第六章-飞机性能工程-巡航性能---B.ppt

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1、 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程第六章第六章 巡航性能巡航性能6.1 6.1 基本公式和主要参数计算基本公式和主要参数计算6.2 6.2 巡航类型巡航类型6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.4 6.4 巡航性能计算巡航性能计算6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降1 1 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程在一定的巡航方式下，使目标值最优的巡航高度即为在一定的巡航方式下，使目标值最优的巡航高度即为最佳高度最佳高度。等马赫数巡航等马赫数巡航MRCLRC经济巡航方式经济巡航方式 6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.3.1 最佳巡航高度

2、最佳巡航高度2 2 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.3.1 最佳巡航高度最佳巡航高度 当当M M数、重量不变时，数、重量不变时，燃油里程随飞行高度的变化燃油里程随飞行高度的变化表明在较高高表明在较高高度上有一个最大的燃油里程。在该高度上巡航最省油，航程长。度上有一个最大的燃油里程。在该高度上巡航最省油，航程长。3 3 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.3.1 最佳巡航高度最佳巡航高度最佳高度随飞机重量的变化曲线：最佳高度随飞机重量的变化曲线：在一定的巡航在一定的巡航方式下，

3、最佳高度方式下，最佳高度随飞机重量增大而随飞机重量增大而减小。减小。4 4 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.3.1 最佳巡航高度最佳巡航高度 偏离最佳高度时，会导致燃油消耗大大增加。偏离最佳高度时，会导致燃油消耗大大增加。5 5 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程6 6 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程 顺风可以增大地速，增大航程，逆风则减小地速，缩短航程。顺风可以增大地速，增大航程，逆风则减小地速，缩短航程。问问题题：在在最最佳佳高高度度飞飞行行时时，如如遇遇到到不不利利的的逆逆风

4、风，而而在在某某个个非非最最佳佳高高度度上上，逆逆风风较较小小或或是是顺顺风风时时，是是否否可可以以为为了了增增大大航航程程改改到到非非最最佳高度上巡航呢？佳高度上巡航呢？6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.3.2 风速对巡航高度的影响风速对巡航高度的影响 只有在只有在非最佳高度上非最佳高度上的的实际风大大有利于得失相当风实际风大大有利于得失相当风，才可以，才可以考虑改变飞行高度，因为从一个高度改飞到另一个高度也会考虑改变飞行高度，因为从一个高度改飞到另一个高度也会额外消额外消耗一些燃油耗一些燃油。使飞机在非最佳高度上的航程与最佳高度上的航程相等的风速使飞机在非最佳高度上的航程与最佳高度上的航

5、程相等的风速叫叫得失相当的风得失相当的风。一方面：考虑改变高度会由非最佳高度较小的逆风或顺风增大航程；一方面：考虑改变高度会由非最佳高度较小的逆风或顺风增大航程；另一方面：非最佳高度降低了燃油里程。另一方面：非最佳高度降低了燃油里程。7 7 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程 在高温时，由于推力减小，从而在高温时，由于推力减小，从而限制飞机可能飞行的高度限制飞机可能飞行的高度。当给定机重时，温度增加，推力减小，当给定机重时，温度增加，推力减小，使平飞使平飞M数减小数减小；当当给给定定机机重重和和M数数时时，温温度度增增高高，推推力力减减小小，而而为为了了维维持持支支承承

6、机机重重的的升升力力，在在其其他他条条件件不不变变时时（如如迎迎角角），只只有有降降低低高高度度，增增大大空气密度，来空气密度，来增大升力增大升力，同时高度降低，同时高度降低，推力也有一定增大推力也有一定增大。6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.3.3 推力限制高度推力限制高度8 8 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程9 9 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程1010 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.3.4 机动能力限制的高度机动能力限制的高度 飞机巡航时应具有足够的机动能力，以穿越颠

