西工大飞行器性能计算4机动性能

西工大飞行器性能计算4机动性能第1页/共72页一些方向的定义轴向／切向侧向航向（转动）第2页/共72页一些方向的定义纵向（转动）法向轴向切向（速度方向）第3页/共72页一些方向的定义横向（转动）侧向法向第4页/共72页飞机如何机动?—纵向第5页/共72页飞机如何机动?—横航向第6页/共72页机动平面第7页/共72页第一代战斗机多采用后掠翼布局武器以航炮为主作战方式以尾后攻击为主高亚音速或超音速第8页/共72页第二代战斗机三角翼、后掠翼武器：第一代空空导弹作战方式：视距内、尾后攻击二倍音速（高空高速）第9页/共72页传统飞机作战方式第10页/共72页第三代战斗机布局：翼身融合、边条武器：近距、超视距空空导弹作战方式：格斗、超视距空战高机动性（失速迎角前无忧虑机动）第11页/共72页现代飞机的作战方式第12页/共72页空战机动第13页/共72页现代飞机的作战方式第14页/共72页有哪些机动？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……第15页/共72页高Yo-Yo第16页/共72页低Yo-Yo第17页/共72页桶滚第18页/共72页半筋斗第19页/共72页眼镜蛇机动第20页/共72页Su-30MKK第21页/共72页什么是机动性？飞机改变飞行高度、飞行速度、飞行方向的能力第22页/共72页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），保持高度第23页/共72页平飞加减速性能数值积分法图解积分法J-7:H=5kmt=40.3s,L=13.5km第24页/共72页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第25页/共72页常见飞机推重比Mig-150.53Mig-21/J-70.77Mig-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第26页/共72页减速板第27页/共72页跃升H1,V1H2,V2进入段退出段第28页/共72页跃升性能能量法：假设跃升过程中P=Q，机械能保持不变第29页/共72页动升限Hmax.d动升限Hmax.d：飞机通过跃升所能达到的最大高度第30页/共72页第31页/共72页俯冲性能当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第32页/共72页俯冲极限速度第33页/共72页俯冲改出段弧线几何关系运动关系V1,q1第34页/共72页俯冲改出段法向过载第35页/共72页俯冲改出段J-7:V1=338m/s,q1=-90ny=6:DH=2565mny=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第36页/共72页过载／Loadfactor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＝1nx＝0nz＝0第37页/共72页过载的产生aCynyYV第38页/共72页飞行员的感觉定直平飞时，飞行员与座椅之间的压力为G1；拉升时，飞行员所受重力为nyG1；座椅给飞行员提供的支承力nyG1；飞行员感觉被压在座椅上；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；ny<1，会造成红视，红视比黑视更危险；短时间飞行过程中，飞行员能承受的8左右的过载；过载过大，可能会使结构遭到破坏。第39页/共72页抗荷服Kh-7抗荷服第40页/共72页侧向过载第41页/共72页第42页/共72页筋斗第43页/共72页第44页/共72页水平面内的机动第45页/共72页盘旋盘旋：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。第46页/共72页盘旋参数盘旋半径盘旋一周所需要的时间第47页/共72页盘旋过程受力分析铅垂方向水平方向第48页/共72页盘旋半径与盘旋时间第49页/共72页盘旋的限制条件人的生理条件及飞机结构强度的限制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增大第50页/共72页盘旋的限制条件人的生理条件及飞机结构强度的限制迎角及平尾偏角的限制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。第51页/共72页极限盘旋的计算PmaxQCxCyCymaxYnynymax3推力限制2平尾偏角及迎角限制1过载限制第52页/共72页极限盘旋过载过载限制推力限制平尾偏角及迎角限制第53页/共72页非定常盘旋最大ny最大Cy角点速度Vc第54页/共72页上升转弯第55页/共72页半筋斗第56页/共72页半滚倒转第57页/共72页SEPSEP：单位重量剩余功率（比剩余功率）SpecificExcessPowerSEP反映了飞机能量变化的能力加速性能加速性能第58页/共72页常见飞机的SEP及nymaxSEPnymaxnymax(盘旋)Mig-154284Mig-21/J-714086.2Mig-252004.53.0Mig-2931099F-864773.5F-415286F-1630599F-15A3007.37.3第59页/共72页机动性能综合分析飞机A飞机B第60页/共72页综合机动性能参数a=8b=400m/sc=1d=1/2第61页/共72页过载极曲线第62页/共72页过载包线第63页/共72页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第64页/共72页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、抗荷服第65页/共72页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第66页/共72页机动性—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第67页/共72页敏捷性尺度的分类

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