涡轮风扇发动机性能课件

Flying College 飞行性能与计划飞行性能与计划飞行性能与计划 飞行性能与计划飞行性能与计划 Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页2飞行性能与计划课程介绍概念 完全理解完全理解多发大型运输机的飞行性能相关概念的飞行性能相关概念图表 掌握相关性能图表的使用方法掌握相关性能图表的使用方法考试题型单选单选 名词解释名词解释 填空填空 简述简述 计算计算 图表图表本课程是本课程是飞行原理飞行原理的后续课程。的后续课程。绪论绪论第一章 第 页2飞行性能与计划课程介绍概念 本课Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页3飞行剖面飞行剖面第一章 第 页3飞行剖面Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页4本书章节l第1章 预备知识 l第2章 起飞性能 l第3章 飞机上升,巡航和下降性能 l第4章 着陆性能 l第5章 重量与平衡 l第6章 飞行计划的制定第一章 第 页4本书章节第1章 预备知识 Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页5第一章第一章 预备知识预备知识1 11 1 大气和国标大气（大气和国标大气（ISAISA）1 12 2 高速飞机的升阻力特性高速飞机的升阻力特性1 13 3 涡轮风扇发动机性能涡轮风扇发动机性能第一章 第 页5第一章 预备知识11 大气和Flying College 2009Flying College飞行性能与计划飞行性能与计划1.1 大气和国际标准大气飞行性能与计划1.1 大气和国际标准大气Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页71.1 大气和国际标准大气大气和国际标准大气所谓国际标准大气（所谓国际标准大气（ISA)就是假象的大气结构，人为就是假象的大气结构，人为的规定空气的物理物理性质的规定空气的物理物理性质（包括温度、密度、气压等）包括温度、密度、气压等）及其随高度的变化关系，作为基准使用。及其随高度的变化关系，作为基准使用。国际标准大气由国际标准大气由国际民航组织国际民航组织(ICAO)制定，它是以制定，它是以北半球中纬度地区北半球中纬度地区大气物理特性的大气物理特性的平均值平均值为依据建立的。为依据建立的。气体的状态方程：气体的状态方程：第一章 第 页71.1 大气和国际标准大气所谓国Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页81.1.1 标准大气物理性质标准大气物理性质 高度高度 H=0英尺英尺 温度温度 t0=15或或59大气压大气压p0=29.92英寸汞柱或英寸汞柱或1013.2百帕或百帕或760mmHg复习：复习：1m=3.28ft 1Nm=1.85km 1mile=1.6km第一章 第 页81.1.1 标准大气物理性质 Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页92、温度、密度、压强、音速随高度的变化、温度、密度、压强、音速随高度的变化 音速音速 音速是指弱扰动波的传播速度，反映了传播介质音速是指弱扰动波的传播速度，反映了传播介质可压缩性的大小，可压缩性的大小，音速越大，物质越难压缩音速越大，物质越难压缩。第一章 第 页92、温度、密度、压强、音速随高度Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页10H36089英尺英尺 t=t0-0.002H H,P,即高度每升高即高度每升高1000ft，温度降低，温度降低2 36089H65574英尺英尺 t=-56.5 H,P,温度比温度比、压力比、压力比、密度比、密度比概念概念=T/T0=P/P0=/0 温度变化温度变化 三者的关系：三者的关系：第一章 第 页10H36089英尺 温度比Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页11表表 1.1国际标准大气表国际标准大气表第一章 第 页11表 1.1Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页12 密度高度：对非标准大气温度经过修正后的压力高度。密度高度：对非标准大气温度经过修正后的压力高度。能直接用来确定飞机的飞行性能。能直接用来确定飞机的飞行性能。压力高度：高度表调至参考面气压值后指示出的高度压力高度：高度表调至参考面气压值后指示出的高度1）当高度表设定值为标准海压当高度表设定值为标准海压(QNE)时，指示高度为标时，指示高度为标准海压高度准海压高度。2）当高度表设定值为修正海压当高度表设定值为修正海压(QNH)时，指示高度为修时，指示高度为修正海压高度正海压高度。3）当高度表设定值为机场压力当高度表设定值为机场压力(QFE)时，指示高度为场压时，指示高度为场压高度。高度。1.1.1 非标准大气非标准大气第一章 第 页12 密度高度：对非标准大气温度Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页13机场标高机场标高600 ft,QNH是是997 hPa,找出标准海平面高度。找出标准海平面高度。Example 1 由标高求标准海平面高度由标高求标准海平面高度注：高度升高注：高度升高30ft,压强降低压强降低1hPa.