7、簸气流或飞机巡航时应具有足够的机动能力，以穿越颠簸气流或做必要的机动动作（如转弯等）。做必要的机动动作（如转弯等）。对于给定对于给定W W、V V和要求的和要求的n ny y。存在一个限制的最高飞行高。存在一个限制的最高飞行高度（度（）。）。1111 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程 为为保保证证飞飞行行安安全全，防防止止危危险险接接近近和和相相撞撞，飞飞机机只只能能在在规规定定的的高高度度层层飞飞行行，但但是是从从性性能能分分析析选选定定的的飞飞行行高高度度不不一一定定正正好好在在飞飞行行高度层上，所以高度层上，所以要选择相近的飞行高度层作为巡航高度要选择相近的飞行

8、高度层作为巡航高度。6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.3.5 ATC限制高度限制高度1212 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程 对对于于航航程程较较短短的的巡巡航航如如飞飞向向备备降降场场，可可能能会会受受到到爬爬升升和和下下降降所所需需距距离离的的限限制制，通通常常规规定定至至少少要要具具有有维维持持一一定定时时间间巡巡航航的的平平飞飞巡巡航航段段，这这种种短短距距巡巡航航高高度度除除受受航航程程长长短短影影响响外外，还还受受到到大大气气温温度度和和机机重的影响。重的影响。6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.3.6 航程限制航程限制(短程巡航最佳高度短程巡航最佳高

9、度)1313 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程 1 航路风限制航路风限制2 推力限制推力限制3 过载限制过载限制4 ATC限制限制5 航程限制航程限制 6.3 6.3 巡航高度巡航高度巡航高度限制小结巡航高度限制小结:1414 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程 机机重重：对对给给定定的的巡巡航航速速度度，机机重重越越轻轻，燃燃油油里里程程增增大大，最最佳佳巡巡航高度也增高。航高度也增高。温温度度：对对给给定定的的机机重重，温温度度增增高高，推推力力降降低低，最最大大推推力力限限制制高高度降低。度降低。巡巡航航M数数：其其他他条条件件不不变变时

10、时，巡巡航航M数数增增大大，最最佳佳高高度度增增加加，最大推力限制高度、过载限制高度降低。最大推力限制高度、过载限制高度降低。过过载载：其其他他条条件件不不变变时时，要要求求的的机机动动过过载载越越大大，最最大大过过载载限限制制高度越低。高度越低。6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.3.7 影响因素影响因素1515 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程 远远程程飞飞行行，耗耗油油较较多多，飞飞机机的的巡巡航航高高度度偏偏离离最最佳佳高高度度太太多多，很很不不经经济济，为为了了解解决决这这一一问问题题，既既满满足足ATC的的要要求求，又又改改善善经经济济性性能能，提提出出阶

11、梯巡航方式阶梯巡航方式。巡巡航航高高度度选选择择原原则则是是使使巡巡航航高高度度尽尽可可能能地地接接近近最最佳佳高高度度，按按飞飞机机高高度度层层间间隔隔规规定定，所所选选巡巡航航高高度度层层在在最最佳佳高高度度2,000英英尺尺的的范范围围内内。通通常常，当当高高于于最最佳佳高高度度2,000英英尺尺，燃燃油油里里程程要要损损失失2%，而而低低于于2,000英尺损失英尺损失1%。6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.3.8 阶梯巡航阶梯巡航1616 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程1717 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程1818 巡航性能巡

12、航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程1919 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程2020 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程第六章第六章 巡航性能巡航性能6.1 6.1 基本公式和主要参数计算基本公式和主要参数计算6.2 6.2 巡航类型巡航类型6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.4 6.4 巡航性能计算巡航性能计算6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降2121 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程 环境温度升高，发动机燃油流量和飞机的真空速都会增大环境温度升高，发动机燃油流量和飞机的真空速都会增大

13、如如果果发发动动机机燃燃油油流流量量是是 的的函函数数，则则温温度度高高低低不不会会影影响响飞飞机机的的燃油里程燃油里程，故而也不会影响飞机的航程，故而也不会影响飞机的航程，如如果果发发动动机机燃燃油油流流量量不不是是 的的函函数数，则则温温度度高高低低会会影影响响飞飞机机的的航程航程。6.4 6.4 巡航性能计算巡航性能计算6.4.1 温度对巡航性能的影响温度对巡航性能的影响2222 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程 P90、P91：最佳高度、高度能力；最佳高度、高度能力；P92、P93、P94：巡航数值表；巡航数值表；P95：风速高度转换表；风速高度转换表；P96

