1性能计算解析优秀PPT

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,飞行动力学,飞机飞行性能计算,左英桃,飞行动力学Flight Dynamics,按力学基本原理结合具体对象（飞机）来分析、探讨其在有限制或无限制状况下的运动特性。,飞行动力学是一门综合性的应用力学。,目的是为了评估飞机的运用（作战）性能和飞行的平安性以及驾驶员实现预定性能的难易程度。例如：,满足平安飞行的需求,满足预定的战术技术指标（高度、速度、航程、载荷）,飞行力学的探讨内容分支,内容,研究问题,数学模型,飞行性能,飞机在外力作用下质心的运动规律，飞机的极限飞行能力,质点（三自由度）,操纵性,稳定性,外界扰动或操纵下的飞机的运动特性，飞机保持和改变飞行状态的能力,刚体（六自由度）,气动弹性,结构弹性平衡和飞机结构在极短时间内的反应特性，如结构发散、颤振,弹性体,正常起飞重量(kg),23000,20212,15240,15740,最大起飞重量(kg),33000,30845,18500,25402,实用升限(m),18000,18300,17000,15240,最大平飞M数,2.35,2.5,2.3,1.8,最大使用过载,9,7.33,9,7.5,起飞滑跑距离(m),450,274,250,427,着陆滑跑距离(m),620,1067,600,670,对空作战半径(km),1500,1270,1200,740,转场航程(km),3680,(机内油),4631,2900,3706,几种战斗机性能表,Su-27,F-15C,Mig-29,F-18C,(不用减速伞),飞机飞行性能,检验飞机设计方案是否能够满足设计使命，能否满足预定的预定的战术技术要求,通过具体参数来表征飞机在各飞机阶段的飞行实力，例如：,飞机的最大最小飞行速度,飞机的升限,上升率,加减速时间,给定高度的航程,通常比较飞机的极限飞行实力,计算,分析,本课程的主要内容,飞机性能计算的原始数据，,气动推力重力,飞机的基本飞行性能，,定常直线飞行的高度、速度等,飞机的续航性能，,飞行时间和距离,飞机的机动飞行性能，,转弯筋斗等,飞机的起飞和着陆性能，,起飞着陆距离,飞机的任务性能，,飞行剖面,第一章 飞机飞行性能计算所需的原始数据,飞行过程中的受力分析及角度定义(一),P,发动机推力,Y,升力,Q,阻力,G,重力,j,fd,发动机安装角,a,迎角,g,爬升角,q,俯仰角,V,飞行速度,发动机,发动机安装角,3,2,机身轴线,发动机轴线,发动机尾喷口轴线,相对于发动机轴有5,夹角,定直平飞的受力分析,定常直线水平飞行,受力分析及角度定义(二),P,发动机推力,Z,侧力,Q,阻力,b,侧滑角,Y,偏航角,c,航迹方位角,V,飞行速度,受力分析及角度定义(三),Y,升力,Z,侧力,G,重力,g,滚转角,重力G,重力大小：G=m g,m飞机质量,飞机质量随燃油消耗外挂投放等变更,性能计算过程中，飞机质量通常取常值,g重力加速度,重力加速度与地理位置飞行高度相关，但变更很小,通常取9.81,重力方向：铅垂向下,标准大气,海平面大气参数：,H,=0 m,T,=288.15 K,p,=101325 Nm,-2,r,=1.225 kgm,-3,g,=9.80665 ms,-2,气动力：Y/Q/Z,气动力可以分解为Y/Q/Z三个力,其中,q,为动压,其中,S,为,机翼参考面积,23,38,62,52.5/62.3,56.5,27.9,37.2,465,常见飞机的参考面积,Mig-21/J-7,Mig-29,Su-27,F-14,F-15,F-16,F-18,B-2,升力特性,Cy为升力系数，取决于飞机的气动布局（翼型、机翼平面形态、襟翼偏角、平尾偏角等）及飞行状态（高度、M数、迎角等），在小迎角范围内：,其中Cjy为平尾偏转引起的升力系数变更，j为平尾偏角，通常Cjy j这一项的值比较小，可以忽视,Cay称为升力线斜率,升力方向：飞机对称面内垂直于飞行速度方向,升力大小：,升力曲线,某其次代战斗机,接受对称翼型,a0=0,a,0,大迎角区的升力特性,C,y,max,最大,升力系数,a,lj,临界迎角,C,y,sx,失速,升力系数,a,sx,失速迎角,C,y,yx,最大,允许,使用,升力系数,a,yx,C,y,dd,抖动,升力系数,a,dd,Mig-21/J-7,1.16,(,C,y,dd,=0.65),Mig-29,1.35,Su-27,1.85,F-16,1.4,常见飞机的,C,y,max,M数对升力曲线的影响,展弦比对升力系数的影响,阻力的产生,阻力依据产生的缘由分类,摩擦阻力,压差阻力,诱导阻力,干扰阻力,零升波阻,升致波阻,阻力依据与升力是否相关可分为,升致阻力（诱导阻力、升致波阻）,零升阻力（摩擦阻力、压差阻力、干扰阻力、零升波阻）,阻力特性,阻力系数和升力系数的关系,C,y,-,C,x,曲线称为,升阻极曲线,，这条曲线通常可以写成抛物线的形式：,其中：,C,x,阻力系数,C,x,0,零升阻力系数,C,xi,升致阻力系数,A,诱导阻力因子,升阻极曲线,低速时极曲线变更不大,零升阻力系数,升致阻力因子,升阻比,K,升阻比：,最大升阻比,K,max,对应的,C,y,称为有利升力系数,C,yyl,最大升阻比,K,max,最大升阻比,K,max,亚音速,超音速,Mig-15,14.6,Mig-21/J-7,8.4,4.7,Mig-29,12,4.2,F-86,14,F-4,9.8,4.13,F-16,10.8,4.2,B-52,19,高空长航时,30,常见飞机的最大升阻比,现代飞机上常用的发动机,涡喷,涡扇,发动机（涡喷涡扇）,推力,油耗,油门转速,飞行速度,飞行高度,推力转速,发动机的几种工作状态,加力,最大,额定,巡航,慢车,推力速度,某飞机在11km高空的全加力推力随M数变更曲线,推力高度,不同高度下，大气温度、密度不同，因而推力不同。,H11km,时，温度不变，推力与密度有如下关系：,可用推力,P,ky,发动机安装在飞机上会带来推力损失,Pky=hP,通常最大状态或加力状态的推力对性能计算比较重要，所以可用推力一般是指发动机（一台或多台）安装在飞机上之后，其最大推力或全加力推力,不同高度下，可用推力随M数变更的曲线称为可用推力曲线,可用推力曲线,可用推力曲线,耗油率,耗油率,q,Nh：,发动机产生每牛顿推力在每小时内消耗的燃油质量,小时耗油率,小时耗油率,q,h,：飞机每小时消耗的燃油质量,耗油率高度,耗油率转速,转速特性曲线,典型发动机特性,起飞推力,kN,巡航耗油率,kg/(kgh),推重比,飞机,F100-PW-229,129.4,0.647,7.7,F-16C/D,F-15E,F119-PW-200,155.7,0.61,10,F-22,AL-31F,122.58,0.779,8.17,Su-27,WS-9,91.26,0.679,5.05,FBC-1,WP13AII,63.45,0.88,5.28,J-8II,关键词,飞行动力学Flight Dynamics,飞行性能Flight Performance,标准大气Standard Atmosphere,涡喷涡扇发动机Turbojet/Turbofan Engine,极曲线Polar,