第二章 分析性能方法(精品).ppt

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1、 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 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。飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance en

2、gineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 1、定常平飞需用推力曲线、定常平飞需用推力曲线Four forces act on aircraft 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学

3、空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 1、定常平飞需用推力曲线、定常平飞需用推力曲线 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 1、定常平飞需用推力曲线、定常平飞需用推力曲线Level Fligh

4、t 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 1、定常平飞需用推力曲线、定常平飞需用推力曲线The required thrust for level flight 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance enginee

5、ringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 1、定常平飞需用推力曲线、定常平飞需用推力曲线 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国

6、民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 1、定常平飞需用推力曲线、定常平飞需用推力曲线 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 2、定常平飞需用推力的影响因素、定常平飞需用推力的影响因素 重量：重量：高度：构型：飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工

7、 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 2、定常平飞需用推力的影响因素、定常平飞需用推力的影响因素 重量：高度：高度：构型：飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学

8、空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 2、定常平飞需用推力的影响因素、定常平飞需用推力的影响因素 重量：高度：高度：构型：broken line:compressibilityreal line:no compressibility 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中

9、交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 2、定常平飞需用推力的影响因素、定常平飞需用推力的影响因素 重量：高度：构型：构型：Broken lines represent gear down 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院

10、航务系 1 1 推力法推力法 3、可用推力曲线可用推力曲线 高度：速度：VFav高度升高 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 4、速度分析、速度分析1 最小速度：最小速度：低空 高空 高度影响 重量影响 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airpla

11、ne performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 4、速度分析、速度分析2 最大速度（推力）：最大速度（推力）：高度影响 重量影响 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中

12、国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 4、速度分析、速度分析3 最小阻力速度：最小阻力速度：两个速度区 重量 高度（Ve、VT）飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 broken line:compr

13、essibilityreal line:no compressibility 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 5、最大航时速度、最大航时速度 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringair

14、plane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 6、最大航程速度、最大航程速度 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航

15、务系 1 1 推力法推力法 6、最大航程速度、最大航程速度(*不要求不要求*)飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 6、最大航程速度、最大航程速度(*不要求不要求*)飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engin

16、eeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 6、最大航程速度、最大航程速度(*不要求不要求*)飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务

17、系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 7、剩余推力与爬升能力分析、剩余推力与爬升能力分析 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 7、剩余推力与爬升能力分析、剩余推力与爬升能力分析Residual Thrust 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能

18、工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 1 1 推力法推力法 7、剩余推力与爬升能力分析、剩余推力与爬升能力分析可用推力大于所需推力，即F0，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F0，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

19、需推力，即F0，则航迹角0，则航迹角则航迹角0，飞飞机将定常爬升；机将定常爬升；可用功率等于所需功率，即可用功率等于所需功率，即N0，则航迹角则航迹角0，飞机将作等速平飞；飞机将作等速平飞；可用功率小于所需功率，即可用功率小于所需功率，即N0，则航迹角则航迹角0，飞飞机将定常下降。机将定常下降。飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国

20、民用航空大学空中交通管理学院航务系 2 2 功率法功率法 3、快升速度、快升速度 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 2 2 功率法功率法 3、快升速度、快升速度 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairpl

21、ane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 3 3 能量法能量法 1、能量高度能量高度It re

22、presents the airplanes potential flight altitude ability.飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 3 3 能量法能量法 1、能量高度能量高度Constantenergyheightcurve 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程

23、程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 3 3 能量法能量法 1、能量高度能量高度In flight,if the thrust is not equal to the drag,then the airplanes energy height will be changed.飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane

24、 performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 3 3 能量法能量法 2、能量爬升率能量爬升率能量变化率能量变化率上上式式和和定定常常爬爬升升率率计计算算公公式式在在形形式式上上是是一一样样的的，表表示示能能量量高高度度的的变变化化率率，故故也也可可以以叫叫它它为为能能量量爬爬升升率率，即即 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane perfor

25、mance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 3 3 能量法能量法 3、变速爬升率变速爬升率 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系

26、中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 3 3 能量法能量法 3、变速爬升率变速爬升率加速因子加速因子 飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 3 3 能量法能量法 3、变速爬升率变速爬升率 如果爬升过程中没有动能变化，其加速因子为零，则，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

27、的情况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；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，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。速爬升。飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance

28、 engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 4 4 解析法解析法 1、解析法的基本概念解析法的基本概念 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

29、数而求解的方法。飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 4 4 解析法解析法 2.解析法的优点和局限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

30、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。飞飞飞飞 机机机机 性性性性 能能能能 工工工工 程程程程airplane performance engineeringairplane performance engineering中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系中国民用航空大学空中交通管理学院航务系 4 4 解析法解析法 3、应用、应用