飞机性能学习.pptx
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1、 飞机文件适航:AFM运行:波音 FPPM、OM;空客 FCOM物理方面条例方面运行方面介绍第1页/共155页 国际标准大气层ISA通用第2页/共155页 压力模型假设一定体积的空气处于静态平衡之中,空气静力学公式给出通用气体状态方程给出第3页/共155页 通用性能压力模型续第4页/共155页 压力模型续第5页/共155页 压力模型续第6页/共155页 密度模型通用性能第7页/共155页 通用性能国际标准大气表第8页/共155页 通用性能高度测量原理压力面:外界压力测量的层面(实际飞机位置)参考压力面:飞行员通过高度表压力设置旋钮选择的压力第9页/共155页 通用性能高度测量原理续压力设置和指
2、示高度向同一方向移动;高度测量的目的是在飞机与地面之间保持相应的裕度,因此通过高度表压力设置旋钮可以选择不同的实际压力设置。第10页/共155页 高度测量原理续QFE:是机场参考点的压力,使用QFE设置,高度表指示高于机场参考点的高度。QNH:是平均海平面压力。通过对机场参考点压力的测量并移动到平均海平面,在此假设标准的压力变化规律,我们可以计算出QNH。使用QNH设置,高度表指示高于平均海平面的高度(如果温度是标准温度),因而当在机场平面处于ISA状态时,高度表指示真实地形高度。通用性能第11页/共155页 高度测量原理续Standard:与1013hPa一致。使用Standard设置,高度
3、表指示高于1013hPa等压面的高度(若温度是标准的)。在飞行中,飞机脱离当地压力变化时,此设置提供了飞机间的垂直间隔。通用性能第12页/共155页 高度测量原理续飞行高度层:选择Standard设置后的指示高度,以除以100后的英尺表示;过渡高度:是一个指示高度,在此高度以上机组必须选择Standard设置;过渡高度层:是在过渡高度以上的第一个可用飞行高度层。通用性能第13页/共155页 高度测量原理续通用性能在爬升时QNH与Standard之间的改变发生在过渡高度,下降时发生在过渡高度层。过渡高度一般在SID中给出,过渡高度层由ATC给出。第14页/共155页 高度表调定和温度的影响高度表
4、调定的修正温度的修正 在给定指示高度飞行,真实高度随温度的增加而增加结论:温度越高,你飞得越高;温度越低,你飞得越低通用性能ISA及标准气压调定值第15页/共155页 高度表调定和温度的影响实例瑞士SION机场26号跑道ILS进近通用性能真高:10500英尺高于平均海平面,8919英尺高于跑道第16页/共155页 高度表调定和温度的影响实例瑞士SION机场26号跑道ILS进近通用性能ISA-10:真实高度:16000FT10500FT指示高度:16600FT10900FT高度增加:600FT400FTISA-20真实高度:16000FT10500FT指示高度:17300FT11350FT高度增
5、加:1300英尺850英尺结论:当温度偏离标准时,高度测量误差增加;由温度引发的高度测量误差与高度成正比。第17页/共155页 操作速度校准空速(CAS)是通过总压Pt和静压Ps的差值获得的通用性能第18页/共155页 操作速度指示空速(IAS)是由空速指示器指示的速度 IAS=CAS+Ki 其中Ki是仪表修正误差真空速(TAS):是表示飞机在一个与它周围气团相关的运动的基准系统中的速度。地速(GS)代表的是飞机在固定地面基准系统中的速度。它等于修正了风分量后的TAS地速=真空速+风分量通用性能第19页/共155页 操作速度马赫数(MACH)是TAS和音速之间的比值 用海里/小时为单位表示的音
6、速为:音速只取决于温度,因此马赫数可表达为:马赫数由测量的总压和静压计算而得显示的真空速由马赫数获得 通用性能音速为当时飞行高度的音速SAT=以开氏温度计量的空气静温第20页/共155页 真空速的变化通用性能图示解释了在以恒定的CAS(300海里/小时)和恒定的马赫数(M0.78)爬升时TAS相对气压高度的变化情况交叉高度:给定的CAS等于给定的马赫数的高度。第21页/共155页 飞行力学标准升力方程标准阻力方程通用性能CL和CD是迎角、马赫数M和飞机形态的函数第22页/共155页 飞行力学升力和阻力方程用马赫数表达 压力比引入升力和阻力方程可得到与气压高度无关的公式通用性能第23页/共155
7、页 飞行限制 飞行中机体必须承受由发动机、空气动力载荷和惯性力等产生的力,过载系数出现并增加飞机的载荷限制过载系数空客飞机飞机的限制第24页/共155页 飞行限制 最大速度最大操作速度限制VMO/MMO襟翼放出速度限制VFE起落架操作速度限制VLO带轮飞行速度限制VLE飞机的限制第25页/共155页 飞行限制 最小速度1、地面最小控制速度当关键发动机失效时仅使用主要空气动力控制保持飞机控制,横向偏移不超过30FT2、空中最小控制速度当一台关键发动机失效时保持飞机的控制并以不大于5度的坡度保持平直飞行VMCA不能超过1.2VS飞机的限制第26页/共155页 飞行限制 最小速度3、最小离地速度飞机
