4机动性能 飞机性能计算课件.ppt

机动飞行性能一些方向的定义轴向／切向侧向航向（转动）一些方向的定义纵向（转动）法向轴向切向（速度方向）一些方向的定义横向（转动）侧向法向飞机如何机动?—纵向飞机如何机动?—横航向机动平面第一代战斗机Ø 多采用后掠翼布局 Ø 武器以航炮为主 Ø 作战方式以尾后攻击为主 Ø 高亚音速或超音速第二代战斗机Ø三角翼、后掠翼 Ø武器：第一代空空导弹 Ø作战方式：视距内、尾 后攻击 Ø二倍音速（高空高速）传统飞机作战方式第三代战斗机Ø布局：翼身融合、边条 Ø武器：近距、超视距空 空导弹 Ø作战方式：格斗、超视 距空战 Ø高机动性（失速迎角前 无忧虑机动）现代飞机的作战方式空战机动现代飞机的作战方式有哪些机动？• 常规机动 – 平飞加减速 – 盘旋 – 筋斗 – 斜筋斗 – 半筋斗 – 半滚倒转 – 战斗转弯（上升转弯 ） – ……• 过失速机动 – 眼镜蛇 – 尾冲 – 赫伯斯特 – 过失速筋斗 – ……高 Yo-Yo低 Yo-Yo桶滚半筋斗眼镜蛇机动什么是机动性？• 飞机改变飞行高度、飞行速度、飞行方 向的能力平飞加减速性能• 条件： – 水平直线飞行 • 指标： – 亚音速飞机：从0.7Vmax加速到0.97Vmax – 亚音速飞机：从Vmax减速到0.7Vmax – 超音速飞机：从Vks到0.95Vmax之间 • 操纵： – 加速：最大油门，最小阻力状态，高度保持不变 – 减速：最小油门，最大阻力状态（放减速板），保持高度平飞加减速性能数值积分法图解积分法J-7: H=5km t=40.3s , L=13.5km平飞加减速性能分析推重比飞机加速能力由推重比与升阻比决定常见飞机推重比Mig-150.53Mig-21/J-7 0.77Mig-291.1Su-271.4/空战 1.14/起飞F-860.375F-40.81F-151.19F-16A1.03F-221.41/空战 1.17/起 飞第二代飞机发动机响应时间 大约7～9s飞机推重比发动机推重比减速板跃升H1,V1H2,V2进入段退出段跃升性能能量法：假设跃升过程中P=Q，机械能保持不变动升限Hmax.d动升限Hmax.d：飞机通过跃升 所能达到的最大 高度俯冲性能当 P-Q-mgsinq=0 时，飞机 达到最大速度，这个速度 称为俯冲极限速度Vjx俯冲极限速度俯冲改出段弧线几何关系运动关系V1,q1俯冲改出段法向过载俯冲改出段高度损失J-7: V1=338m/s , q1=-90 ny=6: DH=2565m ny=8: DH=1784m假设改出段的法向过载保持不变 从(V1,q1)积分到(V,q )P=Q过载／Load factor• 过载n：飞机除重力之外 的合力与重力的比值 • 过载分量 – 法向过载：ny＝Y/G – 切向过载：nx ＝(P-Q)/G – 侧向过载：nz ＝Z/G • 定直平飞时：ny＝1 nx ＝0 nz ＝0过载的产生aCynyYV飞行员的感觉Ø 定直平飞时，飞行员与座椅之间的压力为G1 ； Ø 拉升时，飞行员所受重力为nyG1 ； Ø 座椅给飞行员提供的支承力nyG1 ；Ø 飞行员感觉被压在座椅上； Ø 当ny>1，血液涌向下肢，会造成大脑缺血，当ny继续增 大，视网膜缺血，造成黑视； Øny<1，会造成红视，红视比黑视更危险； Ø 短时间飞行过程中，飞行员能承受的8左右的过载；Ø 过载过大，可能会使结构遭到破坏。

抗荷服Kh-7抗荷服侧向过载筋斗水平面内的机动盘旋• 盘旋：飞机连续改变方向，而高度保持不变； • 转弯：航向改变小于360；• 定常盘旋：盘旋过程中，飞行状态保持不变（除航向 ）； • 正常盘旋：侧滑角为0的定常盘旋盘旋参数• 盘旋半径 • 盘旋一周所需要的时间盘旋过程受力分析铅垂方向水平方向盘旋半径与盘旋时间盘旋的限制条件1.人的生理条件及飞机结构强度的限制 2.迎角及平尾偏角的限制拉杆平尾偏转飞机抬头a增大限制限制Cy增大Y增大ny增大盘旋的限制条件1.人的生理条件及飞机结构强度的限制 2.迎角及平尾偏角的限制 3.满油门可用推力的限制\当以上三个条件达到时，称为极限盘旋状态极限盘旋的计算PmaxQCxCyCymaxYnynymax3 推力限制2 平尾偏角 及迎角限制1 过载限制极限盘旋过载过载限制推力限制平尾偏角及 迎角限制非定常盘旋最大ny最大Cy角点速度Vc上升转弯半筋斗半滚倒转SEPSEP：单位重量剩余功率（比剩余功率） Specific Excess PowerSEP反映了飞机能量变化 的能力加速性能常见飞机的SEP及nymaxSEPnymaxnymax(盘旋 ) Mig-154284 Mig-21/J-714086.2 Mig-252004.53.0Mig-2931099F-864773.5F-415286F-1630599F-15A3007.37.3机动性能综合分析飞机A飞机B综合机动性能参数a=8b=400m/sc=1d=1/2过载极曲线过载包线超音速飞机的机动性能特点• 加速性能受限于涡喷及涡扇发动机惯性 • 高空飞行时，减速能力变差 • 盘旋性能提高机动性的方法加速性能推重比：升阻比：K减速性能减速板、反推力装置跃升性能发动机推力盘旋性能• 推力：发动机• 迎角、平尾偏角：气动布局• 过载：改进机体结构、倾斜座椅、抗荷服小结• 平飞加减速性能： – 加减速时间 • 跃升及俯冲性能： – 能量法 – 动升限 – 俯冲改出 • 盘旋性能 – 正常盘旋半径、时间 – 极限盘旋三个限制条件 • SEP机动性—敏捷性• maneuverability• 改变飞行高度、飞行速 度、飞行方向的能力• 飞机的机动能力• agility• 转动机动平面和改变机 动状态的能力• 机动性对时间的导数敏捷性尺度的分类瞬态功能潜力横向T90 反向滚转参数侧向敏捷性准 则纵向加载时间 卸载时间 过载变化率 俯仰角速率指向余度俯仰敏捷性准 则轴向功率剧增 功率损失空战周期时间扭转敏捷性潜力SEP变化率ny变化率滚转并截获90°（T90）指向余度空战周期。