14、、p97、p98、p99：积分航程表；积分航程表；P100、P101：经济巡航曲线；经济巡航曲线；P102：等待图表；等待图表；6.4 6.4 巡航性能计算巡航性能计算6.4.2 巡航图表巡航图表2323 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程 76、B757-200（RB211535E4）开始巡航重量为200KLB，以LRC速度在FL370巡航，航路顶风80节，温度为ISA+15，要巡航的距离为50NGM，求飞行时间和油量。6.4 6.4 巡航性能计算巡航性能计算 6.4.2 例题例题2424 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程4 4、巡航性能分析

15、、巡航性能分析 4、例题、例题2525 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程巡航数值表巡航数值表 64积分航程表积分航程表 71（可做可不做，需要叠代计算）（可做可不做，需要叠代计算）高度能力高度能力 60 风速高度转换风速高度转换 66（W=70t）等待等待 796.4 6.4 巡航性能计算巡航性能计算6.4.2 作业作业2626 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程第六章第六章 巡航性能巡航性能6.1 6.1 基本公式和主要参数计算基本公式和主要参数计算6.2 6.2 巡航类型巡航类型6.3 6.3 巡航高度巡航高度6.4 6.4 巡航性能计算巡

16、航性能计算6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降2727 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降6.5.1、一发停车的影响、一发停车的影响在飞行中一发突然停车后，会导致：在飞行中一发突然停车后，会导致：阻力增加阻力增加推力减小推力减小航程缩短航程缩短高度降低，有可能受障碍物限制高度降低，有可能受障碍物限制造成的影响造成的影响：2828 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程 巡航中一台发动机停车后，巡航中一台发动机停车后，将将工工作作的的发发动动机机推推力力改改为为最最大大连连续续推推力力

17、，同同时时保保持持高高度度减减速速到到飘飘降速度降速度，即，即最大升阻比速度最大升阻比速度（绿点速度、可以得到最小的下滑角（绿点速度、可以得到最小的下滑角6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降6.5.2、飘降过程飘降过程开始下降开始下降直到一个直到一个较低的安全高度较低的安全高度（改平高度改平高度）巡航。）巡航。2929 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程3030 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降6.5.2、飘降过程飘降过程降低高度到降低高度到最佳高度最佳高度，以该高度的，以该高

18、度的远程巡航速度巡航远程巡航速度巡航。改平后的巡航方式：改平后的巡航方式：从改平点保持飘降速度飞行，随机重减轻飞行高度不断增从改平点保持飘降速度飞行，随机重减轻飞行高度不断增高，不可取。高，不可取。保持高度采取保持高度采取远程巡航速度巡航远程巡航速度巡航；3131 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程 为为了了保保证证在在飘飘降降过过程程中中能能安安全全越越过过航航路路上上的的障障碍碍物物，FAR121、FAR25部规定：部规定：（1）检检查查越越障障要要用用净净航航迹迹，且且要要考考虑虑温温度度、风风以以及及空空调调、防防冰冰的的影响影响。净航迹与总航迹的梯度差规定为：

19、。净航迹与总航迹的梯度差规定为：1.1%1.1%6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降6.5.3、飘降的要求飘降的要求3232 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程3333 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程3434 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程3535 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降6.5.3、飘降的要求飘降的要求（2 2）要求：要求：考虑航线左、右各考虑航线左、右各5 5海里范围的地形和障碍物；海里范围的地形和障碍物；36

20、36 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程（2 2）要求：要求：6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降6.5.3、飘降的要求飘降的要求在在飘降段要求净航迹飘降段要求净航迹至少高出障碍物至少高出障碍物2,0002,000英尺；英尺；3737 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程（2 2）要求：要求：6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降6.5.3、飘降的要求飘降的要求在在改平高度处和改平后的飞行中改平高度处和改平后的飞行中，要求，要求净航迹净航迹至少至少高出障高出障碍物碍物1,0001,000英尺英尺；3838 巡航性能巡航

