飞机的飞行性能.pptVIP

§3—3 飞机的上升性能 一、飞机等速直线上升运动方程式 二、简单推力法确定飞机的上升性能 一、飞机等速直线上升运动方程式 在上升中，作用于飞机的力与平飞相同，有升力、阻力、推力和重力。所不同的是，由于航迹与地面有一个倾角 (该倾角叫做航迹倾角或上升角)，重力与飞机运动方向并不垂直。为了便于分析问题，把重力分解垂直于运动方向的分力(重力第一分力 )，和平行运动方向的分力(重力的第二分力 )，如图3—3—10所示。 飞机等速直线上升同平飞一样，也是一种受力平衡状态。利用等速直线运动方程式，飞机等速直线上升运动方程式为 从上式可以看出： (一)为保持上升角不变，升力应同重力第一分力 相等。 (二)为保持上升速度不变；发动机推力 应同阻力与重力第二分力之和相等。 此外，为了使上述力的平衡关系不致破坏，和平飞一样，各力绕重心的力矩还需取得平衡。 二、简单推力法确定飞机的上升性能 通常，飞机飞行的 不大，可将直线运动时的阻力X用同一高度同一速度下的平飞阻力来代替，所以，一般可以用平飞推力曲线来研究上升性能问题。 由式(3—3-9)第一式可得 所以 称为剩余推力。其作用是用来平飞加速和上升。式(3—3—10)可以确定每个速度C下的瞬时上升性能。飞机的上升性能主要包括最大上升角，最大上升率，上升限度和上升时间等。 (一)最大上升角 由前式可知 显然，当剩余推力为最大 ，上升角为最大 。最大剩余推力所对应的速度称为最陡上升速度 ，见图3-3-11。 (二)最大上升率( )和最快上升速度 飞机不但要平飞速度大，爬升速度(又叫爬升率或上升率)也需要大,特别是对于歼击机更是如此。为了及时消灭敌机，歼击机必须在很短时间内。爬升到很高的高度。 飞机上升时，每秒钟或每分钟上升的垂直高度，叫上升率。现代优良的歼击机的上升率可达每分钟9000到12000米。换句话说，这种飞机从海平面起飞，一分钟内就可上升到超过世界第一高峰珠穆朗玛峰(高约8848米)。 由图3-3-12可见 而 所以 把推力曲线图上的每速度下得到的 代入(3—3—11)式，就可以求得该速度C的瞬间上升率 。当C与 之积为最大时，上升率为最大，称为最大上升率，以 表示。此时飞行速度就称为最快上升速度，用 表示。见图3—3—11及3—3—13。 (三)升限 飞多高是飞机的重要飞行性能之一，衡量飞机飞多高的标准是升限。所谓升限就是飞机能够上升的最大高度。升限无论对于军用机或民用机都是重要的。歼击机升限比敌机高，就可以向下俯冲，化高度为速度，取得主动权。轰炸机和侦察机升限大则易于避开敌方的攻击。甚至运输机飞得高，由于高空云稀少，气候变化不厉害，也对它有利。 提高飞机升限的主要办法是，改善发动机的适高性，也就是尽量使它的推力不随高度的增加而降低。因为越到高空，空气越稀薄，进入发动机的空气流量越少，燃烧就越不好，因而推力就越降低，到某一高度，发动机甚至不能工作。这就影响了飞机升限的提高，另外减轻飞机重量也有助于捉高升限。 飞机的升限有三种: 一种叫理论升限，一种叫实用升限，还有一种叫动力升限。 l、理论升限 如果绘制最大上升率随高度变化的曲线，如图3—3—14所示，则可以看出最大上升率限高度增加而减小，最后趋向于零。最大上升率等于零时的高度叫做理论上升限度，简称理论升限，用 表示。在该高度上发动机的可用推力只能使飞机在某一速度下维持 平飞。超过这一高度时，飞机不能维持等速直线飞行。这样确定的升限之所以称为理论升限，是因为愈接近这一高度，飞机的最大上升率愈小，因而上升单位高度所需的时间将趋向于无限大。所以理论升限没有什么实际意义。 2、实用升限 由于理论升限没有什么实际意义，常规定最大上升 (四) 上升时间 飞机上升到预起高度所需的最短时间，称为上升时间。上升时间也就是保持最快上升速度，以最大上升率上升到预定高度所需的时间。 根据 则由H=O到H=Hmax