8、速度等于或高于VMU时飞机可以安全离开地面并继续起飞全发最小离地速度一发失效最小离地速度飞机的限制第27页/共155页 飞行限制 失速速度VS1g:对应最大升力系数,n=1VS:对应常规失速,n1 VS=0.94X VS1g飞机的限制第28页/共155页 最大结构重量 飞机重量定义厂商空重MEW:结构、动力装置、装备、系统及其他被看作是飞机整体的设备项目的重量。包括封闭系统中的液体。使用空重OEW:厂商空重加上营运人的项目 飞机的限制第29页/共155页 最大结构重量 最大结构起飞重量MTOW是按照空中结构抗荷标准、垂直速度等于-1.83米/秒着陆冲击时起落架和结构的抗荷标准确定的最大结构着陆
9、重量MLW 着陆重量受到垂直速度等于-3.05米/秒的着陆冲击时的载荷限制。这个限制就是最大结构着陆重量。最大结构零油重量MZFW机翼中燃油量最小时,作用在翼根的弯矩最大,所以在油箱中没有燃油时需限制重量。这个限制值被称为最大零油重量。飞机的限制第30页/共155页 最大结构重量 最大结构滑行重量MTW一般由MTOW加上滑行用油得来最小结构重量 申请人选择的最低重量,在AFM手册中可查到,要考虑到阵风和扰动载荷的影响。飞机的限制第31页/共155页 环境包线 气压高度限制温度限制在限制内飞机性能得到确认且飞机系统满足取证要求飞机的限制第32页/共155页 发动机的限制 推力调定及EGT限制起飞
10、推力最大连续推力巡航推力爬升推力飞机的限制第33页/共155页 发动机的限制 考虑:地面加速阶段可能出现关键发动机故障起飞第34页/共155页 起飞速度 起飞操作速度1、发动机故障速度VEF:在这个速度上假定关键发动机故障2、决断速度V1 V1是机组能够决定中断 起飞的最大速度,且可以 保证将飞机停在跑道的限 制范围内。起飞第35页/共155页 起飞速度 起飞操作速度PFD 显示起飞第36页/共155页 起飞速度 抬轮速度VR 是驾驶员开始抬前轮的速度。不得小于V1 不得小于105%的VMCA 能够保证在高于起飞表面35英尺之前就达到V2速度 或以最大适用速率抬前轮可以达到满意的VLOF速度
11、离地速度VLOF 是指飞机刚刚 升空时的校准空速。起飞第37页/共155页 起飞速度 起飞安全速度V2 是在发动机发生故障时在高出跑道表面35英尺处必须达到的最小爬升速度 V2MIN 不得小于1.13VSR(JAR)或1.2VS(FAR)不得小于1.1VMCA V2 不得小于V2MIN 及 VR加上在起飞跑道表面上空达到35英尺之前获 得的速度增量。最大刹车能量速度VMBE 最大轮胎速度VTIRE 起飞第38页/共155页 起飞速度速度小结 起飞第39页/共155页 跑道限制起飞距离 起飞第40页/共155页 飞机性能的研究应用范围-起飞性能起飞条例 FAR起飞跑道长度(情况1)1.15倍的实
12、际起飞距离全发起飞距离(1.15倍实际)V1VRVLOF35英尺V2+10到25节*随着飞机类型而变化第41页/共155页 飞机性能的研究应用范围-起飞性能起飞条例 FAR起飞跑道长度(情况2)一发失效加速走距离VEFV1VRVLOF1秒35英尺V2第42页/共155页 飞机性能的研究应用范围-起飞性能起飞条例 FAR起飞跑道长度(情况3)一发失效加速-停止距离VEFV1过渡段RTO过渡结束停止1秒第43页/共155页 起飞航迹 起飞第44页/共155页 起飞航迹第二段爬升梯度需求 起飞第45页/共155页 越障 起飞总飞行航迹和净飞行航迹起飞第46页/共155页 越障 起飞安全区 ICAO起
13、飞第47页/共155页 越障 起飞安全区 FAR起飞第48页/共155页 外界影响 1、风 50%实际顶风 150%实际顺风 侧风限制 2、气压高度 3、跑道坡度起飞第49页/共155页 外界影响 温度 对空气动力的影响 对发动机的影响起飞第50页/共155页 外界影响-污染跑道降雨降雪污染跑道与滑跑道污染跑道定义超过25%的跑道有污泥,积水,松雪,冰或压紧的雪存在毫米污染物深度1毫米 污染物深度超过13毫米禁止起飞滑跑道定义:25跑道上覆盖有冰或压紧的雪存在第51页/共155页 外界影响-污染跑道污染跑道增加的阻力:排开阻力和冲击阻力污染跑道受力分析全发推力发动机失效推力污染物阻力空气阻力滚
14、动摩擦力VHP滑水速度vRVLOF地速总加速力第52页/共155页 外界影响-污染跑道使用干跑道性能在污染跑道上的表现(全发)767-300,182800公斤,V1=163IAS AFM平衡跑道长度=9520英尺加速V1=16335英尺V=0可用跑道长度干跑道污染跑道6毫米13毫米裕度15%裕度5%第53页/共155页 外界影响-污染跑道使用干跑道性能在污染跑道上的表现(一发失效)767-300,182800公斤,V1=163IAS加速V1=16314英尺V=138可用跑道9520英尺V=06毫米加速V1=163离地V=142V=013毫米第54页/共155页 外界影响-污染跑道最小需要干跑道
15、长度所需污染跑道长度1.15全发距离一发失效污染跑道V1调整1.15全发距离-污染加速走-污染加速停-污染加速走加速停距离V1V1调整平衡V1重量高度温度襟翼第55页/共155页 外界影响-污染跑道一发失效污染跑道重量调整跑道长度松刹车重量固定跑道FAR干跑道长度污染跑道长度高度温度襟翼第56页/共155页 外界影响-污染跑道干跑道/障碍物限制重量(1000KG)污染物/积水深度(777-200)3毫米6毫米13毫米压力高度-英尺压力高度-英尺压力高度-英尺SL40008000SL40008000SL40008000240-25.7-30.3-34.8-29.2-33.7-38.3-36.6-
