第二章 分析性能方法

飞 机 性 能 工 程,airplane performance engineering,分析性能的方法,中国民用航空大学空中交通管理学院航务系,1,推力法,通过分析飞机的阻力特性与发动机的推力特性，采用图解方法来确定飞机,定常,飞行时的性能数据。,关键：找出推力速度关系、阻力速度关系曲线。,1,推力法,1,、定常平飞需用推力曲线,Four forces act on aircraft,1,推力法,1,、定常平飞需用推力曲线,1,推力法,1,、定常平飞需用推力曲线,Level Flight,1,推力法,1,、定常平飞需用推力曲线,The required thrust for level flight,1,推力法,1,、定常平飞需用推力曲线,1,推力法,1,、定常平飞需用推力曲线,1,推力法,2,、定常平飞需用推力的影响因素,重量：,高度：,构型：,1,推力法,2,、定常平飞需用推力的影响因素,重量：,高度：,构型：,1,推力法,2,、定常平飞需用推力的影响因素,重量：,高度：,构型：,broken line:,compressibilityreal line:,no compressibility,1,推力法,2,、定常平飞需用推力的影响因素,重量：,高度：,构型：,Broken lines represent gear down,1,推力法,3,、,可用推力曲线,高度：,速度：,V,Fav,高度升高,1,推力法,4,、速度分析,1,最小速度：,低空,高空,高度影响,重量影响,1,推力法,4,、速度分析,2,最大速度（推力）：,高度影响,重量影响,1,推力法,4,、速度分析,3,最小阻力速度：,两个速度区,重量,高度（,Ve,、,V,T,）,broken line:,compressibilityreal line:,no compressibility,1,推力法,5,、最大航时速度,1,推力法,6,、最大航程速度,1,推力法,6,、最大航程速度,(*,不要求*,),1,推力法,6,、最大航程速度,(*,不要求*,),1,推力法,6,、最大航程速度,(*,不要求*,),1,推力法,7,、剩余推力与爬升能力分析,1,推力法,7,、剩余推力与爬升能力分析,Residual Thrust,1,推力法,7,、剩余推力与爬升能力分析,可用推力大于所需推力，即,F,0,，,则航迹角,0,，,飞机将定常爬升。此时，发动机往往采用最大爬升推力或最大连续推力；,可用推力等于所需推力，即,F,0,，,则航迹角,0,，,飞机将作等速平飞。此时，发动机推力应按飞行速度大小的要求进行调节；,可用推力小于所需推力，即,F,0,，,则航迹角,0,，,则航迹角,0,，,飞机将定常爬升；,可用功率等于所需功率，即,N,0,，,则航迹角,0,，,飞机将作等速平飞；,可用功率小于所需功率，即,N0,，,则航迹角,0,，,飞机将定常下降。,2,功率法,3,、快升速度,2,功率法,3,、快升速度,3,能量法,1,、,能量高度,It represents the airplanes potential flight altitude ability.,3,能量法,1,、,能量高度,Constantenergyheightcurve,3,能量法,1,、,能量高度,In flight,if the thrust is not equal to the drag,then the airplanes energy height will be changed.,3,能量法,2,、,能量爬升率,能量变化率,上式和定常爬升率计算公式在形式上是一样的，表示能量高度的变化率，故也可以叫它为能量爬升率，即,3,能量法,3,、,变速爬升率,3,能量法,3,、,变速爬升率,加速因子,3,能量法,3,、,变速爬升率,如果爬升过程中没有动能变化，其加速因子为零，则，此即等速爬升的情况；,若加速因子为正，则，即有一部分剩余功率转换成了飞机的动能，而用于增加位能的功率则减少了，爬升率小于定常爬升时的爬升率，飞机将加速爬升；,若加速因子为负，则，则有一部分动能转变成势能，爬升角增大，爬升率大于定常爬升时的爬升率，飞机将减速爬升。,4,解析法,1,、,解析法的基本概念,飞行力学领域内，在研究飞行轨迹的特性时，常采用数学的方法，去描述它的状态变化，并通过数学的演绎推理、概括分析而求出合乎实际的规律性。换言之，它要根据客观实践去建立轨迹诸参数之间的函数关系，并求出它的解。并不是所有的数学分析都可以叫做解析法。,所谓解析法，是特指根据对象的物理意义把变量关系表述成解析函数而求解的方法。,4,解析法,2.,解析法的优点和局限,具有周密、严谨，能直接准确求得所需参数的特点。对于定常飞行情况，飞机所受外力（空气动力、推力和重力）处于平衡状态，这样飞机的运动方程中就不存在微分项，其微分方程变为代数方程，因而可以解析研究处理。此外，如果某些飞行状态量的导数不等于零，但为常数，此时运动方程亦可化为代数方程，故也可解析研究处理。,和图解分析方法相比，解析法不够直观；,飞行性能计算的主要原始数据一般难以表示成飞行状态参数的解析表达形式，这给解析分析研究带来困难。,大多数问题是无法找到解析函数的，或者找到的解析函数方次太高，难以用解析法求解。,4,解析法,3,、应用,