第一章 第 页13机场标高600 ft,QNHFlying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页14Example 2 由标高求标准海平面高度由标高求标准海平面高度机场标高机场标高600 ft,QNH是是1027 hPa,找出标准海平面高度找出标准海平面高度。第一章 第 页14Example 2 由标高求标Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页15实际大气与标准大气的相互换算实际大气与标准大气的相互换算 确定实际大气与标准大气的温度偏差（确定实际大气与标准大气的温度偏差（t），即），即ISA偏差偏差，将温度表示为将温度表示为 ISA+t例：某机场气温例：某机场气温20，气压高度，气压高度2000ft,确定机场的确定机场的ISA偏差。偏差。ISA温度温度=15-22=11 ISA温差温差=20-11=9 温度表示为：温度表示为：ISA+9 第一章 第 页15实际大气与标准大气的相互换算Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页16非标准大气的密度计算：非标准大气的密度计算：例：实际温度为例：实际温度为30，气压高度，气压高度3000ft,确定空气密度确定空气密度。解：首先可求出温度比，解：首先可求出温度比，（27330）/288=1.0521 再根据气压高度查表得再根据气压高度查表得 0.8962 由由 =/即可求出即可求出0.85180.8518 。则实际的空气密度则实际的空气密度 0 0 0.00202470.0020247第一章 第 页16非标准大气的密度计算：例：实Flying College 2009Flying College飞行性能与计划飞行性能与计划1.2 高速飞机的升阻力特性高速飞机的升阻力特性飞行性能与计划1.2 高速飞机的升阻力特性Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页181.M数对飞机的升力系数数对飞机的升力系数CL的影响的影响1.2.1 飞行飞行M数对升、阻力系数的影响数对升、阻力系数的影响第一章 第 页181.M数对飞机的升力系数CLFlying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页192、M数对飞机的最大升力系数数对飞机的最大升力系数CLMAX的影响的影响第一章 第 页192、M数对飞机的最大升力系数CFlying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页203、M数对飞机的阻力系数数对飞机的阻力系数CD的影响的影响第一章 第 页203、M数对飞机的阻力系数CD的Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页213、M数对飞机的阻力系数数对飞机的阻力系数CD的影响的影响第一章 第 页213、M数对飞机的阻力系数CD的Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页224、M数对飞机的最大升阻比数对飞机的最大升阻比KMAX的影响的影响第一章 第 页224、M数对飞机的最大升阻比KMFlying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页23低速飞行时，常常用飞机的最大升阻比最大升阻比，高速飞行时，常常用气动效率气动效率MK来衡量飞机的气动性能的好坏。5、衡量飞机气动性能好坏的标准、衡量飞机气动性能好坏的标准随着飞行随着飞行M数的增加数的增加,气动效率气动效率MK会先增大后减小。会先增大后减小。第一章 第 页23低速飞行时，常常用飞机的最大升Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页246、高速飞行对临界迎角的影响、高速飞行对临界迎角的影响高亚音速飞行高亚音速飞行,飞机的临界迎角会减小。飞机的临界迎角会减小。第一章 第 页246、高速飞行对临界迎角的影响高Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页251.2.2 飞机重心对升、阻力系数的影响飞机重心对升、阻力系数的影响 重心靠前，会使同迎角下飞机的升力系数和最大升重心靠前，会使同迎角下飞机的升力系数和最大升力系数减小，阻力系数增加。力系数减小，阻力系数增加。平尾负升力增加平尾负升力增加,飞机总升力减少飞机总升力减少,总升力系数减少。总升力系数减少。第一章 第 页251.2.2 飞机重心对升、阻力Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页261.2.3 飞机重量对升、阻力系数的影响飞机重量对升、阻力系数的影响 飞机重量增大，会使同迎角下飞机的升力系数和最飞机重量增大，会使同迎角下飞机的升力系数和最大升力系数减小。大升力系数减小。第一章 第 页261.2.3 飞机重量对升、阻力Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页271.2.4 扰流板对升、阻力系数的影响扰流板对升、阻力系数的影响 使用扰流板后，会使飞机的升力系数减小，阻力系数增使用扰流板后，会使飞机的升力系数减小，阻力系数增大。大。第一章 第 页271.2.4 扰流板对升、阻力系Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页281.2.4 扰流板对升、阻力系数的影响扰流板对升、阻力系数的影响第一章 第 页281.2.4 扰流板对升、阻力系Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页291.2.5 一台发动机失效对阻力系数的影响一台发动机失效对阻力系数的影响 一台发动机失效后，会一台发动机失效后，会使飞机的阻力系数增大。