16、41.1-45.7220-22.4-27.0-31.5-25.2-29.7-34.3-30.9-35.5-40.0200-19.1-23.6-28.2-21.2-25.7-30.3-25.3-29.8-34.4重量调整表(1000公斤)第57页/共155页 外界影响-污染跑道重量(1000KG)污染物/积水深度(777-200)3毫米6毫米13毫米压力高度-英尺压力高度-英尺压力高度-英尺SL40008000SL40008000SL40008000240-21-19-17-16-14-12-6-4-2220-23-21-19-19-17-15-9-7-5200-24-22-20-21-19-1
17、7-19-11-9V1调整表(KIAS)第58页/共155页 外界影响-污染跑道滑跑道-冰或压紧的雪存在对加速走没有影响由于地面摩擦力减少,对加速停影响较大同样需要进行重量及V1的调整使用摩擦力测试车辆或飞行员报告系统来确定跑道摩擦系数,根据摩擦系数进行重量及V1的调整。第59页/共155页 外界影响-道面强度跑道道面强度对起飞重量的影响(737-300)刚性道面柔性道面实际重量ABCDABCD61462公斤363840423133374132904公斤1718192015161720第60页/共155页 ELEVATION 43 M RUNWAY 16L RJAA *FLAPS 01*AIR
18、 COND OFF ANTI-ICE OFF TOKYO/NARITA PCN=129F/C/X/T 737-300 CFM56-3-B1 DATED 23-JUL-2002 *A*INDICATES OAT OUTSIDE ENVIRONMENTAL ENVELOPE OAT CLIMB WIND COMPONENT IN KNOTS(MINUS DENOTES TAILWIND)C 100KG -10 0 10 20 66A 412 380*/19-19-25 401*/23-23-28 406*/24-24-29 410*/25-25-30 63A 431 395*/21-22-27 4
19、17*/26-26-31 422*/27-27-32 427*/28-28-32 60A 451 410*/23-24-30 432*/28-28-33 438*/29-29-34 443*/30-30-35 57A 471 424*/25-26-32 448*/30-30-36 453*/31-31-37 459*/32-32-38 54 490 435*/25-27-34 462*/32-32-38 468*/33-34-39 475*/35-35-40 51 505 445*/27-29-36 472*/33-34-40 479*/35-35-41 487*/37-37-42 标准起飞分
20、析表第61页/共155页 标准起飞分析表 48 519 454*/28-30-37 482*/35-36-42 490*/37-37-43 497*/38-38-44 45 532 464*/30-31-39 493*/37-37-43 501*/38-39-45 508*/40-40-46 42 545 473*/31-33-40 503*/38-39-45 511*/39-40-46 519*/41-42-48 39 557 481*/32-34-42 512*/39-40-47 520*/40-41-48 528*/42-43-49 36 570 489*/33-35-43 520*/4
21、0-41-48 529*/42-42-49 537*/43-44-51 33 582 497*/33-36-44 528*/40-42-49 537*/42-44-51 546*/44-45-52 MAX BRAKE RELEASE WT MUST NOT EXCEED MAX CERT TAKEOFF WT OF 58968 KG MINIMUM FLAP RETRACTION HEIGHT IS 122 M LIMIT CODE IS F=FIELD,T=TIRE SPEED,B=BRAKE ENERGY,V=VMCG,*=OBSTACLE/LEVEL-OFF,*=IMPROVED CLI
22、MB RUNWAY IS 2179 M LONG WITH 0 M OF CLEARWAY AND 0 M OF STOPWAY RUNWAY SLOPES ARE .08 PERCENT FOR TODA AND .08 PERCENT FOR ASDA LINE-UP DISTANCES:30 M FOR TODA,30 M FOR ASDA OBS FROM LO-M/M RUNWAY HT DIST OFFSET HT DIST OFFSET HT DIST OFFSET 16L 3 235 0 5 333 0 9 357 0 12 373 0 12 408 0 15 875 0 17
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