飞机性能工程：第五章 爬升和下降

1、Page 1第五章 飞机爬升和下降性能第五章 飞机爬升和下降性能5.1 爬升性能5.2 下降性能 航路爬升：从起飞飞行航迹结束点（1500ft）爬升到 规定的巡航高度； 推力：最大爬升推力，全发； 目的：经济、安全； 重点：时间、油量、距离；5.1 爬升性能主要内容：（1）爬升参数的计算（2）爬升方式及其确定准则和要求（3）常用的爬升速度（4）爬升性能计算Page 41、爬升参数的计算121、爬升参数的计算爬升性能的主要参数是爬升梯度和爬升率（1）爬升梯度：飞机爬升高度与前进的水平距离之比，等于爬升角的正切值。爬升梯度（爬升角）大，说明通过同样的水平距离，飞机爬升的高度高，飞机的越障能力强。（

2、2）爬升率：飞机爬升中单位时间所爬升的高度。飞机的爬升率越大，说明飞机爬升到同一高度的时间最短，飞机的爬升性能好。我们把能获得最大爬升率的速度称为快升速度（VY）。1、爬升参数的计算剩余推力加速因子飞机重量剩余功率加速因子飞机重量1、爬升参数的计算爬升梯度与爬升率：爬升梯度与剩余推力成正比，与温度、高度、flap、速度有关。爬升梯度与飞机重量成反比，重量越大，爬升梯度越小。爬升梯度还与加速因子有关（加速度、动能）。 影响因素高度温度：小于参考温度，基本不变，大于参考温度时： 重量：速度：随着速度的增加，CG和r/c先增后减。1、爬升参数的计算Page 10Vx 陡升速度Vy 快升速度V爬升梯度

3、爬升率VVx增大增大VxVVy减少减少风速：R/C水平风速对爬升率没影响。1、爬升参数的计算影响因素加速因子：.1、爬升参数的计算爬升时间：爬升距离：爬升油量：1、爬升参数的计算2、爬升剖面及常用的爬升方式爬升剖面：典型爬升剖面：A段：起飞到1500ft，表速达到250kt；？B段：从1500ft爬升到10000ft,等表速；C段：在10000ft高度平飞加速到爬升速度；D段：按给定的表速和马赫数爬升到爬升顶点；E段：在初始巡航高度加速到巡航速度；F段：巡航到公共点。ABCDEF爬升距离最短：从起飞到爬升顶点的水平距离最短。爬升梯度最大，以陡升速度爬升，又叫陡升爬升方式。Climb at Ma

4、ximum Gradient爬升时间最短：从起飞到爬升顶点的时间最短，爬升率最大的爬升方式，以快升速度爬升，又叫快升爬升方式。Climb at Maximum Rate爬升燃油最省的爬升方式：燃油消耗最少。 Climb at Minimum Fuel 爬升航段燃油最省的爬升方式：从起飞离地到公共点的燃油最省。 最佳爬升方式最佳爬升速度爬升航段成本最低的爬升方式：从起飞离地到公共点的直接运营成本最低，又称经济爬升方式。Climb at Minimum Cost2、爬升剖面及常用的爬升方式3、爬升速度确定准则爬升时间最短(快升爬升)航路爬升 最大爬升率爬升（1）低高度hc:低空等表速爬升时，及VC

5、=C，HP，VT是加速爬升过程，部分剩余推力用来增加动能。（2）hc高高度：高空等M数爬升时，HP，a，VT，是减速爬升。（3）36089ft对流层顶以上同温层：达到对流层顶后，再向上等M爬升，真空速不变（定常爬升）。 3、爬升速度确定准则速度限制：在高度低于10000英尺时，应保持表速不大于250节，除非在此速度下飞机达不到安全要求。 爬升原则：低高度等表速爬升，高高度等马赫数爬升。3、爬升速度确定准则Page 20给定的等表速对应的M数=给定M数时的气压高度。3、爬升速度确定准则转换高度：只与表速和马赫数有关，与温度无关，与机型无关。在低于转换高度时：加速爬升过程。加速因子大于零；在高于转

6、换高度，低于11000米时：减速爬升过程。加速因子小于零；在高于11000米时：等速爬升过程。加速因子等于零；3、爬升速度确定准则转换高度：加速爬升减速爬升等速爬升Page 24Page 25爬升航段燃油消耗最少的爬升方式，又称之为最经济燃油爬升。为了确定最佳爬升速度，按典型爬升剖面，对给定的飞机起飞重量、初始巡航高度和速度、大气温度、风速、风向等条件，选几种不同的爬升速度，分别计算出从起飞离地开始爬升到公共点的爬升性能，比较不同爬升速度的燃油消耗量，其中燃油消耗最少的爬升速度即为该计算条件下的最佳爬升速度。4、常用的爬升速度最佳爬升：4、常用的爬升速度最佳爬升：Page 27重量：重量越大，

