 -27幻影 5F-4E波音 747DC-8 超号63起 飞 滑700900133831703505跑距离 /m着 陆 滑80083091519421801跑距离 /m表格 1资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。从 错误 !未找到引用源。 中能够看出 ,战斗机起飞和着陆滑跑距离较短 ,在 1000m左右 ,而运输机则在m 至 3000m 左右。特别是在高原地区 ,由于空气稀薄,相同速度下产生的升力小于水平面,因此在起飞过程中所需的滑跑加速距离特别长。世界上最长的民用机场跑道中国昌都邦达机场长度5500 米,海拔 4300 多米。美国加利福尼亚州穆罗克的罗杰斯干湖床上的爱德华空军基地跑道长度达 11265 米。有没有一种方法能够在现有飞机性能的前提下缩短飞机跑道长度呢 ?第二章理想化模型能够尝试建立一个理想化的物理模型 : 在水平地面上运动的质量为 m的质点 , 速度为 v, 地面摩擦因数为 , 停止距离为 s. 则有 ( 以下 , G 为其重力 , N 为其与地面的压力 , l 为其在斜面的位移 , g 为重力加速度 , f 为摩擦力 ) 则 错误 ! 未找到引用源。 :图 1资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。NGG mgfNfs11mv 202得出s1v 22 g如果 , 将水平面改为倾角为的倾斜面, 则如 错误 !未找到引用源。图 2GmgNG cosfNfG cosmaadvdt资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。dlvdt积分 ,得0lcos )vdvg(sinv0即lv 2cossin )2 g (s2l cos从而有s2v22g(tan )因此s1s2因此 ,初速度相同时在倾斜轨道上运动的质点停止所需的距离要短于在水平轨道上运动的质点。 同理 , 质点收到外力作用加速至一定速度时 , 在倾斜轨道上向斜下方运动要比单纯借助外力加速所需的距离要短。 因此 , 借助倾斜轨道能够利用重力的效应 , 缩短飞机的滑跑距离。第三章飞机滑跑模型3.1起飞过程可是飞机的运动情况要比质点复杂的多 , 除了重力、 支持力、摩擦力之外 , 还有升力和空气阻力 , 而后两者都是随速度变化的资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。函数。下面对于飞机起飞时滑跑距离的问题作进一步讨论。飞机起飞 ( 或降落 ) 受力如 错误 !未找到引用源。 所示图 3开始 ,飞机的阻力和升力都等于0;随着滑跑速度的增加,阻力和升力也跟着增大。 当滑跑速度略大于飞机的失速速度的 10%时 , 飞机抬头 , 迎角增加 , 升力很快超过重力 , 由于地面摩擦阻力的消失和起落架的收起使飞机阻力大大减小 , 飞机净推力增加。 飞行速度达到 1.2vs ( 失速速度 ) 时 , 飞机转入爬升。 按照 FAA规定 , 起飞安全速度大于等于1.2vs 。其中vs2GCL, max S( G 为飞行重力 ,C L, max 为最大升力系数, S 为机翼面积 )则有NWL资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。fN平行地面方向向前合力为FTD(GL)Fma观察此式 ,加速度 a 为T( 发动机推力 ) 、 D( 空气阻力 )、G( 飞机重力 )、 L( 升力 )、的函数。起飞之际 ,在大部分起飞距离内 , T为合理常数 ( 特别是对喷气式飞机 ) , G、也是常数。但 L 和 D两者随速度而改变。因为L1v2 SC2L和12S(CD ,0CL2Dv)2eAR其中 AR 为飞机的展弦比。对于需做些解释。当飞机接近地面飞行时 ,其翼尖漩涡的强度 ,因为与地面的交互影响 ,多少有些降低。因为这些漩涡 , 诱导机翼产生下降流 w ( downwash) ,接着又生诱导阻力; 当飞机接近地面飞行时, 下降流和连带的诱导阻力都降低了 ,这一现象称之为地面效应( ground effect) ,这是因为飞机高于地面接近降落的瞬间, 具有上浮倾向。 基于空气动力学原理得近似式为（2）16h / b1(16h / b)2其中 , h为机翼距地面高度 , b为翼展。基于上述 ,要精确计算在起飞距离内速度对时间的变化和最资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。后的离地距离 ,需对上式进行积分。 且应分别由上两式考虑到T 和D 因速度不同的变化,以及任何对推力T 的速度影响。这些力沿起飞距离的标准变化如错误 !未找到引用源。 所示。其中s 正比于 v 2 。因D 和 T 都正比于动压 q1v 2 ,故她们在图中看来 , 近似线性变2化 ; 同时 , 该图依赖喷气飞机绘出, 故推力 T 亦为相正确常数。图 4简单而近似的起飞距离sL0 可求得如下。假定T 为常数 ,也假定阻力和摩擦力之和平均值为D(WL) 平均 ,以产生适当的起飞距离 sL 0 。于是 ,作用于起飞飞机的有效力为F有效T D(WL) 平均由 错误 !未找到引用源。 来看 ,该假定是合理的:故加速力为F有效 。F有效m dvdtdsvdt