21、性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程在打算着陆的机场上空，应能在打算着陆的机场上空，应能高于机场高于机场1,5001,500英尺英尺具有具有正梯度正梯度；（2 2）要求：要求：6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降6.5.3、飘降的要求飘降的要求3939 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程4040 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程4141 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程4242 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程返航点：返航点：从该点开始耗尽从该点开始耗尽可用剩余燃油可

22、用剩余燃油，即，即可返回可返回又又可继续飞行可继续飞行。等时点：等时点：从该点返回起飞机场和飞到目的机场的从该点返回起飞机场和飞到目的机场的时间相同时间相同。返航点返航点等时点等时点6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降6.5.4、返航点与等时点返航点与等时点问题？问题？飞机在返航点之前可以到达目的机场吗？飞机在返航点之前可以到达目的机场吗？飞机飞过返航点还可以返回吗？飞机飞过返航点还可以返回吗？4343 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降6.5.5、山区飞行的要求山区飞行的要求不可返回点（不可返回点（A

23、 A）：）：在该点之前，出现一发失效，选择返回飘降在该点之前，出现一发失效，选择返回飘降可以保证净航迹以不低于可以保证净航迹以不低于2000ft2000ft的高度越过最高障碍物；但在该的高度越过最高障碍物；但在该点之后，就不能保证返回飘降净航迹安全越障。点之后，就不能保证返回飘降净航迹安全越障。继续点（继续点（B B）：在该点后可以继续飞行，出现一发失效后继续向在该点后可以继续飞行，出现一发失效后继续向前飘降可以保证净航迹安全越障；但在该点只前，不能保证向前前飘降可以保证净航迹安全越障；但在该点只前，不能保证向前飘降的安全性。飘降的安全性。A A只能继续，返回不安全只能继续，返回不安全可以返回

24、可以返回B B可以继续可以继续只能返回，继续不安全只能返回，继续不安全4444 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程6.5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降 6.5.5 山区飞行的要求山区飞行的要求情况情况1 1：若：若“不可返回点不可返回点”（A A）在）在“继续点继续点”（B B）之后，）之后，当一发停车时：在当一发停车时：在B B点前，飞机只能返回；点前，飞机只能返回；在在A A点后，飞机只能继续；点后，飞机只能继续；在在A A、B B之间，既可返回也可继续。之间，既可返回也可继续。4545 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程6.

25、5 6.5 一发停车巡航和飘降一发停车巡航和飘降 6.5.5 山区飞行的要求山区飞行的要求情况情况2 2：若：若“不可返回点不可返回点”（A A）在）在“继续点继续点”（B B）之前，）之前，一发停车时：一发停车时：在在A A点前点前，飞机只能返回；，飞机只能返回；在在B B点后点后，飞机只能，飞机只能继续；继续；在在A A、B B之间之间，如能有办法（如改航）以确保越障裕度，否，如能有办法（如改航）以确保越障裕度，否则只有减小起飞重量或改变航路。则只有减小起飞重量或改变航路。4646 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程航程？航时？返航点？等时点？航程？航时？返航点？等

26、时点？飘降的要求？飘降的要求？常用巡航方式？常用巡航方式？成本指数对经济巡航速度的影响？成本指数对经济巡航速度的影响？重量对最佳高度影响？重量对最佳高度影响？等待速度的确定原则？等待速度的确定原则？LRC巡航与巡航与MRC巡航的区别？巡航的区别？温度和风速对巡航性能的影响？温度和风速对巡航性能的影响？影响航程的因素？影响航程的因素？巡航高度的选择要求？巡航高度的选择要求？山区飞行的要求？山区飞行的要求？复习复习4747 巡航性能巡航性能巡航性能巡航性能 飞机性能工程飞机性能工程作业作业巡航数值表巡航数值表 64积分航程表积分航程表 71（可做可不做，需要叠代计算）（可做可不做，需要叠代计算）高度能力高度能力 60 风速高度转换风速高度转换 66（W=70t）等待等待 794848