7、最佳爬升速度越大。 最佳爬升的影响因素：不同燃油损失的爬升速度随起飞重量的变化曲线，供航空公司决策时参考 风：不影响爬升的耗油量和爬升时间， 只影响爬升距离风对最佳爬升速度略有影响：100节顶风：使最佳表速增大约5节； 100节顺风：使最佳表速减小约5节；最佳爬升的影响因素： 爬升马赫数： 温度： 爬升顶点的高度： 公共点的位置（试飞测试相同高度的点）：最佳爬升的影响因素：对最佳爬升速度影响很小；5、爬升性能计算(图表使用)给定机型、起飞重量、爬升速度，可查出从海平面爬升到任一高度时所需时间、水平距离、燃油消耗和真空速。Page 32例：B737-700 松刹车重量70吨，以280/0.78的

8、爬升方式爬升到FL350。B737-700 航路爬升性能表爬升性能计算图表使用说明1、该表是基于飞机从海平面机场起飞，即从标高为零的机场起飞，所得到的爬升数据。因此，当起飞机场的标高不为零时应进行机场标高的修正。方法一：利用图表所提供的数据仅对爬升油量进行粗略的标高修正。而对时间和距离的修正忽略（波音）。2、修正方法：方法二：对爬升过程中所需油量、时间及飞过的水平距离进行精确的标高修正。 ELEELE+150015000FL风速修正： 爬升：2/3的航路风； 2/31、B757-200（RB211535E4）松刹车重量225000LB，机场标高3500FT，巡航高度FL370，航路60节顺风，

9、温度为ISA+15，求以290KT/0.78M爬升时爬升到巡航高度所用的时间，油量和飞过的地面距离。 机场标高+1500ftPage 40322、B757-200（RB211535E4 ）在FL330巡航，在重量为200KLB时以M0.78爬升到FL370，FL330上40节顺风，FL370上50节顺风，温度为ISA+20，求爬升所用时间、油量和飞过的地面距离。 迭代求解WBR补充题：B757-200的最大允许使用表速MO340KT, 最大允许使用数MO0.86, 使用升限42000FT, 求能以0.8巡航的高度范围、能以表速320KT巡航的高度范围。 Hp = 36089-20805.8Ln

10、(/0.2233609)( 0.2233609)( 0.2233609)提示：Hpmn145442（10.1902631）24660 ft 所以能以 M0.80 巡航的高度范围: 24660 ft - 42000 ft 解：Hpmx145442（10.1902631）31303 ft 能以 320 KIAS 巡航的高度范围: 0 ft - 31303 ft 第五章 飞机爬升和下降性能5.1 爬升性能5.2 下降性能主要研究:飞机从巡航终点到进近开始点（1500ft）的 下降过程的飞机特性问题。推力：空中慢车推力（几乎为零）。重点：下降时间、地面距离。5.2下降性能1 下降参数的计算下降梯度和下

11、降率：下降梯度和下降率：Page 481、下降参数的计算 1、下降梯度和下降率最小下滑角（下降梯度）与重量无关，基本恒定，是最大升阻比时的下滑角。对应的速度大小也不同随重量增大而增大。重量一定时，下降率随速度增大先减小后增大。速度一定时，下降率与重量关系： V V(L/D)max：重量大，CL大，升阻比减小，阻力增大，下降率增大； V V(L/D)max：重量大，CL大，升阻比增大，阻力减小，下降率减小；加速下降的方法：增大速度、增大阻力；风速对下降率无影响，顶风使下降梯度增大，顺风使下降梯度减小。（1）下降时间：（3）下降油量：（2）下降距离：?Page 52等速下降加速下降减速下降2下降剖

12、面与下降方式一般采取等马赫数（高空）、等表速（低空）下降模式。常用的下降方式：低速下降：下降率小，水平距离长，省油、时间比较长，用在正常下降时。高速下降：下降率大，水平距离短，时间比较短，用在紧急下降时（客舱增压出故障、危重病人、客舱失火），对应速度为MMO/VMO。燃油最省下降：最省油。 穿越颠簸区的下降：下降速度不能太大或太小。最小梯度下降：以最大升阻比速度下降，下降梯度最小，主要用于航路上一发停车越障下降，在一定高度开始下降时，可以飞行更远的距离。最小成本下降：（1）下降率不能过大，要与座舱压力变化相适应，允许的最大的座舱压力变化率为300350ft/min。巡航高度时的座舱压力值800

13、0ft，一旦客舱下降时间比飞机下降时间长，还需要限制飞机的下降率(二次增压) ，延长飞机下降时间。3.下降的要求 （2）满足座舱结构对舱内外压力差的限制要求。舱外压力舱内压力350008000PPmax（3）应适中，太早：长时间低空飞行耗油多； 太晚：飞机下不来或不易完成进近准备；TAS450WF 2800 LB/HRTAS230WF 3600 LB/HR 典型缺乏科学性经济性/舒适性的飞行方法！3.下降的要求4.下降图表应用机场标高的修正Page 601、B757-200（RB211535E4）飞机由FL390按0.78M/290/250下降，着陆重量为185KLB，航路顶风90节，机场标高ELE=6000FT，求下降到接地所用的时间、油量、飞过的地面距离。 爬升与下降（1）爬升角越大越好，下降角越小越好（2）风对爬升梯度，下降梯度有影响，对爬升率，下降率 无影响。（3）爬升梯度（下降梯度）：单位距离内爬升（下降）的 高度（4）爬升率（下降率）：单位时间内爬升（下降）的高度（5）