使飞机的阻力系数增大。第一章 第 页291.2.5 一台发动机失效对阻Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页301.2.6 FAR失速和失速和1g失速介绍失速介绍 由于试飞确定失速速度的方法不同，导致得到的失速速度大由于试飞确定失速速度的方法不同，导致得到的失速速度大小不同。分别称为小不同。分别称为FAR失速速度（早）和失速速度（早）和1g失速速度（晚）。失速速度（晚）。FAR失速速度较失速速度较1g失速速度小。失速速度小。例：B747-400的的1g失速速度比失速速度比FAR失速速度大失速速度大6%。第一章 第 页301.2.6 FAR失速和1g失Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页31图B6 表明，升力系数增加到增加到最大升力系数(CLmax)，并在迎角增加超过某个值时，突然减小。这个现象叫作失速，可以确定两个速度：-VS1g，对应最大升力系数（即：在升力即将减小之前）。在这个时刻，过载系数仍然等于1。-VSFAR，对应常规失速（即：当升力开始快速减小时）。在这个时刻，过载系数总是小于1。第一章 第 页31图B6 表明，升力系数增加到增Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页32 飞行中很多速度均以飞行中很多速度均以Vs为基准确定，使用不同的为基准确定，使用不同的Vs为基准，为基准，则确定这些速度采用的因子也不同。则确定这些速度采用的因子也不同。如：起飞安全速度如：起飞安全速度V2应不小于应不小于1.2VSFAR或或1.13VS1g。新型飞机审定中，越来越多的倾向于使用新型飞机审定中，越来越多的倾向于使用Vs1g第一章 第 页32 Flying College 2009Flying College飞行性能与计划飞行性能与计划Contents1.3 涡轮风扇发动机性能介绍涡轮风扇发动机性能介绍飞行性能与计划Contents1.3 涡轮风扇发动机性能介绍Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页3413 涡轮风扇发动机性能介绍涡轮风扇发动机性能介绍 风扇发动机功率（推力）的主要指示参数为风扇发动机功率（推力）的主要指示参数为低压转子转速低压转子转速N1或发或发动机的压力比动机的压力比EPR，燃油流量，燃油流量FF和排气温度和排气温度EGT为辅助指示参数。为辅助指示参数。第一章 第 页3413 涡轮风扇发动机性能介绍Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页35涡扇发动机工作状态显示涡扇发动机工作状态显示第一章 第 页35涡扇发动机工作状态显示Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页361.3.1 飞行速度对发动机性能的影响飞行速度对发动机性能的影响图图 1-7b发动机推力特性发动机推力特性第一章 第 页361.3.1 飞行速度对发动机性Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页37随速度增大，燃油流随速度增大，燃油流量和耗油率增大。量和耗油率增大。图图 1-8燃油流量与耗油燃油流量与耗油率随速度的变化率随速度的变化1.3.1 飞行速度对发动机性能的影响飞行速度对发动机性能的影响第一章 第 页37随速度增大，燃油流量和耗油率增Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页38高度增加，发动机推力和燃高度增加，发动机推力和燃油流量减小；耗油率基本不油流量减小；耗油率基本不变。变。1.3.2 飞行高度对发动机性能飞行高度对发动机性能的影响的影响图图 1-9某发动机高度特性某发动机高度特性第一章 第 页38高度增加，发动机推力和燃油流量Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页39 在气温较低时，发动机的推力随温度增加可保在气温较低时，发动机的推力随温度增加可保持基本不变，当气温增加到一定值时，发动机推持基本不变，当气温增加到一定值时，发动机推力随温度的增加而减小。力随温度的增加而减小。1.3.3 气温对发动机性能的影响气温对发动机性能的影响图图 1-10某发动机高度特性某发动机高度特性第一章 第 页39 在气温较低时，发动机的Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页40最大起飞最大起飞/复飞工作状态复飞工作状态最大上升工作状态最大上升工作状态最大连续工作状态最大连续工作状态最大巡航工作状态最大巡航工作状态减推力减推力/功率工作状态功率工作状态慢车工作状态慢车工作状态反推工作状态反推工作状态1.3.4 燃气涡轮发动机常用的工作状态燃气涡轮发动机常用的工作状态:第一章 第 页40最大起飞/复飞工作状态1.3Flying College 2009Flying College第一章第一章 第第 页页41本章小结本章小结 标准海平面大气参数及其变化规律标准海平面大气参数及其变化规律 ISA偏差偏差 飞行飞行M数对升阻力系数及最大升力系数的影响数对升阻力系数及最大升力系数的影响 飞机重心位置对升力、阻力的影响飞机重心位置对升力、阻力的影响 飞机重量对最大升力系数的影响飞机重量对最大升力系数的影响 FAR失速与失速与1g失速的关系失速的关系第一章 第 页41本章小结 标准海平面大气参